JP2003234483A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】太陽電池、特に可撓性を有する透明な有機高分
子フィルムを基板とする薄膜シリコンによる光起電力要
素を用いた太陽電池に関し、太陽電池の受光面に塵埃な
どで汚染されることおよび受光面において太陽光が反射
されることを防止を提供する太陽電池モジュールが望ま
れていた。
【解決手段】基材、光電変換層、該光電変換層受光面最
表面に少なくとも反射防止層、防汚層が順次積層されて
いることを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。
このような構成を採ることにより、本発明の太陽電池モ
ジュールは受光面での汚れを防止するとともに表面での
光反射を低減して発電効率を高めることができる。
Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell, particularly a solar cell using a thin-film silicon photovoltaic element having a transparent organic polymer film having flexibility as a substrate, and the light receiving surface of the solar cell has dust or the like. There is a need for a solar cell module that provides protection from contamination by light and reflection of sunlight on the light receiving surface. A solar cell module includes a substrate, a photoelectric conversion layer, and at least an antireflection layer and an antifouling layer sequentially laminated on the outermost surface of a light receiving surface of the photoelectric conversion layer.
By adopting such a configuration, the solar cell module of the present invention can prevent dirt on the light receiving surface, reduce light reflection on the surface, and increase power generation efficiency.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば可撓性を有
する透明な有機高分子フィルムなどの基板に、例えば薄
膜シリコン等による光起電力要素を用いた太陽電池に関
し、特に表面の耐汚染性に優れ入射光を有効に利用でき
る太陽電池モジュールに属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell using a photovoltaic element made of, for example, thin film silicon on a substrate such as a transparent organic polymer film having flexibility, and more particularly to a surface having a stain resistance. Belongs to the solar cell module that is excellent in and can effectively utilize incident light.
【0002】[0002]
【従来の技術】薄膜シリコン太陽電池を例えば可撓性高
分子フィルム基板上に連続的に形成することで、低価
格、フレキシブル、軽量な太陽電池を実現しようという
試みがなされている。2. Description of the Related Art Attempts have been made to realize low-cost, flexible, lightweight solar cells by continuously forming thin-film silicon solar cells on, for example, a flexible polymer film substrate.
【0003】しかし、特にフレキシブル太陽電池はガラ
ス基板に積層するものと異なり、光入射側面を透明な樹
脂で構成される保護膜または保護フィルムで被覆して内
部の太陽電池の受光面を保護する必要がある。However, in particular, a flexible solar cell is different from one laminated on a glass substrate, and it is necessary to protect the light receiving surface of the internal solar cell by covering the light incident side surface with a protective film or a protective film made of a transparent resin. There is.
【0004】しかし、有機高分子フィルムは屈折率が高
いため透明基材側から光を入射した場合、入射光を10
%程度反射してしまうという欠点がある。However, since the organic polymer film has a high refractive index, when light is incident from the transparent substrate side, the incident light is 10
There is a drawback that it reflects about%.
【0005】この入射光の反射のために太陽電池の短絡
電流が低下し、ひいては変換効率を低下させることにな
る。Due to the reflection of the incident light, the short-circuit current of the solar cell is reduced, which in turn reduces the conversion efficiency.
【0006】また太陽電池モジュールは長期化屋外にお
いて設置されるため、その受光面に塵埃などの汚れが付
着することでその太陽電池性能を大きく低下させる。Further, since the solar cell module is installed outdoors for a long period of time, dirt such as dust adheres to the light receiving surface of the solar cell module, which greatly reduces the performance of the solar cell module.
【0007】そのため太陽電池受光面に付着する粉塵を
分解したり、雨で洗い流したりして受光面を清浄でかつ
透明に維持する必要がある。Therefore, it is necessary to decompose the dust adhering to the light receiving surface of the solar cell or wash it away with rain to keep the light receiving surface clean and transparent.
【0008】こうした要求に対して、太陽電池に表面保
護フィルムを用いて、防汚性を持たせる技術が提案され
ている。In response to such demands, there has been proposed a technique for providing a solar cell with a surface protective film to have antifouling properties.
【0009】その材料としては、テトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニル(P
Vd)、ポリフッ化ビニリデン共重合体などの含フッ素
重合体を用いることが特開平7−297439公報に記
載されている。As the material, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinyl fluoride (PFE)
Use of a fluorine-containing polymer such as Vd) and a polyvinylidene fluoride copolymer is described in JP-A-7-297439.
【0010】しかし、含フッ素重合体は他の材料との接
着性に劣り、表面フィルムや充填剤層の剥離が大きな問
題となる。However, the fluorine-containing polymer is inferior in adhesiveness to other materials, and peeling of the surface film and the filler layer poses a serious problem.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、かかる
従来の欠点、特にフレキシブルな薄膜シリコン太陽電池
モジュールの欠点を解消せんと鋭意検討の結果、本発明
に到達した。The present inventors have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above-mentioned conventional drawbacks, particularly the drawbacks of a flexible thin-film silicon solar cell module.
【0012】本発明は太陽電池、特に可撓性を有する透
明な有機高分子フィルムを基板とする薄膜シリコンによ
る光起電力要素を用いた太陽電池に関し、太陽電池の受
光面に塵埃などで汚染されることおよび受光面において
太陽光が反射されることを防止することを目的とするも
のである。The present invention relates to a solar cell, and more particularly to a solar cell using a photovoltaic element made of thin film silicon having a flexible transparent organic polymer film as a substrate. The light receiving surface of the solar cell is contaminated with dust or the like. And to prevent the sunlight from being reflected on the light receiving surface.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明における太陽電池モジュールは、請求項1の
発明においては、基材、光電変換層、該光電変換層受光
面最表面に少なくとも反射防止層、防汚層が順次積層さ
れていることを特徴とする太陽電池モジュールを提供す
るものである。In order to achieve the above object, the solar cell module according to the present invention is, in the invention of claim 1, at least a base material, a photoelectric conversion layer, and an outermost surface of a light receiving surface of the photoelectric conversion layer. An anti-reflection layer and an antifouling layer are sequentially laminated to provide a solar cell module.
【0014】このような構成を採ることにより、本発明
の太陽電池モジュールは受光面での汚れを防止するとと
もに表面での光反射を低減して発電効率を高めることが
できる。By adopting such a configuration, the solar cell module of the present invention can prevent dirt on the light receiving surface and reduce light reflection on the surface to improve power generation efficiency.
【0015】また、請求項2の発明においては、前記防
汚層が蒸留水またはn−ヘキサデカンでの転落角が30
°以下で、且つ静摩擦係数および動摩擦係数が0.3以
下であることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジ
ュールを提供するものである。Further, in the invention of claim 2, the antifouling layer has a falling angle of 30 with distilled water or n-hexadecane.
2. The solar cell module according to claim 1, wherein the coefficient of static friction and the coefficient of dynamic friction are 0.3 or less, respectively.
【0016】これにより、特に好ましい防汚効果を現す
ことができる。As a result, a particularly preferable antifouling effect can be exhibited.
【0017】また、請求項3の発明においては、前記防
汚層がRf−(OC3F6)n−O−(CF2)m−(C
H2)l−O−(CH2)s−Si(OR3)3で示されるパ
ールフオロポリエーテル基含有シランカップリング剤か
らなることを特徴とする請求項1または2記載の太陽電
池モジュールを提供するものである。Further, in the invention of claim 3, wherein the antifouling layer is Rf- (OC 3 F 6) n -O- (CF 2) m - (C
The H 2) l -O- (CH 2 ) s -Si (OR 3) solar cell module according to claim 1, wherein in that it consists Pearl full Oro polyether group-containing silane coupling agent represented by the 3 It is provided.
【0018】これにより、特に好ましい防汚効果を現す
具体的構成を提示ことができる。As a result, it is possible to present a concrete structure which exhibits a particularly preferable antifouling effect.
【0019】また、請求項4の発明においては、前記反
射防止膜が高屈折率層と低屈折率層が相互に積層された
請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池モジュールを
提供するものである。The invention of claim 4 provides the solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the antireflection film comprises a high refractive index layer and a low refractive index layer laminated on each other. It is a thing.
【0020】これにより、特に好ましい反射防止効果を
現す構成を提示ことができる。As a result, it is possible to present a structure exhibiting a particularly preferable antireflection effect.
【0021】また、請求項5の発明においては、前記反
射防止膜が、高屈折率層と低屈折率層交互に合計2〜6
層積層されたことを特徴とする請求項4記載の太陽電池
モジュール。Further, in the invention of claim 5, the antireflection film comprises a high refractive index layer and a low refractive index layer in total of 2 to 6 in total.
The solar cell module according to claim 4, wherein layers are laminated.
【0022】これにより、特にコスト及び反射防止効果
の面から好ましい。This is preferable in terms of cost and antireflection effect.
【0023】また、請求項6の発明においては、前記反
射防止膜が積層された中間屈折率層、高屈折率層及び低
屈折率層されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の太陽電池モジュール。In the invention of claim 6, the anti-reflection film is laminated to form an intermediate refractive index layer, a high refractive index layer and a low refractive index layer. The solar cell module described in 1.
【0024】これにより、特に好ましい反射防止効果を
現す構成を提示ことができる。As a result, it is possible to present a structure exhibiting a particularly preferable antireflection effect.
【0025】また、請求項7の発明においては、前記反
射防止層の最上層が低屈折率層である請求項4から6い
ずれかに記載の太陽電池モジュールを提供するものであ
る。Further, the invention of claim 7 provides the solar cell module according to any one of claims 4 to 6, wherein the uppermost layer of the antireflection layer is a low refractive index layer.
【0026】これにより、特に好ましい反射防止効果を
提示ことができる。As a result, a particularly preferable antireflection effect can be presented.
【0027】また、請求項8の発明においては、基材が
可撓性基材である事を特徴とする請求項1〜7のいずれ
かに記載の太陽電池モジュールを提供するものである。The invention of claim 8 provides the solar cell module according to any one of claims 1 to 7, wherein the substrate is a flexible substrate.
【0028】これにより、特に曲面への設置ができる特
有の効果がある。As a result, there is a particular effect that it can be installed especially on a curved surface.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の太陽電池モジュ
ールの構成、材料など実施の形態について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments such as the structure and materials of the solar cell module of the present invention will be described below.
【0030】基材、光電変換層、該光電変換層受光面最
表面に少なくとも反射防止層、防汚層が順次積層されて
いる。A substrate, a photoelectric conversion layer, and at least an antireflection layer and an antifouling layer are sequentially laminated on the light receiving surface of the photoelectric conversion layer.
【0031】この光電変換層と反射防止層との間には保
護フィルムを設けるのが一般的であき、基材の役割を果
たすのが一般的であるが、保護フィルムに代わる機能を
反射防止層または防汚層は果たすものであれば、受光面
と反対側に基材を設ける構成も可能であり、この構成の
場合は必ずしも必要ではない。A protective film is generally provided between the photoelectric conversion layer and the antireflection layer, and it generally serves as a base material. The antireflection layer functions as an alternative to the protective film. Alternatively, a structure in which a base material is provided on the side opposite to the light-receiving surface is possible as long as the antifouling layer can be provided, and this structure is not always necessary.
【0032】また、受光面と反対側に絶縁保護層を設け
るのが一般的であるが、用途により不要である場合もあ
る。Although an insulating protective layer is generally provided on the side opposite to the light receiving surface, it may be unnecessary depending on the application.
【0033】まず、光入射側の太陽電池用保護フィルム
としては、透明な有機高分子フィルムが好ましく、例え
ば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポ
リスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテル
スルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロー
ス、ポリビニルフルオライドフィルム、エチレン−テト
ラフルオロエチレン共重合樹脂などを使用することがで
きる。First, as the light incident side solar cell protective film, a transparent organic polymer film is preferable, and examples thereof include polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyethylene sulfide, polyether sulfone, polyolefin, polyethylene terephthalate, and polyethylene na. It is possible to use phthalate, triacetyl cellulose, polyvinyl fluoride film, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin or the like.
【0034】これらは単独のフィルムとして使用しても
よいが、二種以上を積層した複合フィルムを使用するこ
ともできる。These may be used as a single film, but a composite film in which two or more kinds are laminated can also be used.
【0035】また、絶縁保護層としては、SiOx、ア
ルミナ、MgO、アクリル共重合体などを使用すること
ができる。For the insulating protective layer, SiOx, alumina, MgO, acrylic copolymer, etc. can be used.
【0036】これらはモジュールに蒸着、UV(紫外
線)硬化等の各種手段により製造できる。These can be manufactured on the module by various means such as vapor deposition and UV (ultraviolet) curing.
【0037】なお本発明の太陽電池モジュールにおいて
は、薄膜シリコン等の光電変換層を上記有機高分子フィ
ルムの防汚層および反射防止層が形成されていない一方
の面に直接形成することもできるし、また別の基材上に
光電変換層を形成しその上に防汚層および反射防止層を
形成した有機高分子フィルムを張り合わせることも可能
である。In the solar cell module of the present invention, the photoelectric conversion layer such as thin film silicon may be directly formed on one surface of the organic polymer film on which the antifouling layer and the antireflection layer are not formed. Alternatively, it is also possible to bond an organic polymer film having a photoelectric conversion layer formed on another substrate and an antifouling layer and an antireflection layer formed thereon.
【0038】直接形成する場合は、蒸着、CVDなどの
手段により製造できる。When it is formed directly, it can be manufactured by means such as vapor deposition and CVD.
【0039】すなわち、図1の(イ)、(ロ)のような
構成をとることができる。That is, the configuration as shown in (a) and (b) of FIG. 1 can be adopted.
【0040】図1の(イ)、(ロ)はそれぞれ本発明の
太陽電池モジュールの断面図の一例である。FIGS. 1A and 1B are examples of cross-sectional views of the solar cell module of the present invention.
【0041】(イ)は基材1フィルムの反射防止層2、
防汚層3の逆側に直接光電変換層4、絶縁保護層6を形
成したものである。(B) is the antireflection layer 2 of the substrate 1 film,
The photoelectric conversion layer 4 and the insulating protective layer 6 are directly formed on the opposite side of the antifouling layer 3.
【0042】また(ロ)のようにすでに形成した光電変
換層4の上に接着層を設けて反射防止層、防汚層つき保
護フィルムを張り合わせることも可能である。It is also possible to provide an adhesive layer on the photoelectric conversion layer 4 already formed as shown in (b) and to bond the antireflection layer and the protective film with the antifouling layer together.
【0043】接着層(粘着層6)を用いる場合は、接着
層の厚さは特に限定されず光電変換層の種類や形状に応
じて適する厚さで基材フィルムなどに積層する事ができ
る。When the adhesive layer (adhesive layer 6) is used, the thickness of the adhesive layer is not particularly limited, and the adhesive layer can be laminated on the substrate film or the like with an appropriate thickness depending on the type and shape of the photoelectric conversion layer.
【0044】積層方法についても、接着層の材質と積層
する厚さに応じて、たとえば、溶液、ディスパージョン
などを用いるコーティング法、押し出しコート法、カレ
ンダーコート法、熱ラミネート法、ドライラミネート法
などの適宜の手段により基材フィルム面などに積層する
ことができる。Regarding the laminating method, depending on the material of the adhesive layer and the thickness to be laminated, for example, a coating method using a solution or a dispersion, an extrusion coating method, a calendar coating method, a thermal laminating method, a dry laminating method, or the like. It can be laminated on the substrate film surface or the like by an appropriate means.
【0045】反射防止膜は、光の干渉性を利用したもの
で、一般に目的の反射防止特性を得るために所定の光学
膜厚nd(屈折率n×形状膜厚d)の層から構成される
が、図3の反射防止フィルム1の反射防止層2は、高屈
折率層2aと低屈折率層2bとを交互に、かつ最上層に
低屈折率層2bが位置するように合計4層を積層したも
のからなっている。The antireflection film utilizes the coherence of light and is generally composed of a layer having a predetermined optical film thickness nd (refractive index n × shape film thickness d) in order to obtain a desired antireflection property. However, the antireflection layer 2 of the antireflection film 1 of FIG. 3 has a total of four layers such that the high refractive index layers 2a and the low refractive index layers 2b are alternately arranged and the low refractive index layer 2b is located at the uppermost layer. It is made up of layers.
【0046】このように反射防止層2を高屈折率層2a
と低屈折率層2bを交互に積層したものから形成する場
合、図3には積層数4のものを示したが、本発明におい
て積層数はこれに限定されない。In this way, the antireflection layer 2 is formed into the high refractive index layer 2a.
3 is shown in FIG. 3 when it is formed by alternately laminating the low refractive index layers 2b and the low refractive index layers 2b, the number of layers is not limited to this in the present invention.
【0047】珪素酸化物や有機フッ素化合物等の低屈折
率層を単層で設けることも可能である。It is also possible to provide a single low-refractive index layer such as a silicon oxide or an organic fluorine compound.
【0048】通常は、コスト及び反射防止効果の面から
1〜6層とすることが好ましい。Usually, it is preferable to have 1 to 6 layers in terms of cost and antireflection effect.
【0049】ここで、高屈折率層2aは、実用的な反射
防止効果を得る点から、屈折率nH=1.8以上とする
ことが好ましく、1.95以上とすることがより好まし
い。The high refractive index layer 2a preferably has a refractive index n H = 1.8 or more, more preferably 1.95 or more, from the viewpoint of obtaining a practical antireflection effect.
【0050】また、低屈折率層2bは、屈折率nL=
1.6以下とすることが好ましく、1.5以下とするこ
とがより好ましい。The low refractive index layer 2b has a refractive index n L =
It is preferably 1.6 or less, and more preferably 1.5 or less.
【0051】また、このような高屈折率層2aの形成材
料としては、実用的には、酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ハ
フニウム、酸化セリウム、酸化錫、酸化ニオブ、酸化イ
ットリウム、酸化イッテリビウム、インジウム・錫酸化
物等の金属酸化物のいずれか、或いはこれらを主材料と
する混合物を用いることができる。As a material for forming such a high refractive index layer 2a, practically, titanium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, zinc oxide, indium oxide, hafnium oxide, cerium oxide, tin oxide, niobium oxide are used. , Yttrium oxide, ytterbium oxide, indium tin oxide, or any other metal oxide, or a mixture containing any of these as a main material can be used.
【0052】高屈折率層2aの形成方法としては、真空
蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマ
CVD法等の真空成膜プロセスによることができるが、
いかなる成膜方法であっても構わない。As the method for forming the high refractive index layer 2a, a vacuum vapor deposition method, a reactive vapor deposition method, an ion beam assisted vapor deposition method,
It is possible to use a vacuum film forming process such as a sputtering method, an ion plating method or a plasma CVD method,
Any film forming method may be used.
【0053】一方、低屈折率層2bの形成材料として
は、酸化珪素、弗化マグネシウム、弗化カルシウム、弗
化バリウム等の無機化合物を使用することができる。On the other hand, as a material for forming the low refractive index layer 2b, an inorganic compound such as silicon oxide, magnesium fluoride, calcium fluoride, barium fluoride or the like can be used.
【0054】また、有機珪素系樹脂、多官能基を含むア
クリル系、ウレタン系、ポリエステル系、メラミン系等
の有機樹脂も使用できる。Further, organic silicon resins, acrylic resins containing polyfunctional groups, urethane resins, polyester resins, melamine resins and the like can also be used.
【0055】低屈折率層2bの形成方法としては、無機
化合物層を形成する場合、高屈折率層2aと同様に真空
成膜プロセスによることができる。As a method of forming the low refractive index layer 2b, in the case of forming an inorganic compound layer, a vacuum film forming process can be used similarly to the high refractive index layer 2a.
【0056】また、有機樹脂層を形成する場合にはグラ
ビアコートやスクリーンコート等のウェットコートと、
熱乾燥法、熱硬化法、紫外線照射硬化法、電子線照射硬
化法等を組み合わせた成膜プロセスによることができ、
各々の有機樹脂の塗布性や硬化性等の特性に最適な方法
が適宜選択される。When forming an organic resin layer, a wet coat such as a gravure coat or a screen coat,
It can be performed by a film forming process that combines a heat drying method, a heat curing method, an ultraviolet irradiation curing method, an electron beam irradiation curing method,
A method most suitable for the characteristics such as coatability and curability of each organic resin is appropriately selected.
【0057】この他のいかなる成膜方法であっても構わ
ない。Any other film forming method may be used.
【0058】また、紫外線硬化法、電子線照射硬化法等
による場合、真空中に有機樹脂を加熱気化により、或い
は超音波によりミスト化して導入し、基材近傍で照射す
ることにより低屈折率層2bを形成することも可能であ
る。Further, in the case of the ultraviolet curing method, the electron beam curing method, etc., the low refractive index layer is obtained by introducing organic resin into a vacuum by heating and vaporizing it, or introducing it into mist by ultrasonic waves and irradiating it near the substrate. It is also possible to form 2b.
【0059】本発明の防汚層は、パーフルオロポリエー
テル基含有シランカップリング剤からなっており、特に
Rf−(OC3F6)n−O−(CF2)m−(CH2)l−
O−(CH2)s−Si(OR3)3で示されるパーフルオ
ロポリエーテル基含有シランカップリング剤からなるこ
とによって優れた防汚性能を実現できる。[0059] The antifouling layer of the present invention is formed of a perfluoropolyether group-containing silane coupling agents, particularly Rf- (OC 3 F 6) n -O- (CF 2) m - (CH 2) l −
O- (CH 2) s -Si ( OR 3) excellent antifouling performance by perfluoropolyether group-containing silane coupling agent can be realized represented by 3.
【0060】上記Rf−(OC3F6)n−O−(CF2)
m−(CH2)l−O−(CH2)s−Si(OR3)3にお
いて、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐パーフ
ルオロアルキル基であり、特にCF3−、C2F5−、C3
F7−が好ましい。The above Rf- (OC 3 F 6 ) n- O- (CF 2 )
m - (CH 2) in l -O- (CH 2) s -Si (OR 3) 3, Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, in particular CF 3 -, C 2 F 5 −, C 3
F 7 - is preferable.
【0061】また、nは1〜50の整数、mは0〜3の
整数、lは0〜3の整数、sは0〜6の整数、Rは炭素
数1〜10のアルキル基を表し、且つ6≧m+l>0を
満たし、特に−CH3、−C2H5が好ましい。Further, n is an integer of 1 to 50, m is an integer of 0 to 3, l is an integer of 0 to 3, s is an integer of 0 to 6, R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Further, 6 ≧ m + l> 0 is satisfied, and —CH 3 and —C 2 H 5 are particularly preferable.
【0062】これらの防汚層は、ウエットコーティング
法(ディップコーティング法、フローコーティング法、
スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラ
ビアコーティング法等)、PVD(Physical
Vapor Deposition)法(真空蒸着法、
反応性蒸着法、イオンビームアシスト法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法等)、CVD(Chem
ical VaporDeposition)法(プラ
ズマCVD法、光CVD法等)等の公知の方法により形
成される。These antifouling layers are formed by wet coating (dip coating, flow coating,
Spray coating method, roll coating method, gravure coating method, etc., PVD (Physical)
Vapor Deposition method (vacuum evaporation method,
Reactive vapor deposition method, ion beam assist method, sputtering method, ion plating method, etc., CVD (Chem)
It is formed by a known method such as an ionic vapor deposition method (plasma CVD method, photo CVD method, etc.).
【0063】この様な反射防止層や防汚層は、全面に設
けるものでも構わないが、少なくとも受光面の上に形成
する必要があるので、部分的に形成するものでも構わな
いものである。Such an antireflection layer or antifouling layer may be provided on the entire surface, but since it is necessary to form at least on the light receiving surface, it may be formed partially.
【0064】本発明の太陽電池素子とは、光電変換層に
おいて半導体の光起電力効果を利用して発電するものを
意味しており、シリコン(単結晶系、多結晶系、アモル
ファス系)太陽電池、化合物半導体(3−5族、2−6
族、その他)太陽電池、湿式太陽電池、色素増感太陽電
池、有機半導体太陽電池などが挙げられる。The solar cell element of the present invention means an element that generates electric power by utilizing the photovoltaic effect of the semiconductor in the photoelectric conversion layer, and is a silicon (single crystal type, polycrystal type, amorphous type) solar cell. , Compound semiconductors (3-5 group, 2-6
Group, other) solar cells, wet solar cells, dye-sensitized solar cells, organic semiconductor solar cells, and the like.
【0065】[0065]
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
るが、本発明は実施例に限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the examples.
【0066】<実施例1>表面保護フィルムとしてポリ
エチレンテレフタレート(100μm)上にを使用し、
この上に、高屈折率層2aに酸化チタン(TiO2)、
低屈折率層2bに酸化珪素(SiO2)を使用し、高屈
折率層2aと低屈折率層2bとが交互に合計4層積層し
た反射防止層2をプラズマアシスト蒸着法により形成し
た。Example 1 Polyethylene terephthalate (100 μm) was used as a surface protective film,
On top of this, titanium oxide (TiO 2 ) is formed on the high refractive index layer 2a,
Silicon oxide (SiO 2 ) was used for the low refractive index layer 2b, and the antireflection layer 2 in which a total of four high refractive index layers 2a and low refractive index layers 2b were alternately laminated was formed by the plasma assisted vapor deposition method.
【0067】更に防汚剤として、C3F7−(OC3F6)
24−O−(CF2)2−C2H4−O−CH2−Si(OC
H3)3で示されるパーフルオロポリエーテル基含有シラ
ンカップリング剤をモリブデンボート上に乗せ、真空蒸
着法により、真空蒸着漕内を5×10-3Pa以下に真空
排気した後、ボートを400℃に加熱蒸発させて防汚層
を形成した。[0067] As a further antifouling agents, C 3 F 7 - (OC 3 F 6)
24 -O- (CF 2) 2 -C 2 H 4 -O-CH 2 -Si (OC
A perfluoropolyether group-containing silane coupling agent represented by H 3 ) 3 is placed on a molybdenum boat, and the inside of the vacuum vapor deposition tank is evacuated to 5 × 10 −3 Pa or less by a vacuum vapor deposition method, and then the boat is set to 400 It was heated and evaporated at 0 ° C. to form an antifouling layer.
【0068】各層の屈折率n、形状膜厚d、及び光学膜
厚ndは次表の通りとした。The refractive index n, shape film thickness d, and optical film thickness nd of each layer are shown in the following table.
【0069】断面図を図3に示す。
フィルム基材(PETフィルム) n=1.63
反射防止層:
1層目 (SiO2) nL=1.46 nd=60nm
2層目 (TiO2) nH=2.30 nd=40nm
3層目 (SiO2) nL=1.46 nd=110nm
4層目 (TiO2) nH=2.30 nd=140nm
防汚層(フッ素含有有機化合物):d=約7nm
この様な表面保護フィルムの反対面に光電変換層(IT
O<d=500nm>/p−アモルファスシリコン<d
=10nm>/n−シリコン<d=20nm>/Ag<
d=100nm>)を形成したのち、絶縁保護フィルム
(PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム)d=
0.1mmを貼り合わせて太陽電池モジュールを形成し
た。A sectional view is shown in FIG. Film substrate (PET film) n = 1.63 Antireflection layer: First layer (SiO 2 ) n L = 1.46 nd = 60 nm Second layer (TiO 2 ) n H = 2.30 nd = 40 nm 3 layers Eye (SiO 2 ) n L = 1.46 nd = 110 nm Fourth layer (TiO 2 ) n H = 2.30 nd = 140 nm Antifouling layer (fluorine-containing organic compound): d = about 7 nm Surface protection film like this Photoelectric conversion layer (IT
O <d = 500 nm> / p-amorphous silicon <d
= 10 nm> / n-silicon <d = 20 nm> / Ag <
d = 100 nm>), and then an insulating protective film (PEN (polyethylene naphthalate) film) d =
A solar cell module was formed by bonding together 0.1 mm.
【0070】なお、このとき他の光電変換層の構成も可
能であり、ITO<d=500nm>に代わって、TC
Oとして、ZnO、SiO2などの材料を用いるもので
あっても構わない。At this time, other photoelectric conversion layers may be used, and instead of ITO <d = 500 nm>, TC may be used.
A material such as ZnO or SiO 2 may be used as O.
【0071】<実施例2>ポリエチレンテレフタレート
フィルム(100μm)上に実施例1と同様の反射防止
膜を形成する。Example 2 An antireflection film similar to that of Example 1 is formed on a polyethylene terephthalate film (100 μm).
【0072】その上に、防汚剤としてCF3(CF2)7
(CH2)2Si(NH)3/2(信越化学工業(株)製、
商品番号KP801M)を実施例1と同様に防汚層を形
成した。On top of that, CF 3 (CF 2 ) 7 was added as an antifouling agent.
(CH 2 ) 2 Si (NH) 3/2 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.,
An antifouling layer was formed on the product No. KP801M) in the same manner as in Example 1.
【0073】
フィルム基材(PETフィルム) n=1.63
反射防止層:
1層目 (SiO2) nL=1.46 nd=60nm
2層目 (TiO2) nH=2.30 nd=40nm
3層目 (SiO2) nL=1.46 nd=110nm
4層目 (TiO2) nH=2.30 nd=140nm
防汚層(フッ素含有有機化合物) d=約7nm
この様な表面保護フィルムの反対面に光電変換層(実施
例1と同様)を形成したのち、絶縁保護フィルム(実施
例1と同様)を貼り合わせて太陽電池モジュールを形成
した。Film substrate (PET film) n = 1.63 Antireflection layer: First layer (SiO 2 ) n L = 1.46 nd = 60 nm Second layer (TiO 2 ) n H = 2.30 nd = 40 nm Third layer (SiO 2 ) n L = 1.46 nd = 110 nm Fourth layer (TiO 2 ) n H = 2.30 nd = 140 nm Antifouling layer (fluorine-containing organic compound) d = about 7 nm Surface like this After forming a photoelectric conversion layer (similar to Example 1) on the opposite surface of the protective film, an insulating protective film (similar to Example 1) was attached to form a solar cell module.
【0074】<比較例1>実施例1と同様のパーフルオ
ロポリエーテル基含有シランカップリング剤を同様の方
法で直接ポリエチレンテレフタレートフィルム(100
μm)上に形成した。<Comparative Example 1> The same perfluoropolyether group-containing silane coupling agent as in Example 1 was used to prepare a polyethylene terephthalate film (100
μm).
【0075】この様な表面保護フィルムの反対面に光電
変換層(実施例1と同様)を形成したのち、絶縁保護フ
ィルム(実施例1と同様)を貼り合わせて太陽電池モジ
ュールを形成した。After forming a photoelectric conversion layer (similar to Example 1) on the opposite surface of such a surface protection film, an insulating protection film (similar to Example 1) was attached to form a solar cell module.
【0076】その断面図を図4に示す。The cross-sectional view is shown in FIG.
【0077】<比較例2>ポリエチレンテレフタレート
フィルム(100μm)上に実施例1と同様の反射防止
膜を形成した。<Comparative Example 2> An antireflection film similar to that of Example 1 was formed on a polyethylene terephthalate film (100 μm).
【0078】この様な表面保護フィルムの反対面に光電
変換層(実施例1と同様)を形成したのち、絶縁保護フ
ィルム(実施例1と同様)を貼り合わせて太陽電池モジ
ュールを形成した。After forming a photoelectric conversion layer (similar to Example 1) on the opposite surface of such a surface protection film, an insulating protection film (similar to Example 1) was attached to form a solar cell module.
【0079】断面図を図5に示す。A sectional view is shown in FIG.
【0080】<試験および比較結果>以上のように作成
した実施例1、2および比較例1、2の太陽電池用フィ
ルムの反射防止膜および防汚層が形成されている逆側に
インジウムを添加した酸化錫(ITO)薄膜を450n
mスパッタで形成した。<Test and Comparison Results> Indium was added to the solar cell films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 prepared as described above on the opposite side where the antireflection film and antifouling layer were formed. A thin film of tin oxide (ITO)
It was formed by m sputtering.
【0081】さらにその上にアモルファスシリコン薄膜
をプラズマCVD法でp層、i層、n層順に積層し反射
層としてAgの蒸着層を形成して実施例1、2および比
較例1、2の太陽電池モジュールを作成した。Further, an amorphous silicon thin film was further stacked thereon by a plasma CVD method in the order of p layer, i layer and n layer to form a vapor deposition layer of Ag as a reflection layer, and the solar cells of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were formed. A battery module was created.
【0082】上記の実施例、および比較例の太陽電池モ
ジュールを下記の方法で評価・比較を行った結果を表1
および表2に示す。
・太陽電池モジュール評価試験
JIS C8917−1989に基づき、太陽電池モジ
ュールの環境試験を行い、試験前後の光起電力の変換効
率を測定し、その低下率(%)を比較評価した。Table 1 shows the results of evaluation and comparison of the solar cell modules of the above Examples and Comparative Examples by the following methods.
And shown in Table 2. -Solar cell module evaluation test Based on JIS C8917-1989, an environmental test of the solar cell module was performed, the conversion efficiency of the photovoltaic power before and after the test was measured, and the reduction rate (%) was compared and evaluated.
【0083】また反射防止膜による効果を比較するため
短絡電流を測定し比較評価した。・防汚性試験
a.接触角測定
接触角計(CA−X型:共和界面化学(株)製)を用い
て、乾燥状態(20℃−65RH)で1.8μlの液滴
を針先に作り、これを基材の接触させて液滴を作った。Further, in order to compare the effect of the antireflection film, the short circuit current was measured and comparatively evaluated. -Antifouling test a. Contact angle measurement A contact angle meter (CA-X type: manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was used to make 1.8 μl droplets at the needle tip in a dry state (20 ° C.-65 RH), and this was used as a base material. Contact was made to form droplets.
【0084】接触角とは、基材と液体が接する点におけ
る液体表面に対する接線と基材表面がなす角で、液体を
含む方の角度で定義した。The contact angle is the angle formed by the tangent to the liquid surface at the point where the substrate contacts the liquid and the surface of the substrate, and is defined as the angle containing the liquid.
【0085】測定液体には、蒸留水とn−ヘキサデカン
を使用した。Distilled water and n-hexadecane were used as the measurement liquid.
【0086】b.転落角測定
転落角計(CA−X型:共和界面化学(株)製)を用い
て、乾燥状態(20℃−65RH)で63μlの液滴を
針先に作り、これを水平な基材表面上に接触させて液滴
を作った。B. Fall angle measurement Using a fall angle meter (CA-X type: manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), 63 μl droplets were made at the needle tip in a dry state (20 ° C.-65 RH), and this was used as a horizontal substrate surface. Drops were made by contacting on top.
【0087】次にこの固体試料を徐々に傾けていくと、
液滴は徐々に変形し、傾斜角度がある角度に達したと
き、液滴は下方へ滑り出す。Next, when gradually inclining this solid sample,
The droplet gradually deforms, and when the tilt angle reaches a certain angle, the droplet starts to slide downward.
【0088】このときの傾斜角度(転落角)を測定し
た。The tilt angle (fall angle) at this time was measured.
【0089】測定液体には蒸留水とn−ヘキサデカンを
使用した。Distilled water and n-hexadecane were used as the measurement liquid.
【0090】[0090]
【表1】 [Table 1]
【0091】[0091]
【表2】 [Table 2]
【0092】表1の結果より、実施例1の太陽電池モジ
ュールは高い短絡電流を持ち、優れた防汚層のおかげで
出力低下も少ない。From the results shown in Table 1, the solar cell module of Example 1 has a high short-circuit current, and the output reduction is small due to the excellent antifouling layer.
【0093】また表2からも明らかな通り、実施例1の
太陽電池モジュールは低い転落角を持ち、高い防汚性を
有することが分かる。As is clear from Table 2, the solar cell module of Example 1 has a low sliding angle and high antifouling property.
【0094】また表2からも明らかな通り、実施例2の
太陽電池モジュールはそれなりの転落角を持ちながらそ
れなりの防汚性を有することが分かる。Further, as is clear from Table 2, it is understood that the solar cell module of Example 2 has a certain anti-staining property while having a certain sliding angle.
【0095】[0095]
【発明の効果】本発明により太陽電池素子の光入射側に
光の干渉を利用した反射防止膜およびその最上層に防汚
層を形成した太陽電池モジュールは高い防汚性を有し、
汚れが付着しにくく、しかも優れた光閉じこめ効果のた
めに高い短絡電流を有することが可能になった。According to the present invention, the solar cell module having the antireflection film utilizing light interference on the light incident side of the solar cell element and the antifouling layer formed on the uppermost layer thereof has a high antifouling property,
It is possible to have a high short-circuit current due to the excellent light confinement effect, which is less likely to be contaminated with dirt.
【図1】本発明の太陽電池モジュールの一例の構成を示
した断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an example of a solar cell module of the present invention.
【図2】本発明の太陽電池モジュールの一例の構成を示
した断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of an example of a solar cell module of the present invention.
【図3】本発明の太陽電池モジュールの一例の構成を示
した断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of an example of a solar cell module of the present invention.
【図4】従来の太陽電池モジュールの一例の構成を示し
た断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of an example of a conventional solar cell module.
【図5】従来の太陽電池モジュールの一例の構成を示し
た断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of an example of a conventional solar cell module.
1 基材 2 反射防止層 2a 高屈折率層 2b 低屈折率層 3 防汚層 4 光電変換層 5 絶縁保護層 6 粘着層 1 base material 2 Antireflection layer 2a high refractive index layer 2b Low refractive index layer 3 Antifouling layer 4 Photoelectric conversion layer 5 Insulation protection layer 6 Adhesive layer
Claims (8)
表面に少なくとも反射防止層、防汚層が順次積層されて
いることを特徴とする太陽電池モジュール。1. A solar cell module comprising a base material, a photoelectric conversion layer, and at least an antireflection layer and an antifouling layer sequentially laminated on the outermost surface of the photoelectric conversion layer on the light receiving surface.
ンでの転落角が30°以下で、且つ静摩擦係数および動
摩擦係数が0.3以下であることを特徴とする請求項1
記載の太陽電池モジュール。2. The antifouling layer has a falling angle of 30 ° or less with distilled water or n-hexadecane, and a static friction coefficient and a dynamic friction coefficient of 0.3 or less.
The solar cell module described.
(CF2)m−(CH2)l−O−(CH2)s−Si(OR
3)3で示されるパールフオロポリエーテル基含有シラン
カップリング剤からなることを特徴とする請求項1また
は2記載の太陽電池モジュール。Wherein the antifouling layer is Rf- (OC 3 F 6) n -O-
(CF 2) m - (CH 2) l -O- (CH 2) s -Si (OR
3) The solar cell module according to claim 1 or 2, characterized in that the pearl-off Oro polyether group-containing silane coupling agent represented by 3.
が相互に積層された請求項1〜3のいずれかに記載の太
陽電池モジュール。4. The solar cell module according to claim 1, wherein the antireflection film has a high refractive index layer and a low refractive index layer laminated on each other.
層交互に合計2〜6層積層されたことを特徴とする請求
項4記載の太陽電池モジュール。5. The solar cell module according to claim 4, wherein the antireflection film is formed by alternately laminating a high refractive index layer and a low refractive index layer in a total of 2 to 6 layers.
層、高屈折率層及び低屈折率層されたことを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池モジュール。6. The solar cell module according to claim 1, wherein the antireflection film is a laminated intermediate refractive index layer, a high refractive index layer and a low refractive index layer.
る請求項4から6いずれかに記載の太陽電池モジュー
ル。7. The solar cell module according to claim 4, wherein the uppermost layer of the antireflection layer is a low refractive index layer.
求項1〜7のいずれかに記載の太陽電池モジュール。8. The solar cell module according to claim 1, wherein the base material is a flexible base material.
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