(57)【要約】【課題】高い反射率を有する、湿式塗工法を用いて形成される透明導電膜及び導電性反射膜により構成されるサブストレート型太陽電池の複合膜及びその製造方法を提供する。【解決手段】導電性反射膜１２は基材１１上に金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布して導電性反射塗膜を形成し、導電性反射塗膜を焼成することにより形成され、透明導電膜１３は導電性反射塗膜上に導電性酸化物微粒子の分散液を湿式塗工法を用いて塗布し形成された酸化物微粒子の塗膜上に、バインダ分散液を湿式塗工法を用いて含浸し焼成することにより、酸化物微粒子層１３ａの全表面がバインダ層１３ｂで被覆された状態で形成され、導電性反射膜１２の透明導電膜１３側の接触面に出現する気孔の平均直径が１００ｎｍ以下、気孔が位置する平均深さが１００ｎｍ以下、気孔の数密度が３０個／μｍ2以下であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に導電性反射膜が形成され、前記導電性反射膜上に透明導電膜が形成された複合膜において、
前記導電性反射膜は前記基材上に金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布して導電性反射塗膜を形成し、前記導電性反射塗膜を焼成することにより０．０５〜２．０μｍの厚さに形成され、
前記透明導電膜は前記導電性反射塗膜上に導電性酸化物微粒子の分散液を湿式塗工法を用いて塗布し形成された酸化物微粒子の塗膜上に、バインダ分散液を湿式塗工法を用いて含浸し焼成することにより、酸化物微粒子層の全表面がバインダ層で被覆された状態で、０．０１〜０．５μｍの厚さに形成され、
前記導電性反射膜の前記透明導電膜側の接触面に出現する気孔の平均直径が１００ｎｍ以下、前記気孔が位置する平均深さが１００ｎｍ以下、前記気孔の数密度が３０個／μｍ2以下であることを特徴とするサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項２】
バインダ分散液が加熱により硬化するポリマー型バインダ又はノンポリマー型バインダのいずれか一方又は双方を含む請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項３】
ポリマー型バインダがアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリウレタン、アクリルウレタン、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース及びシロキサンポリマからなる群より選ばれた１種又は２種以上である請求項２記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項４】
ポリマー型バインダがアルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン又は錫の金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドの加水分解体を１種又は２種以上含む請求項２記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項５】
ノンポリマー型バインダがアルコキシシラン、ハロシラン類、２−アルコキシエタノール、β−ジケトン及びアルキルアセテートからなる群より選ばれた１種又は２種以上である請求項２記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項６】
導電性酸化物微粒子の分散液がシランカップリング剤、アルミカップリング剤及びチタンカップリング剤からなる群より選ばれた１種又は２種以上カップリング剤を含む請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項７】
導電性反射膜がポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた１種又は２種以上の物質を含む請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項８】
導電性反射膜が膜中に含まれる金属元素中の銀の割合が７５質量％以上である請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項９】
導電性反射膜の厚さが０．０５〜２．０μｍの範囲内となる請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１０】
導電性反射膜が膜中に含まれる金属ナノ粒子について、粒径１０〜５０ｎｍの範囲の粒子が、数平均で７０％以上であることを特徴とする請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１１】
導電性反射膜が金属ナノ粒子として７５質量％以上の銀ナノ粒子を含み、
前記金属ナノ粒子は炭素骨格が炭素数１〜３の有機分子主鎖の保護剤で化学修飾され、
前記金属ナノ粒子が一次粒径１０〜１００ｎｍの範囲内の金属ナノ粒子を数平均で７０％以上含有する導電性反射膜用組成物により形成された請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１２】
導電性反射膜が金、白金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、銅、錫、インジウム、亜鉛、鉄、クロム及びマンガンからなる群より選ばれた１種又は２種以上の混合組成又は合金組成からなる金属ナノ粒子を０．０２質量％以上かつ２５質量％未満含有する導電性反射膜用組成物により形成された請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１３】
導電性反射膜が分散媒として１質量％以上の水と２質量％以上のアルコール類とを含む導電性反射膜用組成物により形成された請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１４】
導電性反射膜が有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物及びシリコーンオイルからなる群より選ばれた１種又は２種以上の添加物を含む導電性反射膜用組成物により形成された請求項１記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１５】
有機高分子がポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた１種又は２種以上である請求項１４記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１６】
金属酸化物がアルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む酸化物或いは複合酸化物である請求項１４記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１７】
金属水酸化物がアルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む水酸化物である請求項１４記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１８】
有機金属化合物がシリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン及び錫からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドである請求項１４記載のサブストレート型太陽電池用の複合膜。
【請求項１９】
基材上に導電性反射膜用組成物を湿式塗工法により塗布して導電性反射塗膜を形成した後、前記導電性反射塗膜を有する基材を１３０〜４００℃で焼成して導電性反射膜を形成し、
前記導電性反射塗膜上に導電性酸化物微粒子の分散液とバインダ分散液とを湿式塗工法により塗布して透明導電塗膜を形成した後、前記透明導電塗膜を有する基材を１３０〜４００℃で焼成して透明導電膜を形成することにより、
０．０１〜０．５μｍの厚さを有する透明導電膜と０．０５〜２．０μｍの厚さを有する導電性反射膜とからなる複合膜を製造する方法であって、
前記透明導電塗膜は前記導電性酸化物微粒子の分散液を塗布して酸化物微粒子の塗膜を形成した後、前記酸化物微粒子の塗膜にバインダ分散液を湿式塗工法により含浸させて形成され、
前記透明導電膜は前記酸化物微粒子の塗膜を焼成してなる導電性酸化物微粒子層と前記酸化物微粒子層の全表面を被覆する前記バインダ分散液の塗膜を焼成してなるバインダ層とにより形成されたことを特徴とするサブストレート型太陽電池用の複合膜の製造方法。
【請求項２０】
湿式塗工法がスプレーコーティング法、ディスペンサコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はダイコーティング法のいずれかである請求項１９記載の複合膜の製造方法。
【請求項２１】
基材と、前記基材上に形成された請求項１ないし１８いずれか１項に記載の複合膜或いは請求項１９又は２０記載の方法により製造された複合膜と、前記複合膜上に形成された光電変換層と、前記光電変換層上に形成された透明導電膜とを有するサブストレート型太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サブストレート型太陽電池に好適に用いられる複合膜及びその製造方法に関する。更に詳しくは、透明導電膜、導電性反射膜により構成されたサブストレート型太陽電池に好適な複合膜及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも太陽電池は、その資源である太陽光が無限であること、無公害であることなどから注目を集めている。従来、太陽電池による太陽光発電には、単結晶シリコンや多結晶シリコンのバルク状結晶を製造し、これをスライス加工して厚い板状の半導体として使用するバルク太陽電池が用いられてきた。しかし、バルク太陽電池に使用する上記シリコン結晶は、結晶の成長に多くのエネルギーと時間とを要し、かつ、続く製造工程においても複雑な工程が必要となるため量産効率が上がり難く、低価格の太陽電池を提供することが困難であった。
【０００３】
一方、厚さが数マイクロメートル以下のアモルファスシリコンなどの半導体を用いた薄膜半導体太陽電池（以下、薄膜太陽電池という。）は、ガラスやステンレススチールなどの安価な基板上に、光電変換層である半導体層を必要なだけ形成すればよい。従って、この薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流になると考えられている。
【０００４】
薄膜太陽電池は、その構造によってスーパーストレート型やサブストレート型があり、透光性基板側から光を入射させるスーパーストレート型太陽電池では、通常、基板−透明電極−光電変換層−裏面電極の順で形成された構造をとる。一方、サブストレート型太陽電池では、基材−裏面電極−光電変換層−透明電極の順で形成された構造をとる。光電変換層がシリコン系材料で形成されたスーパーストレート型太陽電池では、例えば、透明電極、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、裏面電極の順で形成された構造をとることで発電効率を高めることが検討されている（例えば、非特許文献１参照。）。この非特許文献１に示される構造では、アモルファスシリコンや多結晶シリコンが光電変換層を構成する。
【０００５】
特に光電変換層がシリコン系の材料によって構成される場合、光電変換層の吸光係数が比較的小さいことから、光電変換層が数マイクロメートルオーダーの膜厚では、入射光の一部は光電変換層を透過してしまい、透過した光は発電に寄与しない。そこで、裏面電極を反射膜とするか、或いは裏面電極の上に反射膜を形成し、吸収しきれず光電変換層を透過した光を反射膜によって反射させ、再度光電変換層に戻すことで発電効率を向上させることが一般に行われている。
【０００６】
薄膜太陽電池におけるこれまでの開発では、電極や反射膜はスパッタ法等の真空成膜法によって形成されていた。しかし、一般に、大型の真空成膜装置の維持及び運転には多大なコストが必要であったため、これを湿式成膜法に置き換えることで、より安価な製造方法の開発が期待されている。
【０００７】
湿式成膜法で形成された導電性反射膜の例として、光電変換素子の裏面側に形成される反射膜を無電解めっき法を用いて形成することが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、より簡便な方法として、銀などの反射率が高い金属をナノ粒子とし、これを塗布する方法が検討されている（例えば、特許文献２参照。）。また、基材表面に高いめっき調の金属光沢を呈する金属塗膜を形成する方法として、金属ナノ粒子を塗布する方法が挙げられる（例えば、特許文献３参照。）。更に、スーパーストレート型太陽電池において、基板−透明電極−光電変換層−透明電極−裏面反射電極のような構造をとるスーパーストレート型太陽電池の透明電極のうち、基板側に位置する透明電極を、導電性酸化物微粒子を分散媒中に分散させたコーティング液を塗布した後、加熱法により乾燥、硬化させることにより形成する方法が挙げられる（例えば、特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０５−９５１２７号公報（請求項１、段落［００１５］）
【特許文献２】特開平０９−２４６５７７号公報（段落［００３５］）
【特許文献３】特開２０００−２３９８５３号公報（請求項３、段落［０００９］）
【特許文献４】特開平１０−１２０５９号公報（段落［００２８］、段落［００２９］）
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】柳田祥三ほか著、「薄膜太陽電池の開発最前線  〜高効率化・量産化・普及促進に向けて〜」、株式会社エヌ・ティー・エス、２００５年３月、Ｐ．１１３図１（ａ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１記載の無電解めっき法は、表面側にめっき保護膜を形成した後に、めっき処理する側をフッ化水素酸溶液で処理した後に、無電解めっき液に浸すなどの工程をとり、煩雑な工程に加えて廃液の発生も予想される。また、上記特許文献２，３記載の金属ナノ粒子を塗布する方法は、導電性反射膜のみを塗布型で行うものであり、導電性反射膜及び透明導電膜の両方を塗布型で形成するものではない。また、上記特許文献４では、スーパーストレート型太陽電池における基材側に位置する透明導電膜についてのみ湿式成膜法を使用しており、裏面反射電極側に位置する透明導電膜については、従来から用いられてきた真空プロセスであるスパッタ法により形成されている。
【００１２】
本発明の目的は、高い反射率を有する、湿式塗工法を用いて形成される透明導電膜及び導電性反射膜により構成されるサブストレート型太陽電池の複合膜を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、真空蒸着法やスパッタ法などの真空プロセスを可能な限り排除し、湿式塗工法を使用することでより安価にサブストレート型太陽電池用の複合膜を製造できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の観点は、基材上に導電性反射膜が形成され、導電性反射膜上に透明導電膜が形成された複合膜において、導電性反射膜は基材上に金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布して導電性反射塗膜を形成し、導電性反射塗膜を焼成することにより０．０５〜２．０μｍの厚さに形成され、透明導電膜は導電性反射塗膜上に導電性酸化物微粒子の分散液を湿式塗工法を用いて塗布し形成された酸化物微粒子の塗膜上に、バインダ分散液を湿式塗工法を用いて含浸し焼成することにより、酸化物微粒子層の全表面がバインダ層で被覆された状態で、０．０１〜０．５μｍの厚さに形成され、導電性反射膜の透明導電膜側の接触面に出現する気孔の平均直径が１００ｎｍ以下、気孔が位置する平均深さが１００ｎｍ以下、気孔の数密度が３０個／μｍ2以下であることを特徴とするサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００１５】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、バインダ分散液が加熱により硬化するポリマー型バインダ又はノンポリマー型バインダのいずれか一方又は双方を含むサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００１６】
本発明の第３の観点は、第２の観点に基づく発明であって、ポリマー型バインダがアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリウレタン、アクリルウレタン、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース及びシロキサンポリマからなる群より選ばれた１種又は２種以上であるサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００１７】
本発明の第４の観点は、第２の観点に基づく発明であって、ポリマー型バインダがアルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン又は錫の金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドの加水分解体を１種又は２種以上含むサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００１８】
本発明の第５の観点は、第２の観点に基づく発明であって、ノンポリマー型バインダがアルコキシシラン、ハロシラン類、２−アルコキシエタノール、β−ジケトン及びアルキルアセテートからなる群より選ばれた１種又は２種以上であるサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００１９】
本発明の第６の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性酸化物微粒子の分散液がシランカップリング剤、アルミカップリング剤及びチタンカップリング剤からなる群より選ばれた１種又は２種以上を含むサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２０】
本発明の第７の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性反射膜がポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた１種又は２種以上の物質を含むサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２１】
本発明の第８の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性反射膜が膜中に含まれる金属元素中の銀の割合が７５質量％以上であるサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２２】
本発明の第９の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性反射膜の厚さが０．０５〜２．０μｍの範囲内となるサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２３】
本発明の第１０の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性反射膜が膜中に含まれる金属ナノ粒子について、粒径１０〜５０ｎｍの範囲の粒子が、数平均で７０％以上であることを特徴とするサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２４】
本発明の第１１の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性反射膜が金属ナノ粒子として７５質量％以上の銀ナノ粒子を含み、金属ナノ粒子は炭素骨格が炭素数１〜３の有機分子主鎖の保護剤で化学修飾され、金属ナノ粒子が一次粒径１０〜１００ｎｍの範囲内の金属ナノ粒子を数平均で７０％以上含有する導電性反射膜用組成物により形成されたサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２５】
本発明の第１２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性反射膜が金、白金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、銅、錫、インジウム、亜鉛、鉄、クロム及びマンガンからなる群より選ばれた１種又は２種以上の混合組成又は合金組成からなる金属ナノ粒子を０．０２質量％以上かつ２５質量％未満含有する導電性反射膜用組成物により形成されたサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２６】
本発明の第１３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性反射膜が分散媒として１質量％以上の水と２質量％以上のアルコール類とを含む導電性反射膜用組成物により形成されたサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２７】
本発明の第１４の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性反射膜が有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物及びシリコーンオイルからなる群より選ばれた１種又は２種以上の添加物を含む導電性反射膜用組成物により形成されたサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２８】
本発明の第１５の観点は、第１４の観点に基づく発明であって、有機高分子がポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた１種又は２種以上であるサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００２９】
本発明の第１６の観点は、第１４の観点に基づく発明であって、金属酸化物がアルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む酸化物或いは複合酸化物であるサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００３０】
本発明の第１７の観点は、第１４の観点に基づく発明であって、金属水酸化物がアルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む水酸化物であるサブストレート型太陽電池用の太陽電池用の複合膜である。
【００３１】
本発明の第１８の観点は、第１４の観点に基づく発明であって、有機金属化合物がシリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン及び錫からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドであるサブストレート型太陽電池用の複合膜である。
【００３２】
本発明の第１９の観点は、基材上に導電性反射膜用組成物を湿式塗工法により塗布して導電性反射塗膜を形成した後、導電性反射塗膜を有する基材を１３０〜４００℃で焼成して導電性反射膜を形成し、導電性反射塗膜上に導電性酸化物微粒子の分散液とバインダ分散液とを湿式塗工法により塗布して透明導電塗膜を形成した後、透明導電塗膜を有する基材を１３０〜４００℃で焼成して透明導電膜を形成することにより、０．０１〜０．５μｍの厚さを有する透明導電膜と０．０５〜２．０μｍの厚さを有する導電性反射膜とからなる複合膜を製造する方法であって、透明導電塗膜は導電性酸化物微粒子の分散液を塗布して酸化物微粒子の塗膜を形成した後、酸化物微粒子の塗膜にバインダ分散液を湿式塗工法により含浸させて形成され、透明導電膜は酸化物微粒子の塗膜を焼成してなる０．０１〜０．５μｍの厚さを有する導電性酸化物微粒子層と酸化物微粒子層の全表面を被覆するバインダ分散液の塗膜を焼成してなる０．００５〜０．１μｍの厚さを有するバインダ層とにより形成されたことを特徴とするサブストレート型太陽電池用の複合膜の製造方法である。
【００３３】
本発明の第２０の観点は、第１９の観点に基づく発明であって、湿式塗工法がスプレーコーティング法、ディスペンサコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はダイコーティング法のいずれかであるサブストレート型太陽電池用の複合膜の製造方法である。
【００３４】
本発明の第２１の観点は、基材と、基材上に形成された第１ないし第１８の観点の複合膜或いは第１９又は第２０の観点の方法により製造された複合膜と、複合膜上に形成された光電変換層と、光電変換層上に形成された透明導電膜とを有するサブストレート型太陽電池である。
【発明の効果】
【００３５】
以上述べたように、本発明によれば、基材上に導電性反射膜が形成され、導電性反射膜上に透明導電膜が形成された複合膜において、導電性反射膜は基材上に金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布して導電性反射塗膜を形成し、導電性反射塗膜を焼成することにより０．０５〜２．０μｍの厚さに形成され、透明導電膜は導電性反射塗膜上に導電性酸化物微粒子の分散液を湿式塗工法を用いて塗布し形成された酸化物微粒子の塗膜上に、バインダ分散液を湿式塗工法を用いて含浸し焼成することにより、酸化物微粒子層の全表面がバインダ層で被覆された状態で、０．０１〜０．５μｍの厚さに形成されるため、導電性反射膜において増反射効果が生じ、十分な反射率が得られる。また、導電性反射膜の透明導電膜側の接触面に出現する気孔の平均直径が１００ｎｍ以下、気孔が位置する平均深さが１００ｎｍ以下、気孔の数密度が３０個／μｍ2以下であるため、透過率が９８％以上の透光性基材を用いた際に、波長５００〜１２００ｎｍの範囲において、理論反射率の８０％以上の高い拡散反射率を達成できる。
【００３６】
更に、真空蒸着法やスパッタ法などの真空プロセスを可能な限り排除し、湿式塗工法を使用することにより安価に複合膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のサブストレート型太陽電池用の複合膜の断面を模式的に表した図である。
【図２】本発明のサブストレート型太陽電池用の複合膜の焼成前の断面を模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
サブストレート型薄膜太陽電池は、一般的に、基材上に導電性反射膜が形成され、この導電性反射膜上に透明導電膜が形成され、この複合膜上に光電変換層、透明導電膜がこの順で積層された構造を持つ。
本発明は、サブストレート型太陽電池の基材上に形成された導電性反射膜及びこの導電性反射膜上に形成された透明導電膜からなるサブストレート型太陽電池用の複合膜に関するものである。
【００３９】
図１は、本発明の複合膜の断面を模式的に表した図である。本発明の複合膜の特徴ある構成は、図１に示すように、導電性反射膜１２は基材１１上に金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布して導電性反射塗膜を形成し、導電性反射塗膜を焼成することにより０．０５〜２．０μｍの厚さに形成され、透明導電膜１３は導電性反射塗膜上に導電性酸化物微粒子の分散液を湿式塗工法を用いて塗布し形成された酸化物微粒子の塗膜上に、バインダ分散液を湿式塗工法を用いて含浸し焼成することにより、酸化物微粒子層１３ａの全表面がバインダ層１３ｂで被覆された状態で、０．０１〜０．５μｍの厚さに形成されることにある。
【００４０】
本発明の複合膜１４は、導電性反射膜１２が、基材１１上に金属ナノ粒子を含む導電性反射膜用組成物を湿式塗工法を用いて塗布することにより形成される。そのため、形成される導電性反射膜１２は良好な成膜性及び高い拡散反射率が得られる。
【００４１】
また、本発明の複合膜１４は、透明導電膜１３が湿式塗工法を用いて形成される。透明導電膜がスパッタ法等の真空成膜法により形成される場合、この透明導電膜の膜の屈折率は、ターゲット材料の材質によって決まるため、スパッタ法等の真空成膜法により形成される透明導電膜では、所望の屈折率が得られ難い。一方、湿式塗工法を用いて形成される透明導電膜の場合、一般に導電性酸化物微粒子や他の成分を混合した組成物を塗布することにより形成されるため、湿式塗工法を用いて形成される膜は組成物の成分調整により所望の低い屈折率が得られる。この透明導電膜が持つ屈折率は、１．５〜２である。低い屈折率を持つ透明導電膜は、接合する導電性反射膜に対して光学設計上の増反射効果を与えるため、湿式塗工法を用いて形成される透明導電膜と接合する導電性反射膜は、従来のスパッタ法等の真空成膜法により形成された高い屈折率の透明導電膜と接合する導電性反射膜よりも高い反射率が得られる。
【００４２】
湿式塗工法を用いて形成される透明導電膜には、例えば、導電性酸化物微粒子とバインダ成分とを一緒に含有させて調製した組成物を塗布し、その後焼成して形成した単一の透明導電膜が挙げられる。一方、本発明の複合膜における透明導電膜は、先ず、導線性反射塗膜上にバインダ成分を含まない導電性酸化物微粒子の塗膜を形成し、この酸化物微粒子層上に導電性酸化物微粒子を含まないバインダ分散液を塗布し、その後所定の温度で焼成されて形成されたものである。即ち、本発明の複合膜における透明導電膜は、図１に示すように、上層に、導電性酸化物微粒子を含まないバインダ層１３ｂが形成される。また、導電性反射膜１２との界面付近の下層には、その全表面がバインダ層１３ｂで被覆され、バインダ分散液の塗布によりその一部が含浸した導電性酸化物微粒子層１３ａで構成されたものである。この導電性酸化物微粒子層１３ａは、焼成により粒子の一部が焼結し、高い導電性を確保する。
【００４３】
本発明の複合膜では、透明導電膜が上記のように構成されることから、導電性酸化物微粒子とバインダ成分とを一緒に含有する組成物により形成された単一の透明導電膜を持つ複合膜に比べ、下地である導電性反射膜との密着性に優れる。また、導電性酸化物微粒子層の全表面がバインダ層で被覆された状態で形成されるため、経時変化が少ない。
【００４４】
このように、本発明の複合膜では、湿式塗工法を用いて形成された低い屈折率を持つ透明導電膜が与える光学設計上の増反射効果と、導電性反射膜が持つ良好な成膜性及び高い拡散反射率により、高い反射率が得られる。
【００４５】
また、導電性反射膜１２の透明導電膜１３側の接触面に出現する気孔の平均直径が１００ｎｍ以下、気孔が位置する平均深さが１００ｎｍ以下、気孔の数密度が３０個／μｍ2以下であることを特徴とする。透過率が９８％以上の透光性基材を用いた際に、波長５００〜１２００ｎｍの範囲において、理論反射率の８０％以上の高い拡散反射率を達成できる導電性反射膜となる。この波長５００〜１２００ｎｍの範囲は、多結晶シリコンを光電変換層とした場合の、変換可能な波長をほぼ網羅する。気孔の平均直径を１００ｎｍ以下としたのは、一般に反射スペクトルは長波長側で反射率が高く、短波長側で低い項目を示すが、気孔の平均直径が１００ｎｍを越えると反射率が低下しはじめる変曲点が、より長波長側へシフトすることにより、良好な反射率が得られないからである。また気孔の平均深さを１００ｎｍ以下としたのは、気孔の平均深さが１００ｎｍを越えると、反射スペクトルの勾配（傾き）が大きくなり、良好な反射率が得られないからである。気孔の数密度を３０個／μｍ2以下としたのは、気孔の数密度が３０個／μｍ2を越えると、長波長側の反射率が低下し、良好な反射率が得られないからである。
【００４６】
また、複合膜を構成する導電性反射膜が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた１種又は２種以上の物質を含んでいるため、導電性反射膜の透明導電膜側の接触面に出現する気孔の平均直径を１００ｎｍ以下、平均深さを１００ｎｍ以下、また数密度を３０個／μｍ2以下に容易にすることができる。また、この複合膜を構成する導電性反射膜において、膜中に含まれる金属元素中の銀の割合が７５質量％以上であるため、高い反射率が得られる。７５質量％未満ではこの組成物を用いて形成された導電性反射膜の反射率が低下する傾向にある。また、複合膜を構成する導電性反射膜の厚さが０．０５〜２．０μｍであるため、太陽電池に必要な電極の表面抵抗値が得られる。更に、複合膜を構成する導電性反射膜が膜中に含まれる金属ナノ粒子について、粒径１０〜５０ｎｍの範囲の粒子が、数平均で７０％以上であるため、良好な導電性及び高い反射率が得られる。
【００４７】
透明導電膜を構成する導電性酸化物微粒子層の形成には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide：アンチモンドープ酸化錫）の酸化錫粉末やＡｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｓｎ及びＴｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属を含有する酸化亜鉛粉末などの導電性酸化物微粒子が好ましく用いられ、このうち、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＡＺＯ（Aluminum Zinc Oxide：アルミドープ酸化亜鉛）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：インジウムドープ酸化亜鉛）、ＴＺＯ（Tin Zinc Oxide：スズドープ酸化亜鉛）が特に好ましい。導電性酸化物微粒子の平均粒径は、十分な導電性と良好な成膜性を得るために、２〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、このうち、５〜５０ｎｍの範囲内であることが特に好ましい。
【００４８】
導電性酸化物微粒子層は、上記導電性酸化物微粒子を分散媒に分散させた分散液を調整し、この分散液を湿式塗工法を用いて塗布する。この分散媒には、水の他、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン類、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類やエチレングリコールなどのグリコール類、エチルセロソルブなどのグリコールエーテル類などが挙げられる。分散液中の分散媒の含有割合は良好な成膜性を得るために、５０〜９９．９９質量％の範囲内であることが好ましい。分散液中の導電性酸化物微粒子の含有割合は、０．０１〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。導電性酸化物微粒子の含有割合を上記範囲内としたのは、下限値未満では均一な膜を形成し難いため好ましくなく、上限値を越えると厚さが１００ｎｍ以下の導電性反射膜を形成するのが困難になるため好ましくないからである。
【００４９】
導電性酸化物微粒子の分散液には、使用する他の成分に応じてカップリング剤を加えるのが好ましい。それは、導電性微粒子とバインダの結合性や、透明導電膜と導電性反射膜或いは光電変換層との密着性向上のためである。カップリング剤としては、シランカップリング剤、アルミカップリング剤及びチタンカップリング剤などが挙げられる。
【００５０】
シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。アルミカップリング剤としては、次の式（１）で示されるアセトアルコキシ基を含有するアルミカップリング剤が挙げられる。また、チタンカップリング剤としては、次の式（２）〜（４）で示されるジアルキルパイロホスファイト基を有するチタンカップリング剤、また、次の式（５）で示されるジアルキルホスファイト基を有するチタンカップリング剤が挙げられる。
【００５１】
【化１】
2010087480.tif 000003
【００５２】
【化２】
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【００５３】
【化３】
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【００５４】
【化４】
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【００５５】
【化５】
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バインダ分散液は、バインダ成分として、加熱により硬化するポリマー型バインダ又はノンポリマー型バインダのいずれか一方又は双方を含む。ポリマー型バインダとしては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリウレタン、アクリルウレタン、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース及びシロキサンポリマなどが挙げられる。またポリマー型バインダには、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン又は錫の金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドの加水分解体が含まれることが好ましい。ノンポリマー型バインダとしては、金属石鹸、金属錯体、金属アルコキシド、ハロシラン類、２−アルコキシエタノール、β−ジケトン及びアルキルアセテートなどが挙げられる。また金属石鹸、金属錯体又は金属アルコキシドに含まれる金属は、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム又はアンチモンである。これらポリマー型バインダ、ノンポリマー型バインダが、加熱により硬化することで、低温での低いヘイズ率及び体積抵抗率の透明導電膜の形成を可能とする。バインダ分散液中のこれらバインダの含有割合は、０．０１〜５０質量％の範囲内が好ましく、０．５〜２０質量％の範囲内が特に好ましい。
【００５６】
バインダ分散液の調整には、導電性酸化物微粒子層の形成に使用する分散液の調製に用いた分散媒と同種の分散媒を使用するのが好ましい。分散媒の含有割合は均一な膜を形成するために、５０〜９９．９９質量％の範囲内であることが好ましい。
【００５７】
また、使用する成分に応じて、低抵抗化剤や水溶性セルロース誘導体などを加えることが好ましい。低抵抗化剤としては、コバルト、鉄、インジウム、ニッケル、鉛、錫、チタン及び亜鉛の鉱酸塩及び有機酸塩からなる群より選ばれた１種又は２種以上が好ましい。例えば、酢酸ニッケルと塩化第二鉄の混合物、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸錫と塩化アンチモンの混合物、硝酸インジウムと酢酸鉛の混合物、アセチル酢酸チタンとオクチル酸コバルトの混合物などが挙げられる。これら低抵抗化剤の含有割合は０．１〜１０質量％が好ましい。また、水溶性セルロース誘導体の添加により、形成される透明導電膜における透明性も向上する。水溶性セルロース誘導体としては、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどが挙げられる。水溶性セルロース誘導体の添加量は、０．１〜１０質量％の範囲内が好ましい。
【００５８】
本発明の複合膜における導電性反射膜を形成する際に用いられる導電性反射膜用組成物は、金属ナノ粒子が分散媒に分散した組成物である。上記金属ナノ粒子は７５質量％以上、好ましくは８０質量％以上の銀ナノ粒子を含有する。銀ナノ粒子の含有量を全ての金属ナノ粒子１００質量％に対して７５質量％以上の範囲に限定したのは、７５質量％未満ではこの組成物を用いて形成される導電性反射膜の反射率が低下してしまうからである。また銀ナノ粒子は炭素骨格が炭素数１〜３の有機分子主鎖の保護剤で化学修飾される。
【００５９】
金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を１〜３の範囲に限定したのは、炭素数が４以上であると焼成時の熱により保護剤が脱離或いは分解（分離・燃焼）し難く、上記膜内に有機残渣が多く残り、変質又は劣化して導電性反射膜の導電性及び反射率が低下してしまうからである。
【００６０】
銀ナノ粒子は一次粒径１０〜５０ｎｍの範囲内の銀ナノ粒子を数平均で７０％以上、好ましくは７５％以上含有する。一次粒径１０〜５０ｎｍの範囲内の金属ナノ粒子の含有量を、数平均で全ての金属ナノ粒子１００％に対して７０％以上の範囲に限定したのは、７０％未満では金属ナノ粒子の比表面積が増大して有機物の占める割合が大きくなり、焼成時の熱により脱離或いは分解（分離・燃焼）し易い有機分子であっても、この有機分子の占める割合が多いため、膜内に有機残渣が多く残り、この残渣が変質又は劣化して導電性反射膜の導電性及び反射率が低下したり、或いは金属ナノ粒子の粒度分布が広くなり導電性反射膜の密度が低下し易くなって、導電性反射膜の導電性及び反射率が低下してしまうからである。更に上記金属ナノ粒子の一次粒径を１０〜５０ｎｍの範囲内したのは、統計的手法より一次粒径が１０〜５０ｎｍの範囲内にある金属ナノ粒子が経時安定性（経年安定性）と相関しているからである。
【００６１】
一方、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子は、金、白金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、銅、錫、インジウム、亜鉛、鉄、クロム及びマンガンからなる群より選ばれた１種又は２種以上の混合組成又は合金組成からなる金属ナノ粒子であり、この銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子は全ての金属ナノ粒子１００質量％に対して０．０２質量％以上かつ２５質量％未満、好ましくは０．０３質量％〜２０質量％含有する。銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子の含有量を全ての金属ナノ粒子１００質量％に対して０．０２質量％以上かつ２５質量％未満の範囲に限定したのは、０．０２質量％未満では特に大きな問題はないけれども、０．０２〜２５質量％の範囲内においては、耐候性試験（温度１００℃かつ湿度５０％の恒温恒湿槽に１０００時間保持する試験）後の導電性反射膜の導電性及び反射率が耐候性試験前と比べて悪化しないという特徴があり、２５質量％以上では焼成直後の導電性反射膜の導電性及び反射率が低下し、しかも耐候性試験後の導電性反射膜が耐候性試験前の導電性反射膜より導電性及び反射率が低下してしまうからである。
【００６２】
また、導電性反射膜用組成物は、有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物及びシリコーンオイルからなる群より選ばれた１種又は２種以上の添加物を含む。添加物として組成物中に含まれる金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物又はシリコーンオイルにより、透明導電膜との化学的な結合又はアンカー効果の増大、或いは焼成工程における金属ナノ粒子と透明導電膜との濡れ性の改善により、導電性を損なうことなく、透明導電膜との密着性を向上させることができる。
【００６３】
上記金属酸化物等が含まれない組成物を用いて導電性反射膜を形成すると、形成した導電性反射膜の表面粗さが大きくなるが、導電性反射膜表面の凹凸形状には光電変換効率を最適化する条件があるとされており、単に表面粗さが大きいだけでは、光電変換効率に優れた導電性反射膜表面を形成することはできない。本発明の組成物のように、金属酸化物等の種類、濃度等を調整することで、最適化された表面粗さの表面を形成することが可能となる。
【００６４】
添加物の含有量は金属ナノ粒子を構成する銀ナノ粒子の質量の０．１〜２０％、好ましくは０．２〜１０％である。添加物の含有量が０．１％未満では平均直径の大きな気孔が出現したり、気孔の密度が高くなるおそれがある。添加物の含有量が２０％を越えると形成した導電性反射膜の導電性に悪影響を及ぼし、体積抵抗率が２×１０-5Ω・ｃｍを越える不具合を生じる。
【００６５】
添加物として使用する有機高分子としては、ポリビニルピロリドン（Polyvinylpyrrolidone；以下、ＰＶＰという。）、ＰＶＰの共重合体及び水溶性セルロースからなる群より選ばれた１種又は２種以上が使用される。具体的には、ＰＶＰの共重合体としては、ＰＶＰ−メタクリレート共重合体、ＰＶＰ−スチレン共重合体、ＰＶＰ−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。また水溶性セルロースとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース等のセルロースエーテルが挙げられる。
【００６６】
添加物として使用する金属酸化物としては、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む酸化物或いは複合酸化物が挙げられる。複合酸化物とは具体的にはＩＴＯ、ＡＴＯ、ＩＺＯ等である。
【００６７】
添加物として使用する金属水酸化物としては、アルミニウム、シリコン、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン、錫、インジウム及びアンチモンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む水酸化物が挙げられる。
【００６８】
添加物として使用する有機金属化合物としては、シリコン、チタン、アルミニウム、アンチモン、インジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銀、銅、亜鉛、モリブデン及び錫からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属石鹸、金属錯体或いは金属アルコキシドが挙げられる。例えば、金属石鹸は、酢酸クロム、ギ酸マンガン、クエン酸鉄、ギ酸コバルト、酢酸ニッケル、クエン酸銀、酢酸銅、クエン酸銅、酢酸錫、酢酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、酢酸モリブデン等が挙げられる。また金属錯体はアセチルアセトン亜鉛錯体、アセチルアセトンクロム錯体、アセチルアセトンニッケル錯体等が挙げられる。また金属アルコキシドはチタニウムイソプロポキシド、メチルシリケート、イソアナトプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００６９】
添加物として使用するシリコーンオイルとしてはストレートシリコーンオイル並びに変性シリコーンオイルの双方を用いることができる。変性シリコーンオイルは更にポリシロキサンの側鎖の一部に有機基を導入したもの（側鎖型）、ポリシロキサンの両末端に有機基を導入したもの（両末端型）、ポリシロキサンの両末端のうちのどちらか一方に有機基を導入したもの（片末端型）並びにポリシロキサンの側鎖の一部と両末端に有機基を導入したもの（側鎖両末端型）を用いることができる。変性シリコーンオイルには反応性シリコーンオイルと非反応性シリコーンオイルとがあるが、その双方の種類ともに本発明の添加物として使用することができる。なお、反応性シリコーンオイルとは、アミノ変性、エポキシ変性、カルボキシ変性、カルビノール変性、メルカプト変性、並びに異種官能基変性（エポキシ基、アミノ基、ポリエーテル基）を示し、非反応性シリコーンオイルとは、ポリエーテル変性、メチルスチリル基変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、フッ素変性、並びに親水特殊変性を示す。
【００７０】
導電性反射膜用組成物を構成する分散媒は、アルコール類、或いはアルコール類含有水溶液からなることが好適である。分散媒として使用するアルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセロール、イソボニルヘキサノール及びエリトリトールからなる群より選ばれた１種又は２種以上が挙げられる。アルコール類含有水溶液は、全ての分散媒１００質量％に対して、１質量％以上、好ましくは２質量％以上の水と、２質量％以上、好ましくは３質量％以上のアルコール類とを含有することが好適である。例えば、分散媒が水及びアルコール類のみからなる場合、水を２質量％含有するときはアルコール類を９８質量％含有し、アルコール類を２質量％含有するときは水を９８質量％含有する。水の含有量を全ての分散媒１００質量％に対して１質量％以上の範囲にしたのは、１質量％未満では、導電性反射膜用組成物を湿式塗工法により塗工して得られた膜を低温で焼結し難く、また焼成後の膜の導電性と反射率が低下してしまい、アルコール類の含有量を全ての分散媒１００質量％に対して２質量％以上の範囲にしたのは、２質量％未満では、上記と同様に組成物を湿式塗工法により塗工して得られた膜を低温で焼結し難く、また焼成後の電極の導電性と反射率が低下してしまうからである。
【００７１】
更に分散媒、即ち金属ナノ粒子表面に化学修飾している保護分子は、水酸基（−ＯＨ）又はカルボニル基（−Ｃ＝Ｏ）のいずれか一方又は双方を含有することが好ましい。水酸基（−ＯＨ）が銀ナノ粒子等の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤に含有されると、組成物の分散安定性に優れ、塗膜の低温焼結にも効果的な作用があり、カルボニル基（−Ｃ＝Ｏ）が銀ナノ粒子等の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤に含有されると、上記と同様に組成物の分散安定性に優れ、塗膜の低温焼結にも効果的な作用がある。
【００７２】
使用する導電性反射膜用組成物を製造する方法は以下の通りである。
(a) 銀ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を３とする場合
先ず硝酸銀を脱イオン水等の水に溶解して金属塩水溶液を調製する。一方、クエン酸ナトリウムを脱イオン水等の水に溶解させて得られた濃度１０〜４０％のクエン酸ナトリウム水溶液に、窒素ガス等の不活性ガスの気流中で粒状又は粉状の硫酸第一鉄を直接加えて溶解させ、クエン酸イオンと第一鉄イオンを３：２のモル比で含有する還元剤水溶液を調製する。次に上記不活性ガス気流中で上記還元剤水溶液を撹拌しながら、この還元剤水溶液に上記金属塩水溶液を滴下して混合する。ここで、金属塩水溶液の添加量は還元剤水溶液の量の１／１０以下になるように、各溶液の濃度を調整することで、室温の金属塩水溶液を滴下しても反応温度が３０〜６０℃に保持されるようにすることが好ましい。また上記両水溶液の混合比は、還元剤として加えられる第一鉄イオンの当量が、金属イオンの当量の３倍となるように、すなわち、（金属塩水溶液中の金属イオンのモル数）×（金属イオンの価数）＝３×（還元剤水溶液中の第一鉄イオン）の式を満たすように調製する。金属塩水溶液の滴下が終了した後、混合液の撹拌を更に１０〜３００分間続けて金属コロイドからなる分散液を調製する。この分散液を室温で放置し、沈降した金属ナノ粒子の凝集物をデカンテーションや遠心分離法等により分離した後、この分離物に脱イオン水等の水を加えて分散体とし、限外ろ過により脱塩処理し、更に引き続いてアルコール類で置換洗浄して、金属（銀）の含有量を２．５〜５０質量％にする。その後、遠心分離機を用いこの遠心分離機の遠心力を調整して粗粒子を分離することにより、銀ナノ粒子が一次粒径１０〜５０ｎｍの範囲内の銀ナノ粒子を数平均で７０％以上含有するように調製する、即ち数平均で全ての銀ナノ粒子１００％に対する一次粒径１０〜５０ｎｍの範囲内の銀ナノ粒子の占める割合が７０％以上になるように調整する。これにより銀ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が３である分散体が得られる。
【００７３】
続いて、得られた分散体を分散体１００質量％に対する最終的な金属含有量（銀含有量）が２．５〜９５質量％の範囲内となるように調整する。また、分散媒をアルコール類含有水溶液とする場合には、溶媒の水及びアルコール類をそれぞれ１％以上及び２％以上にそれぞれ調整することが好ましい。また、組成物中に添加物を更に含ませる場合には、分散体に有機高分子、金属酸化物、金属水酸化物、有機金属化合物及びシリコーンオイルからなる群より選ばれた１種又は２種以上の添加物を所望の割合で添加することにより行われる。添加物の含有量は、得られる組成物１００質量％に対して０．１〜２０質量％の範囲内となるように調整する。これにより炭素骨格の炭素数が３である有機分子主鎖の保護剤で化学修飾された銀ナノ粒子が分散媒に分散した組成物が得られる。
【００７４】
(b) 銀ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を２とする場合
還元剤水溶液を調製するときに用いたクエン酸ナトリウムをりんご酸ナトリウムに替えること以外は上記(a)と同様にして分散体を調製する。これにより銀ナノ粒子を化学修飾する有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が２である分散体が得られる。
【００７５】
(c) 銀ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を１とする場合
還元剤水溶液を調製するときに用いたクエン酸ナトリウムをグリコール酸ナトリウムに替えること以外は上記(a)と同様にして分散体を調製する。これにより銀ナノ粒子を化学修飾する有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が１である分散体が得られる。
【００７６】
(d) 銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を３とする場合
銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を構成する金属としては、金、白金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、銅、錫、インジウム、亜鉛、鉄、クロム及びマンガンが挙げられる。金属塩水溶液を調製するときに用いた硝酸銀を、塩化金酸、塩化白金酸、硝酸パラジウム、三塩化ルテニウム、塩化ニッケル、硝酸第一銅、二塩化錫、硝酸インジウム、塩化亜鉛、硫酸鉄、硫酸クロム又は硫酸マンガンに替えること以外は上記(a)と同様にして分散体を調製する。これにより銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が３である分散体が得られる。
【００７７】
なお、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数を１や２とする場合、金属塩水溶液を調製するときに用いた硝酸銀を、上記種類の金属塩に替えること以外は上記(b)や上記(c)と同様にして分散体を調製する。これにより、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を化学修飾する保護剤の有機分子主鎖の炭素骨格の炭素数が１や２である分散体が得られる。
【００７８】
金属ナノ粒子として、銀ナノ粒子とともに、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を含有させる場合には、例えば、上記(a)の方法で製造した銀ナノ粒子を含む分散体を第１分散体とし、上記(d)の方法で製造した銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を含む分散体を第２分散体とすると、７５質量％以上の第１分散体と２５質量％未満の第２分散体とを第１及び第２分散体の合計含有量が１００質量％となるように混合する。なお、第１分散体は、上記(a)の方法で製造した銀ナノ粒子を含む分散体に留まらず、上記(b)の方法で製造した銀ナノ粒子を含む分散体や上記(c)の方法で製造した銀ナノ粒子を含む分散体を使用しても良い。
【００７９】
次に、本発明の複合膜の製造方法について説明する。
本発明の製造方法では、図２に示すように、先ず、基材１１上に上記導電性反射膜用組成物を湿式塗工法により塗布する。ここでの塗布は焼成後の厚さが０．０５〜２．０μｍ、好ましくは０．１〜１．５μｍの厚さとなるようにする。続いて、塗膜は温度２０〜１２０℃、好ましくは２５〜６０℃で１〜３０分間、好ましくは２〜１０分間乾燥される。このようにして導電性反射塗膜２２を形成する。次に、導電性反射塗膜２２を有する基材１１を大気中若しくは窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で１３０〜４００℃、好ましくは１５０〜３５０℃の温度に、５〜６０分間、好ましくは１５〜４０分間保持して焼成し、導電性反射膜を形成する。
【００８０】
次に、この導電性反射膜上に導電性酸化物微粒子を分散媒に分散させて調整した上記分散液を湿式塗工法により塗布して導電性酸化物微粒子の塗膜２３ａを形成する。この塗膜２３ａは、温度２０〜１２０℃、好ましくは２５〜６０℃で１〜３０分間、好ましくは２〜１０分間乾燥させる。次いで、導電性酸化物微粒子の塗膜２３ａ上に、上記バインダ分散液を湿式塗工法により含浸させ、上記酸化物微粒子の塗膜２３ａの全表面をバインダ分散液の塗膜２３ｂで被覆するように塗布する。また、ここでの塗布は、塗布するバインダ分散液中のバインダ成分の質量が、塗布した導電性酸化物微粒子の塗膜中に含まれる微粒子の総質量に対し、０．５〜１０の質量比（塗布するバインダ分散液中のバインダ成分の質量／導電性酸化物微粒子の質量）となるように塗布するのが好ましい。下限値未満では十分な密着性が得られ難く、上限値を越えると表面抵抗が増大しやすい。このうち質量比は０．５〜３が特に好ましい。この塗膜は、温度２０〜１２０℃、好ましくは２５〜６０℃で１〜３０分間、好ましくは２〜１０分間乾燥させる。上記導電性酸化物微粒子の分散液及びバインダ分散液の塗布は、焼成後に形成される透明導電膜の厚さが０．０１〜０．５μｍ、好ましくは０．０３〜０．１μｍの厚さとなるように塗布する。このように、導電性酸化物微粒子の塗膜２３ａ及びバインダ分散液の塗膜２３ｂからなる透明導電塗膜２３を形成する。次に、透明導電塗膜２３を有する基材１１を大気中若しくは窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で１３０〜４００℃、好ましくは１５０〜３５０℃の温度に、５〜６０分間、好ましくは１５〜４０分間保持して焼成し、透明導電膜を形成する。
【００８１】
湿式塗工法は、スプレーコーティング法、ディスペンサコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はダイコーティング法のいずれかであることが特に好ましいが、これに限られるものではなく、あらゆる方法を利用できる。
【００８２】
スプレーコーティング法は分散体を圧縮エアにより霧状にして基材に塗布したり、或いは分散体自体を加圧し霧状にして基材に塗布する方法であり、ディスペンサコーティング法は例えば分散体を注射器に入れこの注射器のピストンを押すことにより注射器先端の微細ノズルから分散体を吐出させて基材に塗布する方法である。スピンコーティング法は分散体を回転している基材上に滴下し、この滴下した分散体をその遠心力により基材周縁に拡げる方法であり、ナイフコーティング法はナイフの先端と所定の隙間をあけた基材を水平方向に移動可能に設け、このナイフより上流側の基材上に分散体を供給して基材を下流側に向って水平移動させる方法である。スリットコーティング法は分散体を狭いスリットから流出させて基材上に塗布する方法であり、インクジェットコーティング法は市販のインクジェットプリンタのインクカートリッジに分散体を充填し、基材上にインクジェット印刷する方法である。スクリーン印刷法は、パターン指示材として紗を用い、その上に作られた版画像を通して分散体を基材に転移させる方法である。オフセット印刷法は、版に付けた分散体を直接基材に付着させず、版から一度ゴムシートに転写させ、ゴムシートから改めて基材に転移させる、インクの撥水性を利用した印刷方法である。ダイコーティング法は、ダイ内に供給された分散体をマニホールドで分配させてスリットより薄膜上に押し出し、走行する基材の表面を塗工する方法である。ダイコーティング法には、スロットコート方式やスライドコート方式、カーテンコート方式がある。
【００８３】
ここで、焼成後の導電性反射膜の厚さが０．０５〜２．０μｍとなるように導電性反射膜用組成物を塗布する理由は、０．０５μｍ未満では表面抵抗値が高くなりすぎて、太陽電池の電極として必要な導電性が十分に得られず、２．０μｍを越えると特性上の不具合はないけれども、材料の使用量が必要以上に多くなって材料が無駄になるからである。また、焼成後の透明導電膜の厚さが０．０１〜０．５μｍとなるように導電性酸化物微粒子の分散液及びバインダ分散液を塗布する理由は、０．０１μｍ未満では均一な膜の形成が困難になり、０．５μｍを越えると材料の使用量が必要以上に多くなって材料が無駄になるからである。
【００８４】
焼成温度を１３０〜４００℃の範囲としたのは、１３０℃未満では、複合膜における透明導電膜の表面抵抗値が高くなりすぎる不具合が生じるからである。また、導電性反射膜において金属ナノ粒子同士の焼結が不十分になるとともに保護剤の焼成時の熱により脱離或いは分解（分離・燃焼）し難いため、焼成後の導電性反射膜内に有機残渣が多く残り、この残渣が変質又は劣化して導電性反射膜の導電性及び反射率が低下してしまうからである。また、４００℃を越えると、低温プロセスという生産上のメリットを生かせない、即ち製造コストが増大し生産性が低下してしまう。また、特にアモルファスシリコン、微結晶シリコン、或いはこれらを用いたハイブリッド型シリコン太陽電池は比較的熱に弱く、焼成工程によって変換効率が低下するからである。
【００８５】
塗膜を有する基材の焼成時間を５〜６０分間の範囲としたのは、焼成時間が下限値未満では、複合膜における透明導電膜の表面抵抗値が高くなりすぎる不具合が生じるからである。また、導電性反射膜において金属ナノ粒子同士の焼結が不十分になるとともに保護剤の焼成時の熱により脱離或いは分解（分離・燃焼）し難いため、焼成後の導電性反射膜内に有機残渣が多く残り、この残渣が変質又は劣化して導電性反射膜の導電性及び反射率が低下してしまうからである。焼成時間が上限値を越えると、特性には影響しないけれども、必要以上に製造コストが増大して生産性が低下してしまうからである。更に、太陽電池セルの変換効率が低下する不具合を生じるためである。
【００８６】
以上により、本発明の複合膜を形成することができる。このように、本発明の製造方法は、湿式塗工法を使用するため、真空蒸着法やスパッタ法などの真空プロセスを可能な限り排除でき、より安価に複合膜を製造できる。
【実施例】
【００８７】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１〜３２＞
以下の表１に示す分類１〜８の成分及び含有割合で、導電性酸化物微粒子の分散液及びバインダ分散液を調製した。各実施例で使用した上記分散液の表１における分類番号を表２，３に示す。
分類１では、以下の表１に示すように、導電性酸化物微粒子として平均粒径０．０２５μｍのＩＺＯ粉末を２０質量％、分散媒としてイソプロパノールを８０質量％の割合で、合計量を６０ｇとして１００ｃｃのガラス瓶中に入れ、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズ（ミクロハイカ、昭和シェル石油社製）１００ｇを用いてペイントシェーカーで６時間分散することにより、導電性酸化物微粒子の分散液を調製した。また、バインダとしてノンポリマー型バインダの２−ｎ−ブトキシエタノールと３−イソプロピル−２，４ペンタンジオンの混合液を１０質量％、分散媒としてイソプロパノールを８８．２質量％、低抵抗剤として硝酸インジウムと酢酸鉛の混合物（質量比１：１）を１．８質量％の割合で混合し、室温で１時間、回転速度２００ｒｐｍで攪拌することにより、バインダ分散液を調製した。
【００８８】
分類２では、以下の表１に示すように、導電性酸化物微粒子として平均粒径０．０２５μｍのＩＴＯ粉末を７．５質量％、カップリング剤として上記式（４）に示すチタンカップリング剤を０．２質量％、分散媒としてイソプロパノール、エタノール及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの混合液（質量比４：２：１）を第１混合液とし、これを９２．３質量％の割合で、分類１と同様の方法により、導電性酸化物微粒子の分散液を調製した。また、バインダとしてノンポリマー型バインダの２，４−ペンタンジオンを１０質量％、分散媒として上記第１混合液を９０質量％の割合で、分類１と同様の方法により、バインダ分散液を調製した。
【００８９】
分類３では、以下の表１に示すように、導電性酸化物微粒子として平均粒径０．０２５μｍのＡＴＯ粉末を１０質量％、カップリング剤として上記式（４）に示すチタンカップリング剤を０．０２質量％、分散媒として上記第１混合液を８９．９８質量％の割合で、分類１と同様の方法により、導電性酸化物微粒子の分散液を調製した。また、バインダとしてノンポリマー型バインダの２−ｎ−プロポキシエタノールを１０質量％、分散媒として上記第１混合液を９０質量％の割合で、分類１と同様の方法により、バインダ分散液を調製した。
【００９０】
分類４では、以下の表１に示すように、導電性酸化物微粒子として平均粒径０．０２５μｍのＡＺＯ粉末を１０質量％、カップリング剤として上記式（３）に示すチタンカップリング剤を１質量％、分散媒として上記第１混合液を８９質量％の割合で、分類１と同様の方法により、導電性酸化物微粒子の分散液を調製した。また、バインダとして２，２−ジメチル−３，５−ヘキサンジオンとイソプロピルアセテートの混合液（質量比１：１）を１０質量％、分散媒として上記第１混合液を９０質量％の割合で、分類１と同様の方法により、バインダ分散液を調製した。
【００９１】
分類５では、以下の表１に示すように、導電性酸化物微粒子として平均粒径０．０２５μｍのＴＺＯ粉末を５質量％、カップリング剤として上記式（５）に示すチタンカップリング剤を０．５質量％、分散媒として上記第１混合液を９４．５質量％の割合で、分類１と同様の方法により、導電性酸化物微粒子の分散液を調製した。また、バインダとして２−イソブトキシエタノールと２−ヘキシルオキシエタノールとｎ−プロピルアセテートの混合液（質量比４：１：１）を１０質量％、分散媒として上記第１混合液を９０質量％の割合で、分類１と同様の方法により、バインダ分散液を調製した。
【００９２】
分類６では、先ず、平均粒径０．０１０μｍのＡＴＯ粉末を水に懸濁させてｐＨを７に調製し、ビーズミルで３０分間処理した。この処理液に、分散媒として上記第１混合液を混合し、固形分濃度１８．５％の濃度に調製して導電性酸化物微粒子の分散液を得た。また、バインダとしてゼラチンを５質量％、水溶性セルロース誘導体としてヒドロキシプロピルセルロースを１質量％、分散媒として水を９４質量％の割合で混合し、３０℃の温度で１時間、回転速度２００ｒｐｍで攪拌することにより、バインダ分散液を調製した。
【００９３】
分類７では、以下の表１に示すように、導電性酸化物微粒子として平均粒径０．０２５μｍのＡＴＯ粉末を６質量％、分散媒としてエタノールとブタノールの混合液（質量比９８：２）を第２混合液とし、カップリング剤として上記式（３）に示すチタンカップリング剤９．０質量％、これを８５質量％の割合で、分類１と同様の方法により、導電性酸化物微粒子の分散液を調製した。また、バインダとしてＳｉＯ2結合剤１０質量％、分散媒として上記第２混合液を９０質量％の割合で混合することにより、バインダ分散液を調製した。なお、バインダとして用いたＳｉＯ2結合剤は５００ｍｌのガラス製の４ツ口フラスコを用い、テトラエトキシシランを１４０ｇ、エチルアルコール２４０ｇを加え、攪拌しながら１２Ｎ−ＨＣ１１．０ｇを２５ｇの純粋に溶解して一度に加え、その後８０℃で６時間反応させることにより製造した。
【００９４】
分類８では、以下の表１に示すように、導電性酸化物微粒子として平均粒径０．０２５μｍのＩＴＯ粉末を８質量％、カップリング剤として上記式（２）に示すチタンカップリング剤を２．０質量％、分散媒として上記第２混合液を９０質量％の割合で、分類１と同様の方法により、導電性酸化物微粒子の分散液を調製した。また、バインダとしてＳｉＯ2結合剤を１０質量％、分散媒として上記第２混合液を９０質量％の割合で混合することにより、バインダ分散液を調製した。
【００９５】
次に、以下の手順により、導電性反射膜用組成物を調製した。
先ず、硝酸銀を脱イオン水に溶解して金属塩水溶液を調製した。また、クエン酸ナトリウムを脱イオン水に溶解して濃度が２６質量％のクエン酸ナトリウム水溶液を調製した。このクエン酸ナトリウム水溶液に、３５℃に保持された窒素ガス気流中で粒状の硫酸第１鉄を直接加えて溶解させ、クエン酸イオンと第１鉄イオンを３：２のモル比で含有する還元剤水溶液を調製した。
【００９６】
次いで、上記窒素ガス気流を３５℃に保持した状態で、マグネチックスターラーの攪拌子を還元剤水溶液中に入れ、攪拌子を１００ｒｐｍの回転速度で回転させて、上記還元剤水溶液を攪拌しながら、この還元剤水溶液に上記金属塩水溶液を滴下して混合した。ここで、還元剤水溶液への金属塩水溶液の添加量は、還元剤水溶液の量の１／１０以下になるように、各溶液の濃度を調整することで、室温の金属塩水溶液を滴下しても反応温度が４０℃に保持されるようにした。また上記還元剤水溶液と金属塩水溶液との混合比は、金属塩水溶液中の金属イオンの総原子価数に対する、還元剤水溶液のクエン酸イオンと第１鉄イオンのモル比がいずれも３倍モルとなるようにした。還元剤水溶液への金属塩水溶液の滴下が終了した後、混合液の攪拌を更に１５分間続けることにより、混合液内部に金属粒子を生じさせ、金属粒子が分散した金属粒子分散液を得た。金属粒子分散液のｐＨは５．５であり、分散液中の金属粒子の化学量論的生成量は５ｇ／リットルであった。
【００９７】
得られた分散液は室温で放置することにより、分散液中の金属粒子を沈降させ、沈降した金属粒子の凝集物をデカンテーションにより分離した。分離した金属凝集物に脱イオン水を加えて分散体とし、限外濾過により脱塩処理した後、更にメタノールで置換洗浄することにより、金属（銀）の含有量を５０質量％にした。その後、遠心分離機を用いこの遠心分離機の遠心力を調整して、粒径が１００ｎｍを越える比較的大きな銀粒子を分離することにより、一次粒径１０〜５０ｎｍの範囲内の銀ナノ粒子を数平均で７１％含有するように調整した。即ち、数平均で全ての銀ナノ粒子１００％に対する一次粒径１０〜５０ｎｍの範囲内の銀ナノ粒子の占める割合が７１％になるように調整した。得られた銀ナノ粒子は、炭素骨格が炭素数３の有機分子主鎖の保護剤が化学修飾されていた。
【００９８】
次に、得られた金属ナノ粒子１０質量部を水、エタノール及びメタノールを含む混合溶液９０質量部に添加混合することにより分散させ、更にこの分散液に次の表２〜表４に示す添加物を表２〜表４に示す割合となるように加えることで、導電性反射膜用組成物をそれぞれ得た。なお、導電性反射膜用組成物を構成する金属ナノ粒子は、７５質量％以上の銀ナノ粒子を含有している。
【００９９】
なお、金属ナノ粒子として、銀ナノ粒子とともに、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を含有させる場合は、上記方法により得られた銀ナノ粒子の分散液を第１分散液とし、硝酸銀に代えて、次の表２〜表４に示す銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子を形成する種類の金属塩を用いた以外は、上記銀ナノ粒子の製造方法と同様にして、銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子の分散液を調製し、この金属ナノ粒子の分散液を第２分散液とし、添加物を加える前に、次の表２〜表４に示す割合となるように、第１分散液と第２分散液を混合することで、導電性反射膜用組成物を得た。
【０１００】
最後に、上記調製した導電性酸化物微粒子の分散液、バインダ分散液及び導電性反射膜用組成物を用いて、複合膜を形成した。具体的には、先ず、次の表２〜表４に示す基材上に、上記調製した導電性反射膜用組成物を、焼成後の厚さが０．０５〜２．０μｍとなるように様々な成膜方法で塗布した後、温度２５℃で５分間乾燥して導電性反射塗膜を形成した。次に、この導電性反射塗膜上に、焼成後の厚さが０．０１〜０．５μｍとなるように様々な成膜方法で、上記調製した導電性酸化物微粒子の分散液を塗布した後、温度２５℃で５分間乾燥して導電性酸化物微粒子の塗膜を形成した。次いで、この導電性酸化物微粒子の塗膜上に、焼成後、導電性酸化物微粒子層の全表面がバインダ層で被覆されるように様々な成膜方法で、上記調製したバインダ分散液を含浸させ、導電性酸化物微粒子の塗膜の全表面をバインダ分散液の塗膜で被覆し、温度２５℃で５分間乾燥して透明導電塗膜を形成した。ここでの塗布は、バインダ分散液中のバインダ成分の質量が、塗布した導電性酸化物微粒子の塗膜中に含まれる微粒子の総質量に対し、次の表２〜表４に示す質量比（塗布するバインダ分散液中のバインダ成分の質量／導電性酸化物微粒子の質量）となるように塗布した。次いで、次の表２〜表４に示す熱処理条件で焼成することにより、基材上に複合膜を形成した。
なお、表２〜表４中、ＰＶＰとあるのは、Ｍｗが３６０，０００のポリビニルピロリドンを表し、ＰＥＴとあるのは、ポリエチレンテレフタレートを表す。
【０１０１】
＜比較例１＞
透明導電膜を膜厚が０．７×１０2ｎｍとなるように真空蒸着法であるスパッタ法により形成したこと以外は、実施例１と同様に複合膜を形成した。
【０１０２】
＜比較例２＞
透明導電膜を膜厚が２．０×１０2ｎｍとなるように真空蒸着法であるスパッタ法により形成したこと以外は、実施例１と同様に複合膜を形成した。
【０１０３】
【表１】
2010087480.tif 000008
【０１０４】
【表２】
2010087480.tif 000009
【０１０５】
【表３】
2010087480.tif 000010
【０１０６】
【表４】
2010087480.tif 000011
＜比較試験１＞
実施例１〜３７及び比較例１〜２で得られた複合膜における透明導電膜の膜厚を評価した。評価結果を次の表５及び表６にそれぞれ示す。先ず、焼成後の透明導電膜の厚さをＳＥＭ（日立製作所社製の電子顕微鏡：Ｓ８００）を用いて膜断面から直接計測した。
【０１０７】
＜比較試験２＞
実施例１〜３７及び比較例１〜２で得られた導電性反射膜を形成した基材について、基材側の接触面における気孔の分布、反射率及び導電性反射膜の厚さを評価した。評価結果を次の表５及び表６にそれぞれ示す。
【０１０８】
気孔の測定方法は、基材上に導電性反射膜用組成物を塗布し、焼成して導電性反射膜を形成した後、透明導電膜用組成物を塗布する前に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、導電性反射膜の透明導電膜を形成する側の面の凹凸像を観察した。観察した凹凸像を解析し、膜表面に現れる空孔の平均直径、平均深さ及び数密度を評価した。なお、平均直径は、各開口部の最長の径と最短の径をそれぞれ測定し、平均値を算出することで求めた。
【０１０９】
導電性反射膜の反射率の評価は、紫外可視分光光度計と積分球の組み合わせにより、波長５００ｎｍ及び１１００ｎｍにおける導電性反射膜の拡散反射率を測定した。ただし、反射率は透明導電膜成膜後、表側からの反射率を測定する。
【０１１０】
導電性反射膜の膜厚は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察により測定した。
【０１１１】
＜比較試験３＞
実施例１〜３７及び比較例１〜２で得られた複合膜の基材への密着性を評価した。評価結果を次の表５及び表６に示す。複合膜を形成した基材への接着テープ引き剥がし試験により定性的に評価し、『良好』とは、基材から接着テープのみが剥がれた場合を示し、『中立』とは、接着テープの剥がれと基材表面が露出した状態が混在した場合を示し、『不良』とは、接着テープ引き剥がしによって基材表面の全面が露出した場合を示す。
【０１１２】
【表５】
2010087480.tif 000012
【０１１３】
【表６】
2010087480.tif 000013
表５及び表６から明らかなように、透明導電膜を真空蒸着法であるスパッタ法により形成した比較例１，２のうち、比較例２では、実施例１〜３７に比べて密着性が悪い結果となった。比較例１では５００ｎｍの反射率が７５％と低く、１１００ｎｍの反射率も低くなる傾向が見られた。また比較例２では、１１００ｎｍの反射率は８７％と高かったが、５００ｎｍの反射率が７８％と低く、波長によって反射率にばらつきが生じてしまう結果が確認された。一方、実施例１〜３７では、５００ｎｍ及び１１００ｎｍの双方の波長の反射率は８０％以上と高い反射率が得られていた。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、ガラスなどの透明基材と反対側の面を受光面とする、いわゆるサブストレート型太陽電池の裏面側（受光面の反対側）に設けられる電極を低コストで製造するための技術として極めて好適である。
また、本発明を用いることで、従来、真空成膜法で形成していた透明導電膜と導電性反射膜を、塗布、焼成プロセスに置き換えることが可能であり、製造コストの大幅な削減が期待できる。
【符号の説明】
【０１１５】
１１    基材
１２    導電性反射膜
１３    透明導電膜
１３ａ  導電性酸化物微粒子層
１３ｂ  バインダ層
【図１】
2010087480.tif 000014
【図２】
2010087480.tif 000015