JP2014165094A - Conductive film, touch panel, electrode for solar cell, and solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池に関する。 The present invention provides a conductive film that exhibits excellent conductivity even when the content of the metal conductor is low and is excellent in transparency, a touch panel and a solar cell electrode obtained by using this conductive film, and the solar cell. The present invention relates to a solar cell including a battery electrode.
近年、金属ナノワイヤとカーボンナノチューブを導電体として含有する導電膜が提案されている。
例えば、特許文献１には、直線状金属ナノワイヤとカーボンナノチューブを含有し、この直線状金属ナノワイヤが互いに交点で接合して網目を形成している導電膜が記載されている。
In recent years, conductive films containing metal nanowires and carbon nanotubes as conductors have been proposed.
For example, Patent Document 1 describes a conductive film that contains linear metal nanowires and carbon nanotubes, and the linear metal nanowires are joined together at intersections to form a network.
特許文献１に記載されるように、金属製導電体を用いることで、良好な導電性及び透明性を有する導電膜を形成することができる。そして、金属製導電体とカーボンナノチューブを組み合わせて用いることで導電膜の導電性をさらに向上させることもできる。
しかしながら、金属製導電体を多量に含む導電膜は、腐食により性能が大きく低下するおそれがあり、タッチパネルや太陽電池用電極の材料としては、性能面に問題があった。
したがって、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルムが要望されていた。
As described in Patent Document 1, a conductive film having good conductivity and transparency can be formed by using a metal conductor. And the electroconductivity of an electrically conductive film can also be improved further by using combining a metal conductor and a carbon nanotube.
However, a conductive film containing a large amount of a metal conductor has a risk of greatly degrading performance due to corrosion, and has a problem in performance as a material for a touch panel or a solar cell electrode.
Therefore, there has been a demand for a conductive film that exhibits excellent conductivity even when the content of the metal conductor is low and is excellent in transparency.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this situation, Even if the content of a metal conductor is low, the electroconductivity film which shows the outstanding electroconductivity and is excellent in transparency, and is obtained using this electroconductive film. An object is to provide a touch panel, a solar cell electrode, and a solar cell including the solar cell electrode.
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、基材、金属ナノ構造体、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差とが特定の関係にあるカーボンナノチューブを含有する導電性フィルムが、導電性および透明性に優れることを見出し、本発明を完成するに到った。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, it has been found that a conductive film containing a carbon nanotube having a specific relationship between a base material, a metal nanostructure, and an average diameter (Av) and a standard deviation of the diameter is excellent in conductivity and transparency. The present invention has been completed.
かくして本発明によれば、下記（１）〜（３）の導電性フィルム、（４）のタッチパネル、（５）の太陽電池用電極、（６）の太陽電池が提供される。 Thus, according to the present invention, the following conductive films (1) to (3), (4) touch panel, (5) solar cell electrode, and (6) solar cell are provided.
（１）基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成された導電性フィルム。
（２）基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する、（１）に記載の導電性フィルム。
（３）基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層と、前記金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する、（１）に記載の導電性フィルム。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル。
（５）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の導電性フィルムを用いて得られる太陽電池用電極。
（６）前記（５）に記載の太陽電池用電極を備える太陽電池。
(1) Substrate (A), metal nanostructure (B), and carbon nanotubes satisfying an average diameter (Av) and standard deviation of diameter (σ) of 0.60> 3σ / Av> 0.20 (C ) Is formed using a conductive film.
(2) The conductive film according to (1), including a base material (A) and a layer containing the metal nanostructure (B) and the carbon nanotube (C) formed on the base material (A). .
(3) formed on the base material (A), the layer containing the metal nanostructure (B) formed on the base material (A), and the layer containing the metal nanostructure (B). The conductive film according to (1), further comprising a layer containing carbon nanotubes (C).
(4) A touch panel obtained using the conductive film according to any one of (1) to (3).
(5) The electrode for solar cells obtained using the electroconductive film in any one of said (1)-(3).
(6) A solar cell comprising the solar cell electrode according to (5).
本発明によれば、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池が提供される。 According to the present invention, a conductive film that exhibits excellent conductivity even when the content of the metal conductor is low and is excellent in transparency, a touch panel and a solar cell electrode obtained using this conductive film, and A solar cell provided with this solar cell electrode is provided.
以下、本発明を、１）導電性フィルム、２）タッチパネル、並びに、３）太陽電池用電極及び太陽電池、に項分けして詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by dividing it into 1) a conductive film, 2) a touch panel, and 3) a solar cell electrode and a solar cell.
１）導電性フィルム
本発明の導電性フィルムは、基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成されたものである。
1) Conductive film The conductive film of the present invention has a base material (A), a metal nanostructure (B), and an average diameter (Av) and a standard deviation (σ) of the diameter of 0.60> 3σ / Av. It is formed using carbon nanotubes (C) satisfying> 0.20.
〔基材（Ａ）〕
本発明に用いる基材（Ａ）は、金属ナノ構造体（Ｂ）やカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を担持することができるものであれば、特に制限されない。例えば、合成樹脂やガラスからなるシートが挙げられる。なかでも、軽量で、可撓性及び光透過性に優れることから、透明樹脂からなるものが好ましい。
透明樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、透明ポリイミド（ＰＩ）等の合成樹脂が挙げられる。
[Base material (A)]
The base material (A) used for this invention will not be restrict | limited especially if the layer containing a metal nanostructure (B) and a carbon nanotube (C) can be carry | supported. For example, a sheet made of synthetic resin or glass can be used. Especially, since it is lightweight and excellent in flexibility and light transmittance, what consists of transparent resin is preferable.
Transparent resins include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), syndiotactic polystyrene (SPS), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), polyarylate (PAr), polysulfone (PSF), polyester ( Examples thereof include synthetic resins such as PE), polyethersulfone (PES), polyetherimide (PEI), cycloolefin polymer (COP), and transparent polyimide (PI).
基材（Ａ）の厚みは、用途に応じて適宜決定すればよいが、通常、１０〜１００００μｍである。
基材（Ａ）の光透過率（測定波長：５００ｎｍ）は、好ましくは６０％以上である。
Although the thickness of a base material (A) should just be determined suitably according to a use, it is 10-10000 micrometers normally.
The light transmittance (measurement wavelength: 500 nm) of the substrate (A) is preferably 60% or more.
〔金属ナノ構造体（Ｂ）〕
本発明に用いる金属ナノ構造体（Ｂ）は、金属又は金属化合物からなる微小構造体である。本発明において、金属ナノ構造体（Ｂ）は導電体として用いられる。
[Metal nanostructure (B)]
The metal nanostructure (B) used in the present invention is a microstructure comprising a metal or a metal compound. In the present invention, the metal nanostructure (B) is used as a conductor.
金属ナノ構造体（Ｂ）を構成する金属や金属化合物としては、導電性を有するものであれば特に限定されない。例えば、銅、銀、白金、金等の金属；酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物；アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の金属複合酸化物；等が挙げられる。
これらの中でも、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られやすいことから、銀または白金が好ましい。
The metal or metal compound constituting the metal nanostructure (B) is not particularly limited as long as it has conductivity. For example, metals such as copper, silver, platinum, and gold; metal oxides such as indium oxide, zinc oxide, and tin oxide; aluminum zinc oxide (AZO), indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO) And the like, and the like.
Among these, silver or platinum is preferable because a conductive film excellent in conductivity and transparency can be easily obtained.
金属ナノ構造体（Ｂ）としては、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤ、金属ナノロッド、金属ナノシート等が挙げられる。 Examples of the metal nanostructure (B) include metal nanoparticles, metal nanowires, metal nanorods, and metal nanosheets.
金属ナノ粒子は、ナノメートルスケールの平均粒子径を有する粒子状構造体である。金属ナノ粒子の平均粒子径（一次粒子の平均粒子径）は、特に限定されないが、好ましくは１０〜３００ｎｍである。平均粒子径が上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
なお、金属ナノ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて、無作為に選択された１００個の金属ナノ粒子の粒子径を測定することで、算出することができる。また、以下に説明する他の金属ナノ構造体の大きさも、同様の方法により求めることができる。
金属ナノ粒子は、例えば、有機錯体を多価アルコールで還元することで金属ナノ粒子を合成するポリオール法、還元剤を含む逆ミセル溶液と、金属塩を含む逆ミセル溶液を混合することで金属ナノ粒子を合成する逆ミセル法等の公知の方法を用いて得ることができる。
Metal nanoparticles are particulate structures having an average particle size on the nanometer scale. The average particle diameter of metal nanoparticles (average particle diameter of primary particles) is not particularly limited, but is preferably 10 to 300 nm. When the average particle diameter is within the above range, a conductive film excellent in conductivity and transparency can be easily obtained.
The average particle diameter of the metal nanoparticles can be calculated by measuring the particle diameters of 100 randomly selected metal nanoparticles using a transmission electron microscope. In addition, the size of other metal nanostructures described below can be obtained by the same method.
For example, metal nanoparticles can be prepared by mixing a polyol method for synthesizing metal nanoparticles by reducing an organic complex with a polyhydric alcohol, a reverse micelle solution containing a reducing agent, and a reverse micelle solution containing a metal salt. It can be obtained by using a known method such as a reverse micelle method for synthesizing particles.
ナノワイヤは、ナノメートルスケールの平均直径を有し、アスペクト比（長さ／直径）が、１０以上の線状の構造体である。ナノワイヤの平均直径は、特に限定されないが、好ましくは１０〜３００ｎｍである。また、ナノワイヤの平均長さは、特に限定されないが、好ましくは３μｍ以上である。
平均直径と平均長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
ナノワイヤは、例えば、前駆体表面にプローブの先端部から印加電圧又は電流を作用させ、プローブ先端部で金属ナノワイヤを引き出し、該金属ナノワイヤを連続的に形成する方法（特開２００４−２２３６９３号公報）や、金属複合化ペプチド脂質からなるナノファイバを還元する方法（特開２００２−２６６００７号公報）等の公知の方法を用いて得ることができる。
The nanowire is a linear structure having an average diameter of nanometer scale and an aspect ratio (length / diameter) of 10 or more. The average diameter of the nanowire is not particularly limited, but is preferably 10 to 300 nm. The average length of the nanowire is not particularly limited, but is preferably 3 μm or more.
When the average diameter and the average length are within the above ranges, a conductive film excellent in conductivity and transparency can be easily obtained.
The nanowire is, for example, a method in which an applied voltage or current is applied to the precursor surface from the tip of the probe, the metal nanowire is drawn out at the probe tip, and the metal nanowire is continuously formed (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-223893) Alternatively, it can be obtained using a known method such as a method of reducing nanofibers composed of metal complexed peptide lipids (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-266007).
ナノロッドは、ナノメートルスケールの平均直径を有し、アスペクト比（長さ／直径）が、１以上１０未満の円柱状構造体である。ナノロッドの平均直径は、特に限定されないが、好ましくは１０〜３００ｎｍである。また、ナノロッドの平均長さは、特に限定されないが、好ましくは１０〜３０００ｎｍである。
平均直径と平均長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
ナノロッドは、例えば、電解法、化学還元法、光還元法等の公知の方法を用いて得ることができる。
The nanorod is a cylindrical structure having an average diameter of nanometer scale and an aspect ratio (length / diameter) of 1 or more and less than 10. Although the average diameter of a nanorod is not specifically limited, Preferably it is 10-300 nm. The average length of the nanorods is not particularly limited, but is preferably 10 to 3000 nm.
When the average diameter and the average length are within the above ranges, a conductive film excellent in conductivity and transparency can be easily obtained.
Nanorods can be obtained using known methods such as electrolysis, chemical reduction, and photoreduction.
ナノシートは、ナノメートルスケールの厚みを有するシート状構造体である。ナノシートの厚みは、特に限定されないが、好ましくは１〜１０ｎｍである。また、ナノシートの大きさは、特に限定されないが、好ましくは一辺の長さが０．１〜１０μｍである。厚みや一辺の長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
ナノシートは、層状化合物を剥離する方法、化学的気相成長法、水熱法等の公知の方法を用いて得ることができる。
A nanosheet is a sheet-like structure having a thickness on the nanometer scale. The thickness of the nanosheet is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 nm. The size of the nanosheet is not particularly limited, but preferably the length of one side is 0.1 to 10 μm. When the thickness and the length of one side are within the above ranges, a conductive film having excellent conductivity and transparency can be easily obtained.
The nanosheet can be obtained using a known method such as a method for peeling a layered compound, a chemical vapor deposition method, a hydrothermal method, or the like.
これらの中でも、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られやすいことから、金属ナノ構造体（Ｂ）の形状は、ナノワイヤが好ましい。
本発明において、金属ナノ構造体（Ｂ）は、１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
Among these, since the electroconductive film excellent in electroconductivity and transparency is easy to be obtained, the shape of a metal nanostructure (B) has a preferable nanowire.
In this invention, a metal nanostructure (B) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
〔カーボンナノチューブ（Ｃ）〕
本発明に用いるカーボンナノチューブ（Ｃ）は、その平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が、関係式：０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすものであり、本発明においては、金属ナノ構造体（Ｂ）と同様に導電体としての役割を担う。
なお、本発明において、「カーボンナノチューブ（Ｃ）」とは、それを構成する所定のカーボンナノチューブの集合の総称であり、「直径」とは当該所定のカーボンナノチューブの外径を意味する。
[Carbon nanotube (C)]
In the carbon nanotube (C) used in the present invention, the average diameter (Av) and the standard deviation (σ) of the diameter satisfy the relational expression: 0.60> 3σ / Av> 0.20. Plays a role as a conductor like the metal nanostructure (B).
In the present invention, “carbon nanotube (C)” is a general term for a set of predetermined carbon nanotubes constituting the carbon nanotube, and “diameter” means an outer diameter of the predetermined carbon nanotube.
本発明においてカーボンナノチューブ（Ｃ）の平均直径（Ａｖ）及び直径の標準偏差（σ）は、それぞれ標本平均値及び標本標準偏差である。それらは、透過型電子顕微鏡での観察下に、無作為に選択されたカーボンナノチューブ１００本の直径を測定した際の平均値及び標準偏差として求められる。前記関係式における３σは得られた標準偏差（σ）に３を乗じたものである。
平均直径（Ａｖ）と標準偏差（σ）とが、関係式：０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いることにより、導電性および透明性に優れる導電性フィルムを得ることができる。
In the present invention, the average diameter (Av) and the standard deviation (σ) of the diameter of the carbon nanotube (C) are a sample average value and a sample standard deviation, respectively. They are obtained as an average value and a standard deviation when measuring the diameter of 100 randomly selected carbon nanotubes under observation with a transmission electron microscope. In the above relational expression, 3σ is obtained by multiplying the obtained standard deviation (σ) by 3.
By using the carbon nanotube (C) in which the average diameter (Av) and the standard deviation (σ) satisfy the relational expression: 0.60> 3σ / Av> 0.20, a conductive film excellent in conductivity and transparency Can be obtained.
ここで、３σ／Ａｖは、カーボンナノチューブ（Ｃ）の直径分布を表し、この値が大きいほど直径分布が広いことを意味する。本発明において直径分布は正規分布をとるものが好ましい。 Here, 3σ / Av represents the diameter distribution of the carbon nanotube (C), and the larger the value, the wider the diameter distribution. In the present invention, the diameter distribution is preferably a normal distribution.
カーボンナノチューブ（Ｃ）の直径分布は、透過型電子顕微鏡を用いて観察して算出することができる。すなわち、透過型電子顕微鏡での観察下に、無作為に選択された１００本のカーボンナノチューブの直径を測定し、その結果を用いて、横軸に直径、縦軸に頻度を取り、得られたデータをプロットし、ガウシアンで近似することで得られる。異なる製法で得られたカーボンナノチューブなどを複数種類組み合わせることでも３σ／Ａｖの値を大きくすることはできるが、その場合正規分布の直径分布を得ることは難しい。本発明においてカーボンナノチューブ（Ｃ）は、単一製法で得られたカーボンナノチューブからなるものであっても、又は当該カーボンナノチューブに、その直径分布に影響しない量の他の製法で得られたカーボンナノチューブを配合してなるものであってもよい。 The diameter distribution of the carbon nanotube (C) can be calculated by observing with a transmission electron microscope. That is, under observation with a transmission electron microscope, the diameter of 100 randomly selected carbon nanotubes was measured, and the results were used to obtain the diameter on the horizontal axis and the frequency on the vertical axis. It is obtained by plotting the data and approximating with Gaussian. The value of 3σ / Av can also be increased by combining a plurality of types of carbon nanotubes obtained by different production methods, but in this case, it is difficult to obtain a normal distribution of diameters. In the present invention, the carbon nanotube (C) may be a carbon nanotube obtained by a single production method, or a carbon nanotube obtained by another production method in an amount that does not affect the diameter distribution of the carbon nanotube. May be blended.
カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均直径（Ａｖ）は、導電性および透明性により優れる導電性フィルムを得る観点から、０．５ｎｍ以上、１５ｎｍ以下が好ましい。 The average diameter (Av) of the carbon nanotube (C) is preferably 0.5 nm or more and 15 nm or less from the viewpoint of obtaining a conductive film that is more excellent in conductivity and transparency.
カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均長さは、好ましくは０．１μｍ〜１ｃｍである。カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性により優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均長さは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、無作為に選択された１００本のカーボンナノチューブを測定することで、算出することができる。
The average length of the carbon nanotube (C) is preferably 0.1 μm to 1 cm. When the average length of the carbon nanotube (C) is within the above range, a conductive film that is more excellent in conductivity and transparency can be easily obtained.
The average length of the carbon nanotube (C) can be calculated, for example, by measuring 100 randomly selected carbon nanotubes using a transmission electron microscope.
カーボンナノチューブ（Ｃ）の比表面積は、好ましくは１００〜２５００ｍ２／ｇである。カーボンナノチューブ（Ｃ）の比表面積が上記範囲内であることで、導電性および透明性により優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の比表面積は、窒素ガス吸着法により求めることができる。
The specific surface area of the carbon nanotube (C) is preferably 100 to 2500 m 2 / g. When the specific surface area of the carbon nanotube (C) is within the above range, a conductive film that is more excellent in conductivity and transparency can be easily obtained.
The specific surface area of the carbon nanotube (C) can be determined by a nitrogen gas adsorption method.
カーボンナノチューブ（Ｃ）を構成するカーボンナノチューブは、単層のものであっても、多層のものであってもよい。 The carbon nanotubes constituting the carbon nanotube (C) may be single-walled or multi-layered.
また、カーボンナノチューブ（Ｃ）を構成するカーボンナノチューブは、表面にカルボキシル基等の官能基が導入されたものであってもよい。官能基の導入は、過酸化水素や硝酸等を用いる公知の酸化処理法により行うことができる。 Moreover, the carbon nanotube which comprises a carbon nanotube (C) may have a functional group such as a carboxyl group introduced on its surface. The functional group can be introduced by a known oxidation treatment method using hydrogen peroxide, nitric acid or the like.
カーボンナノチューブ（Ｃ）は、公知の方法、例えば、表面にカーボンナノチューブ製造用触媒層（以下、「ＣＮＴ製造用触媒層」ということがある。）を有する基材（以下、「ＣＮＴ製造用基材」ということがある。）上に、原料化合物及びキャリアガスを供給して、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりカーボンナノチューブを合成する際に、系内に微量の酸化剤を存在させることで、ＣＮＴ製造用触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法（スーパーグロース法）により、得ることができる（ＷＯ２００６／０１１６５５号パンフレット）。 The carbon nanotube (C) is a known method, for example, a substrate having a catalyst layer for producing carbon nanotubes (hereinafter sometimes referred to as “catalyst layer for producing CNT”) on the surface (hereinafter, “substrate for producing CNT”). In addition, when a raw material compound and a carrier gas are supplied and carbon nanotubes are synthesized by chemical vapor deposition (CVD), a small amount of oxidant is present in the system. Thus, it can be obtained by a method (super growth method) of dramatically improving the catalytic activity of the catalyst layer for CNT production (WO 2006/011655 pamphlet).
ＣＮＴ製造用基材においてＣＮＴ製造用触媒層を支持するための支持体は、その表面にＣＮＴ製造用触媒層を担持することができるものであれば、特に限定されない。
前記支持体の材質としては、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウム、マンガン、コバルト、銅、銀、金、白金等の金属；これらの金属を含む合金；前記金属を含む酸化物；シリコン等の半導体；石英、ガラス、マイカ、グラファイト、ダイヤモンド等の非金属；等が挙げられる。
前記支持体の形状としては、平板状、薄膜状、ブロック状等が挙げられる。
The support for supporting the CNT production catalyst layer in the CNT production substrate is not particularly limited as long as it can carry the CNT production catalyst layer on the surface thereof.
Examples of the material of the support include metals such as iron, nickel, chromium, molybdenum, tungsten, titanium, aluminum, manganese, cobalt, copper, silver, gold, and platinum; alloys containing these metals; oxides containing the metals A semiconductor such as silicon; a non-metal such as quartz, glass, mica, graphite, diamond; and the like.
Examples of the shape of the support include a flat plate shape, a thin film shape, and a block shape.
ＣＮＴ製造用触媒層を構成する触媒としては、従来公知のカーボンナノチューブ製造用触媒を用いることができる。具体的には、塩化鉄、鉄、鉄−モリブデン、アルミナ−鉄、アルミナ−コバルト、アルミナ−鉄−モリブデン等の金属触媒が挙げられる。 A conventionally known carbon nanotube production catalyst can be used as the catalyst constituting the CNT production catalyst layer. Specific examples include metal catalysts such as iron chloride, iron, iron-molybdenum, alumina-iron, alumina-cobalt, and alumina-iron-molybdenum.
原料化合物としては、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセチレン等の炭化水素化合物；メタノール、エタノール等のアルコール化合物；アセトン等のケトン化合物；一酸化炭素；等が挙げられる。 Examples of the raw material compound include hydrocarbon compounds such as methane, ethane, propane, ethylene, propylene, and acetylene; alcohol compounds such as methanol and ethanol; ketone compounds such as acetone; carbon monoxide;
キャリアガスとしては、ヘリウム、アルゴン、水素、窒素、ネオン、クリプトン、二酸化炭素、塩素等が挙げられる。
酸化剤としては、水蒸気、酸素、オゾン、硫化水素等が挙げられる。気相中の酸化剤の含有量は、通常、１０ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下である。
Examples of the carrier gas include helium, argon, hydrogen, nitrogen, neon, krypton, carbon dioxide, and chlorine.
Examples of the oxidizing agent include water vapor, oxygen, ozone, hydrogen sulfide and the like. The content of the oxidizing agent in the gas phase is usually 10 ppm or more and 10,000 ppm or less.
反応系内の圧力は、好ましくは１０２Ｐａ〜１０７Ｐａ（１００大気圧）である。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の製造時の反応系内の温度は、触媒、原料化合物、酸化剤に応じて適宜決定することができる。通常は、４００〜１２００℃である。
The pressure in the reaction system is preferably 10 2 Pa to 10 7 Pa (100 atmospheric pressure).
The temperature in the reaction system during the production of the carbon nanotube (C) can be appropriately determined according to the catalyst, the raw material compound, and the oxidizing agent. Usually, it is 400-1200 degreeC.
〔導電性フィルム〕
本発明の導電性フィルムは、基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、カーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成されたものである。
本発明の導電性フィルムとしては、例えば、以下の導電性フィルム（α）や導電性フィルム（β）が挙げられる。
導電性フィルム（α）：基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する導電性フィルム
導電性フィルム（β）：基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層と、前記金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する導電性フィルム
[Conductive film]
The conductive film of the present invention is formed using a substrate (A), a metal nanostructure (B), and a carbon nanotube (C).
Examples of the conductive film of the present invention include the following conductive film (α) and conductive film (β).
Conductive film (α): conductive film having a base material (A) and a layer containing the metal nanostructure (B) and the carbon nanotube (C) formed on the base material (A) (Β): formed on the base material (A), the layer containing the metal nanostructure (B) formed on the base material (A), and the layer containing the metal nanostructure (B). Conductive film having a layer containing carbon nanotube (C) formed
（ｉ）導電性フィルム（α）
導電性フィルム（α）は、基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層（以下、「導電体層（Ｉ）」ということがある。）を有するものである。
(I) Conductive film (α)
The conductive film (α) includes a base material (A), a layer containing the metal nanostructure (B) and the carbon nanotube (C) formed on the base material (A) (hereinafter referred to as “conductor layer”). (I) ").
導電体層（Ｉ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、好ましくは、０．０００１〜０．０５ｍｇ／ｃｍ２である。
また、導電体層（Ｉ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、好ましくは１．０×１０−６〜３０ｍｇ／ｃｍ２である。
金属ナノ構造体（Ｂ）とカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
Conductor layer (I) a metal nanostructure in the content of (B) is not particularly limited, preferably 0.0001~0.05mg / cm 2.
Further, the content of the carbon nanotube (C) in the conductor layer (I) is preferably 1.0 × 10 −6 to 30 mg / cm 2 .
When the content of the metal nanostructure (B) and the carbon nanotube (C) is within the above range, a conductive film that is more excellent in conductivity and transparency can be obtained.
導電体層（Ｉ）の厚みは特に限定されないが、通常、１００ｎｍ〜１ｍｍである。
導電体層（Ｉ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
The thickness of the conductor layer (I) is not particularly limited, but is usually 100 nm to 1 mm.
When the thickness of the conductor layer (I) is within the above range, a conductive film that is superior in conductivity and transparency can be obtained.
導電体層（Ｉ）は、本発明の効果を妨げない範囲において、金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）以外に、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、結着剤、導電助剤、分散剤、界面活性剤等が挙げられる。これらは、公知のものを適宜使用すればよい。
The conductor layer (I) may contain other components in addition to the metal nanostructure (B) and the carbon nanotube (C) as long as the effects of the present invention are not hindered.
Examples of other components include a binder, a conductive aid, a dispersant, and a surfactant. These may be appropriately known ones.
導電性フィルム（α）は、本発明の効果を妨げない範囲において、基材（Ａ）や導電体層（Ｉ）以外に、その他の層を有してもよい。その他の層としては、ハードコート層、ガスバリア層、粘着剤層等が挙げられる。
その他の層は、従来公知の方法により形成することができる。
The conductive film (α) may have other layers in addition to the base material (A) and the conductor layer (I) as long as the effects of the present invention are not hindered. Examples of other layers include a hard coat layer, a gas barrier layer, and an adhesive layer.
Other layers can be formed by a conventionally known method.
導電性フィルム（α）は、例えば、金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する分散液（以下、分散液（Ｉ）ということがある。）を調製し、この分散液（Ｉ）を基材（Ａ）上に塗布し、得られた塗膜を乾燥させて導電体層（Ｉ）を形成することで得ることができる。 For the conductive film (α), for example, a dispersion containing the metal nanostructure (B) and the carbon nanotube (C) (hereinafter sometimes referred to as dispersion (I)) is prepared, and this dispersion ( It can be obtained by applying I) on the substrate (A) and drying the resulting coating film to form the conductor layer (I).
分散液（Ｉ）の調製に用いる溶媒としては、水；メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等のエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２イミダゾリジノン等のアミド類；ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含イオウ系溶媒；等が挙げられる。これらの溶媒は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。 Solvents used for the preparation of the dispersion (I) include water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and propyl alcohol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and diglyme; N, N— And amides such as dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone; sulfur-containing solvents such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
分散液（Ｉ）は、金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）、及び、必要に応じて、導電体層（Ｉ）の説明の中で挙げた「その他の成分」等を溶媒中で混合し、カーボンナノチューブ（Ｃ）を分散させることで得ることができる。
混合処理や分散処理は、公知の方法を利用することができる。例えば、ナノマイザー、アルティマイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドグラインダー、ダイノミル、スパイクミル、ＤＣＰミル、バスケットミル、ペイントコンディショナー、高速攪拌装置等を用いる方法が挙げられる。
In the dispersion (I), the metal nanostructure (B), the carbon nanotube (C), and, if necessary, the “other components” mentioned in the explanation of the conductor layer (I) in a solvent. And carbon nanotubes (C) are dispersed.
A known method can be used for the mixing process and the dispersion process. Examples thereof include a method using a nanomizer, an optimizer, an ultrasonic disperser, a ball mill, a sand grinder, a dyno mill, a spike mill, a DCP mill, a basket mill, a paint conditioner, a high-speed stirring device, and the like.
分散液（Ｉ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（Ｉ）全体中、好ましくは０．０００１〜２０質量％である。
分散液（Ｉ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（Ｉ）全体中、好ましくは０．００１〜１０質量％である。
The content of the metal nanostructure (B) in the dispersion (I) is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 20% by mass in the entire dispersion (I).
The content of the carbon nanotube (C) in the dispersion (I) is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 10% by mass in the entire dispersion (I).
基材（Ａ）上に分散液（Ｉ）を塗布する際は、公知の塗布方法を採用できる。塗布方法としては、ディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、ロールナイフコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、グラビアオフセット法等が挙げられる。
得られた塗膜を乾燥させる際は、公知の乾燥方法を採用できる。乾燥方法としては、熱風乾燥法、熱ロール乾燥法、赤外線照射法等が挙げられる。
乾燥温度は特に限定されないが、通常、室温〜２００℃、乾燥時間は特に限定されないが、通常、０．１〜１５０分である。
When applying the dispersion liquid (I) on the substrate (A), a known coating method can be employed. Examples of the coating method include a dipping method, a roll coating method, a gravure coating method, a knife coating method, an air knife coating method, a roll knife coating method, a die coating method, a screen printing method, a spray coating method, and a gravure offset method.
When drying the obtained coating film, a well-known drying method is employable. Examples of the drying method include a hot air drying method, a hot roll drying method, and an infrared irradiation method.
The drying temperature is not particularly limited, but is usually room temperature to 200 ° C., and the drying time is not particularly limited, but is usually 0.1 to 150 minutes.
（ｉｉ）導電性フィルム（β）
導電性フィルム（β）は、基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層（以下、導電体層（ＩＩ）ということがある。）と、前記導電体層（ＩＩ）上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層（以下、導電体層（ＩＩＩ）ということがある。）を有するものである。
(Ii) Conductive film (β)
The conductive film (β) may be referred to as a base material (A) and a layer containing the metal nanostructure (B) formed on the base material (A) (hereinafter referred to as a conductor layer (II)). And a layer containing carbon nanotubes (C) formed on the conductor layer (II) (hereinafter also referred to as conductor layer (III)).
導電体層（ＩＩ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、好ましくは０．０００１〜０．２ｍｇ／ｃｍ２である。
金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩ）の厚みは特に限定されないが、通常、３０ｎｍ〜１ｍｍである。
導電体層（ＩＩ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩ）は、本発明の効果を妨げない範囲において、金属ナノ構造体（Ｂ）以外に、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、導電体層（Ｉ）中のその他の成分として示したものと同様のものが挙げられる。
Although content of the metal nanostructure (B) in conductor layer (II) is not specifically limited, Preferably it is 0.0001-0.2 mg / cm < 2 >.
When the content of the metal nanostructure (B) is within the above range, a conductive film that is more excellent in conductivity and transparency can be obtained.
The thickness of the conductor layer (II) is not particularly limited, but is usually 30 nm to 1 mm.
When the thickness of the conductor layer (II) is within the above range, a conductive film that is more excellent in conductivity and transparency can be obtained.
The conductor layer (II) may contain other components in addition to the metal nanostructure (B) as long as the effects of the present invention are not hindered.
Examples of the other components include those shown as the other components in the conductor layer (I).
導電体層（ＩＩＩ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、好ましくは、１．０×１０−６〜３０ｍｇ／ｃｍ２である。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩＩ）の厚みは特に限定されないが、通常、３０ｎｍ〜１ｍｍである。
導電体層（ＩＩＩ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩＩ）は、本発明の効果を妨げない範囲において、カーボンナノチューブ（Ｃ）以外に、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、導電体層（Ｉ）中のその他の成分として示したものと同様のものが挙げられる。
The content of the carbon nanotube (C) in the conductor layer (III) is preferably 1.0 × 10 −6 to 30 mg / cm 2 .
When the content of the carbon nanotube (C) is within the above range, a conductive film that is more excellent in conductivity and transparency can be obtained.
The thickness of the conductor layer (III) is not particularly limited, but is usually 30 nm to 1 mm.
When the thickness of the conductor layer (III) is within the above range, a conductive film that is superior in conductivity and transparency can be obtained.
The conductor layer (III) may contain other components in addition to the carbon nanotube (C) as long as the effects of the present invention are not hindered.
Examples of the other components include those shown as the other components in the conductor layer (I).
導電性フィルム（β）は、本発明の効果を妨げない範囲において、基材（Ａ）、導電体層（ＩＩ）、導電体層（ＩＩＩ）以外に、その他の層を有してもよい。その他の層としては、導電性フィルム（α）におけるその他の層として示したものと同様のものが挙げられる。 The conductive film (β) may have other layers in addition to the substrate (A), the conductor layer (II), and the conductor layer (III) as long as the effects of the present invention are not hindered. Examples of the other layers include the same layers as those shown as the other layers in the conductive film (α).
導電性フィルム（β）は、例えば、金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する分散液（以下、分散液（ＩＩ）ということがある。）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する分散液（以下、分散液（ＩＩＩ）ということがある。）をそれぞれ調製し、分散液（ＩＩ）を基材（Ａ）上に塗布し、得られた塗膜を乾燥させて導電体層（ＩＩ）を形成し、次いで、分散液（ＩＩＩ）を導電体層（ＩＩ）上に塗布し、得られた塗膜を乾燥させることで得ることができる。 The conductive film (β) includes, for example, a dispersion containing the metal nanostructure (B) (hereinafter sometimes referred to as dispersion (II)) and a dispersion containing the carbon nanotube (C) (hereinafter referred to as “dispersion liquid (II)”). Dispersion liquid (III) may be prepared), dispersion liquid (II) is applied onto substrate (A), and the resulting coating film is dried to form conductor layer (II). Subsequently, the dispersion liquid (III) can be applied on the conductor layer (II), and the obtained coating film can be dried.
分散液（ＩＩ）や分散液（ＩＩＩ）の調製に用いる溶媒や、分散液（ＩＩ）や分散液（ＩＩＩ）の調製方法としては、分散液（Ｉ）の溶媒や、調製方法として示したものと同様のものが挙げられる。
分散液（ＩＩ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（ＩＩ）全体中、好ましくは０．０００１〜１０質量％である。
分散液（ＩＩＩ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（ＩＩＩ）全体中、好ましくは０．００１〜１０質量％である。
The solvent used for the preparation of the dispersion liquid (II) and the dispersion liquid (III), and the preparation method of the dispersion liquid (II) and the dispersion liquid (III) include the solvent for the dispersion liquid (I) and the preparation method The same thing is mentioned.
The content of the metal nanostructure (B) in the dispersion (II) is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 10% by mass in the entire dispersion (II).
The content of the carbon nanotube (C) in the dispersion (III) is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 10% by mass in the entire dispersion (III).
基材（Ａ）上に分散液（ＩＩ）を塗布する際や、導電体層（ＩＩ）上に分散液（ＩＩＩ）を塗布する際は、導電性フィルム（α）の製造方法において、基材（Ａ）上に分散液（Ｉ）を塗布する方法として示したものと同様ものを採用することができる。 When the dispersion liquid (II) is applied on the base material (A) or the dispersion liquid (III) is applied on the conductor layer (II), in the method for producing the conductive film (α), the base material A method similar to that shown as the method for applying the dispersion (I) onto (A) can be employed.
基材（Ａ）上に分散液（ＩＩ）を塗布して得られた塗膜や、導電体層（ＩＩ）上に分散液（ＩＩＩ）を塗布して得られた塗膜を乾燥させる際は、導電性フィルム（α）の製造方法において、基材（Ａ）上に分散液（Ｉ）を塗布して得られた塗膜を乾燥させる方法として示したものと同様ものを採用することができる。 When drying the coating film obtained by applying the dispersion liquid (II) on the substrate (A) and the coating film obtained by applying the dispersion liquid (III) on the conductor layer (II). In the method for producing the conductive film (α), the same method as shown as the method for drying the coating film obtained by applying the dispersion (I) on the substrate (A) can be employed. .
（ｉｉｉ）導電性フィルムの特性
本発明の導電性フィルムは、導電性及び透明性に優れる。
本発明の導電性フィルムが導電性に優れることは、シート抵抗を測定することで示される。
本発明の導電性フィルムのシート抵抗は、通常、１〜３０００Ω／□である。
本発明の導電性フィルムが透明性に優れることは、全光線透過率を測定することで示される。
本発明の導電性フィルムの全光線透過率は、通常、７０％以上である。
さらに、本発明の導電性フィルムは、金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れるものである。したがって、本発明の導電性フィルムは、金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量を調整することで、耐久性を大きく向上させることができる。
本発明の導電性フィルムは、上記特性を有するものであるため、タッチパネルや太陽電池用電極の材料として好適に用いられる。
(Iii) Characteristics of conductive film The conductive film of the present invention is excellent in conductivity and transparency.
It is shown by measuring sheet resistance that the conductive film of this invention is excellent in electroconductivity.
The sheet resistance of the conductive film of the present invention is usually 1 to 3000 Ω / □.
The fact that the conductive film of the present invention is excellent in transparency is shown by measuring the total light transmittance.
The total light transmittance of the conductive film of the present invention is usually 70% or more.
Furthermore, the conductive film of the present invention exhibits excellent conductivity even when the content of the metal nanostructure (B) is low, and is excellent in transparency. Therefore, the conductive film of the present invention can greatly improve the durability by adjusting the content of the metal nanostructure (B).
Since the conductive film of this invention has the said characteristic, it is used suitably as a material of a touchscreen or a solar cell electrode.
３）タッチパネル
本発明のタッチパネルは、本発明の導電性フィルムを用いて得られるものである。
タッチパネルとしては、表面型静電容量方式タッチパネル、投影型静電容量方式タッチパネル、抵抗膜式タッチパネルなどが挙げられる。
本発明の導電性フィルムは、これらのタッチパネルの導電性透明基板として好適に用いられる。
本発明のタッチパネルは、本発明の導電性フィルムを用いるものであるため、視認性及び耐久性に優れる。
４）太陽電池用電極及び太陽電池
本発明の太陽電池用電極は、本発明の導電性フィルムを用いて得られるものである。
本発明の太陽電池用電極は、本発明の導電性フィルムを用いるものであるため、変換効率が高く、耐久性に優れる。
3) Touch panel The touch panel of the present invention is obtained using the conductive film of the present invention.
Examples of the touch panel include a surface capacitive touch panel, a projected capacitive touch panel, and a resistive touch panel.
The conductive film of the present invention is suitably used as a conductive transparent substrate for these touch panels.
Since the touch panel of the present invention uses the conductive film of the present invention, the touch panel is excellent in visibility and durability.
4) Solar Cell Electrode and Solar Cell The solar cell electrode of the present invention is obtained using the conductive film of the present invention.
Since the electrode for solar cells of the present invention uses the conductive film of the present invention, the conversion efficiency is high and the durability is excellent.
太陽電池としては、例えば、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、有機系太陽電池などが挙げられる。
本発明の太陽電池用電極は、これらの太陽電池の電極として用いられるものである。
Examples of the solar battery include a silicon solar battery, a compound solar battery, and an organic solar battery.
The solar cell electrode of the present invention is used as an electrode of these solar cells.
本発明の太陽電池用電極について、有機系太陽電池の一種である色素増感型太陽電池を例にとり説明する。色素増感型太陽電池は、通常、光電極、電解質層、対向電極がこの順に並んでなる構造を有する。
光電極は、光を受けることで、外部の回路に電子を放出し得る電極である。光電極は、通常、基材上に導電膜が形成されてなる光電極基板と、この光電極基板上に形成された多孔質半導体微粒子層と、この多孔質半導体微粒子層の表面に増感色素が吸着されて形成された増感色素層とを有する。
電解質層は、光電極と対向電極とを分離するとともに、電荷移動を効率よく行うための層である。
対向電極は、外部の回路から入ってきた電子を電解質層に効率よく渡すための電極である。対向電極は、通常、基材上に導電膜が形成されてなる対向電極基板と、この対向電極基板上に形成された触媒層とを有する。
本発明の導電性フィルムは、例えば、上記の光電極基板や対向電極基板として好適に用いられる。
The solar cell electrode of the present invention will be described by taking a dye-sensitized solar cell, which is a kind of organic solar cell, as an example. A dye-sensitized solar cell usually has a structure in which a photoelectrode, an electrolyte layer, and a counter electrode are arranged in this order.
The photoelectrode is an electrode that can emit electrons to an external circuit by receiving light. The photoelectrode is usually a photoelectrode substrate in which a conductive film is formed on a base material, a porous semiconductor fine particle layer formed on the photoelectrode substrate, and a sensitizing dye on the surface of the porous semiconductor fine particle layer. And a sensitizing dye layer formed by adsorption.
The electrolyte layer is a layer for separating the photoelectrode and the counter electrode and efficiently performing charge transfer.
The counter electrode is an electrode for efficiently passing electrons entering from an external circuit to the electrolyte layer. The counter electrode usually has a counter electrode substrate in which a conductive film is formed on a base material and a catalyst layer formed on the counter electrode substrate.
The conductive film of the present invention is suitably used, for example, as the above-described photoelectrode substrate or counter electrode substrate.
本発明の太陽電池は、上述した本発明の太陽電池用電極を備えるものである。本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用電極を備えるものであれば、特に限定されない。例えば、半導体基板の種類により、単結晶シリコン型太陽電池、多結晶シリコン型太陽電池、微結晶シリコン型太陽電池、多結合型シリコン系太陽電池等の結晶シリコン系太陽電池；アモルファスシリコン型太陽電池；ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系太陽電池、ＣｄＴｅ系太陽電池などの化合物系太陽電池；色素増感型太陽電池、有機薄膜型太陽電池などの有機系太陽電池；などに分類されるものが挙げられる。
また、本発明の太陽電池は、太陽を光源とするものに限定されず、例えば屋内照明を光源とするものであってもよい。
本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用電極を備えるものであるため、変換効率が高く、耐久性に優れる。
本発明の太陽電池は、上記特徴が特に活かされることから、携帯型太陽電池や屋内用太陽電池として好ましく用いられる。
The solar cell of this invention is equipped with the electrode for solar cells of this invention mentioned above. The solar cell of this invention will not be specifically limited if it is provided with the electrode for solar cells of this invention. For example, depending on the type of semiconductor substrate, a crystalline silicon solar cell such as a single crystal silicon solar cell, a polycrystalline silicon solar cell, a microcrystalline silicon solar cell, or a multi-bonded silicon solar cell; an amorphous silicon solar cell; Examples include those classified into compound solar cells such as GaAs solar cells, CIS solar cells, and CdTe solar cells; organic solar cells such as dye-sensitized solar cells and organic thin film solar cells.
Moreover, the solar cell of this invention is not limited to what uses the sun as a light source, For example, you may use indoor illumination as a light source.
Since the solar cell of the present invention comprises the solar cell electrode of the present invention, the conversion efficiency is high and the durability is excellent.
The solar cell of the present invention is preferably used as a portable solar cell or an indoor solar cell because the above characteristics are particularly utilized.
〔製造例１〕Ａｇナノワイヤ分散液（分散液１）の調製
３０ｍＬガラス容器に水１０ｇ、エタノール１０ｇを入れ、さらに、Ａｇナノワイヤ（アルドリッチ社製、直径１００ｎｍ）０．１ｇを加えて混合し、Ａｇナノワイヤ分散液（分散液１）を得た。
[Production Example 1] Preparation of Ag nanowire dispersion (dispersion 1) 10 g of water and 10 g of ethanol were placed in a 30 mL glass container, and 0.1 g of Ag nanowire (Aldrich, diameter: 100 nm) was added and mixed. A nanowire dispersion (dispersion 1) was obtained.
〔製造例２〕カーボンナノチューブ分散液（分散液２）の調製
３０ｍＬガラス容器にＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を入れ、さらに、カーボンナノチューブ０．００２５ｇを加えて混合し、投込み式超音波分散器を用いて６０分間分散処理を行い、濃度が５０ｐｐｍのカーボンナノチューブ分散液（分散液２）を得た。
なお、前記カーボンナノチューブは、以下の特性値を有した：
平均直径（Ａｖ）：３．３ｎｍ、直径の標準偏差（σ）：０．６４ｎｍ、３σ／Ａｖ：０．５８、平均長さ：１００μｍ、比表面積：８００ｍ２／ｇ、主に単層。
[Production Example 2] Preparation of carbon nanotube dispersion liquid (dispersion liquid 2) N-methylpyrrolidone (NMP) is placed in a 30 mL glass container, and 0.0025 g of carbon nanotubes are further added and mixed. Was used for 60 minutes to obtain a carbon nanotube dispersion (dispersion 2) having a concentration of 50 ppm.
The carbon nanotubes had the following characteristic values:
Average diameter (Av): 3.3 nm, diameter standard deviation (σ): 0.64 nm, 3σ / Av: 0.58, average length: 100 μm, specific surface area: 800 m 2 / g, mainly monolayer.
〔実施例１〕
ガラス基板上に、製造例１で得た分散液１を、スプレーコートを用いて、塗布厚み５０ｎｍとなるように塗布した。得られた塗膜を室温で２時間放置することで、Ａｇナノワイヤを含有する透明導電膜１を形成し、導電性フィルム１を得た。透明導電膜１中のＡｇナノワイヤの含有量は、０．１５ｍｇ／ｃｍ２であった。
導電性フィルム１の全光線透過率を、ＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠し、分光光度計（日本分光社製、Ｖ−５７０）を用いて測定したところ、９０％であった。
また、導電性フィルム１のシート抵抗を、ＪＩＳ Ｋ ７１９４に準拠し、抵抗率計（三菱化学社製、ロレスタ（登録商標）ＧＰ）を用いて四端子四探針法にて測定したところ、１５００Ω／□であった。
[Example 1]
Dispersion liquid 1 obtained in Production Example 1 was applied on a glass substrate by spray coating so that the coating thickness was 50 nm. By leaving the obtained coating film at room temperature for 2 hours, a transparent conductive film 1 containing Ag nanowires was formed, and a conductive film 1 was obtained. The content of Ag nanowires in the transparent conductive film 1 was 0.15 mg / cm 2 .
It was 90% when the total light transmittance of the conductive film 1 was measured using the spectrophotometer (the JASCO make, V-570) based on JISK7361.
Moreover, when the sheet resistance of the conductive film 1 is measured by a four-terminal four-probe method using a resistivity meter (Mitsubishi Chemical Corporation, Loresta (registered trademark) GP) in accordance with JIS K 7194, 1500Ω / □.
前記導電性フィルム１の透明導電膜１上に、製造例２で得た分散液２を、スプレーコートを用いて、塗布厚み５０ｎｍとなるように塗布した。得られた塗膜を室温で３時間放置することで、カーボンナノチューブを含有する透明導電膜２を形成し、導電性フィルム２を得た。透明導電膜２中のカーボンナノチューブの含有量は、０．００６ｍｇ／ｃｍ２であった。
上記と同様の方法により、導電性フィルム２の全光線透過率とシート抵抗を測定したところ、全光線透過率が８５％、シート抵抗が１１０Ω／□であった。
On the transparent conductive film 1 of the conductive film 1, the dispersion 2 obtained in Production Example 2 was applied by spray coating so that the coating thickness was 50 nm. By leaving the obtained coating film at room temperature for 3 hours, a transparent conductive film 2 containing carbon nanotubes was formed, and a conductive film 2 was obtained. The content of carbon nanotubes in the transparent conductive film 2 was 0.006 mg / cm 2 .
When the total light transmittance and sheet resistance of the conductive film 2 were measured by the same method as described above, the total light transmittance was 85%, and the sheet resistance was 110Ω / □.
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|---|---|---|---|---|
| WO2015115048A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 日本ゼオン株式会社 | Transparent conductive film, photoelectrode for dye-sensitized solar cells, touch panel and dye-sensitized solar cell |
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