(57)【要約】【課題】樹脂を構成要素に含み、太陽電池を構成する各層の連続形成に好適で、シリコン膜層の内部応力による反りの抑制が可能な太陽電池用基板、および該太陽電池用基板を用いた太陽電池、並びに該太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】耐熱性樹脂フィルムと耐熱性補強材との積層体からなるものであることを特徴とする太陽電池用基板である。上記積層体は、上記耐熱性樹脂フィルムと上記耐熱性補強材とを熱融着させてなるものであることが好ましく、さらに上記耐熱性樹脂フィルムは、実質的に有機溶剤を含有しないものであることが推奨される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性樹脂フィルムと耐熱性補強材との積層体からなるものであることを特徴とする太陽電池用基板。
【請求項２】
上記積層体は、上記耐熱性樹脂フィルムと上記耐熱性補強材とを熱融着させてなるものである請求項１に記載の太陽電池用基板。
【請求項３】
上記耐熱性樹脂フィルムは、実質的に有機溶剤を含有しないものである請求項１または２に記載の太陽電池用基板。
【請求項４】
上記耐熱性樹脂フィルムの線膨張係数と上記耐熱性補強材の線膨張係数の比が、１／３〜３である請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池用基板。
【請求項５】
上記耐熱性補強材は、金属フィルムである請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池用基板。
【請求項６】
上記耐熱性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂フィルムである請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池用基板。
【請求項７】
上記熱可塑性樹脂フィルムは、低異方性または等方性の液晶ポリマーフィルムである請求項６に記載の太陽電池用基板。
【請求項８】
上記液晶ポリマーフィルムは、任意の方向Ｘの線膨張係数と、前記Ｘ方向に直交する方向Ｙの線膨張係数との比が、１／３〜３である請求項７に記載の太陽電池用基板。
【請求項９】
上記液晶ポリマーフィルムは、線膨張係数が、３〜４０ｐｐｍ／℃である請求項７または８に記載の太陽電池用基板。
【請求項１０】
上記液晶ポリマーフィルムを構成するポリマーは、芳香族ポリエステルからなるサーモトロピック液晶ポリマーである請求項７〜９のいずれかに記載の太陽電池用基板。
【請求項１１】
上記耐熱性樹脂フィルムの厚みは、５〜３００μｍである請求項１〜１０のいずれかに記載の太陽電池用基板。
【請求項１２】
上記耐熱性補強材の厚みは、０．１〜３００μｍである請求項１〜１１のいずれかに記載の太陽電池用基板。
【請求項１３】
上記積層体における耐熱性樹脂フィルム側表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．０１〜１０μｍである請求項１〜１２のいずれかに記載の太陽電池用基板。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の太陽電池用基板を用いたものであることを特徴とする太陽電池。
【請求項１５】
上記太陽電池用基板上に裏面電極層、シリコン膜層、透明電極層の順に、これらの層が形成されたものである請求項１４に記載の太陽電池。
【請求項１６】
上記シリコン膜層は、アモルファスシリコン膜層または微結晶シリコン膜層からなるシングル型構造、あるいは微結晶シリコン膜層上に非晶質シリコン膜層が積層されてなるタンデム型構造である請求項１５に記載の太陽電池。
【請求項１７】
（１）耐熱性樹脂フィルムと耐熱性補強材とを熱融着によって積層して太陽電池用基板を作製する工程と、
（２）前記太陽電池用基板の耐熱性樹脂フィルム側表面に裏面電極層を形成する工程と、
（３）前記裏面電極層上にシリコン薄膜層を形成する工程と、
（４）前記シリコン膜層上に透明電極層を形成する工程と
を備えることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
上記第（３）の工程において上記シリコン膜層を形成するに当たり、シラン系ガス、あるいは、シラン系ガスと該シラン系ガスに対して１０００倍以下のモル量の水素ガスとの混合ガスを用いるものである請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜シリコン系の太陽電池に好適な太陽電池用基板、および該基板を用いた太陽電池、並びに該太陽電池の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化防止のため、従来の化石燃料に代わるエネルギー供給手段として、環境負荷の少ない太陽電池が注目を集めている。日本においても、経済産業省による一般住宅への太陽電池発電装置の購入補助制度や、電力会社による余剰電力買取制度によって、太陽電池の需要が高まりつつある。
【０００３】
最近になって、こうした太陽電池では、薄型のもの（所謂薄型太陽電池）が供給されるようになってきている。薄型太陽電池は、一般に、プラスチックフィルムや金属フィルムからなる可撓性基板上に、二層の電極層（裏面電極層および透明電極層）に挟まれたアモルファスシリコン膜や微結晶シリコン膜などの半導体材料を、スパッタリング法や化学蒸着法（ＣＶＤ法）などにより積層してなるものである。こうした太陽電池では、透明電極層からアモルファスシリコン膜層や微結晶シリコン膜層に光（太陽光など）が入射することにより、光電変換が行われる。
【０００４】
この薄型太陽電池は、軽量で、フレキシビリティに優れており、曲面を有する屋根や外壁などへの取り付けが可能であるなど、施工性に優れている。また、シリコンウェハー（単結晶シリコン）を用いる太陽電池に比べ、大面積化・長尺化が可能であり、生産コストが安価であるといった利点がある。
【０００５】
太陽電池用の可撓性基板としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３などに開示されているように、耐熱性に優れるポリイミドフィルムが主流である。
【０００６】
ところで、シリコン半導体膜を用いた太陽電池では、そのシリコン半導体膜の性質が製膜温度に依存するといった特徴がある。例えば、アモルファスシリコン膜の場合、未結合手を有するダングリングボンドが欠陥部分となり、エネルギー変換効率が経時劣化することが知られているが、その欠陥密度の極小値が、膜形成温度２５０℃付近に存在する。よって、アモルファスシリコン膜の場合、最適な製膜温度は、一般に、２２０〜２５０℃であると言われている。
【０００７】
微結晶シリコン膜の場合は、アモルファスシリコン膜よりも比較的低温での製膜が可能である。しかし、微結晶シリコン膜でも、あまり低温で製膜すると不安定になり易く、アモルファス部分が増大する傾向にある。よって、この場合、アモルファス部分に起因する上記欠陥の発生や、結晶の微小化に起因するエネルギー変換効率の低下が問題となる。また、微結晶シリコン膜は製膜速度が小さいため、製膜温度を高くして、できるだけ製膜速度を高めてやることが好ましい。よって、微結晶シリコン膜の場合、最適な製膜温度は、一般に、１８０〜２２０℃と言われている。
【０００８】
ポリイミドは熱硬化性樹脂であり、高強度で耐熱性に優れるため、このポリイミドフィルムを太陽電池の基板に用いた場合、シリコン膜層の形成に当たり、上記の最適製膜温度を採用することができるといった利点がある。しかし、ポリイミドフィルムは吸湿性が高いため、高温、高真空下でシリコン膜層を形成する際に、ポリイミドフィルムから蒸発する水分によって、真空チャンバー内を高真空度とするには、非常に長時間の減圧操作が必要になる。このため、生産効率が極めて低いと言った問題を有していた。
【０００９】
また、ポリイミドフィルムを基板に用いた太陽電池を長期間使用した場合、ポリイミドフィルムが吸湿するため、寸歩安定性が悪く、また、ポリイミドフィルムを透過した水分の影響で電極層が腐食するといった問題もあった。
【００１０】
こうした事情の下、太陽電池の可撓性基板に、ポリイミド以外の有機樹脂素材を使用することも提案されている。例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６には、上記可撓性基板材料として、液晶ポリエステルを使用することが開示されている。液晶ポリエステルフィルムは、耐熱性、寸法安定性、ガスバリア性（水蒸気などのバリア性）に優れ、吸湿率が極めて低いといった特徴を有しており、ポリイミドフィルム基板が抱えていた上記問題を解決できるものとして、期待が持たれている。
【００１１】
しかし、液晶ポリエステルは熱可塑性樹脂であり、高温下では引張強度が非常に低下してしまうため、これを基板として太陽電池とするに当たり、連続生産に適さないと言った問題がある。
【００１２】
可撓性フィルムを太陽電池用基板として用いることの利点は、このフィルムを一旦ロール状に巻き、このロールからフィルムを送り出し、電極層やシリコン膜層などの必要な層を、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などによって連続的に形成する所謂ロール・ツー・ロール方式が採用できることにある。これらの層形成は、比較的高温下で行われるため、液晶ポリエステルフィルムを基板に用いた場合、該フィルムが塑性変形してしまう。このため、ロール・ツー・ロール方式が適用できず、バッチ生産となるため、生産コストが高く実用化が困難であった。
【００１３】
また、太陽電池に用いられるシリコン膜（アモルファスシリコン膜や微結晶シリコン膜）では、大きな内部応力を有することが知られており、特に吸収係数が低く、シリコン膜厚を厚くする必要のある微結晶シリコン膜では、液晶ポリエステルやポリイミドのような樹脂フィルムを太陽電池用基板に用いた場合には、この内部応力に起因して、反りが生じてしまうと言った問題もあった。
【００１４】
他方、太陽電池の可撓性基板としては、上記の通り、金属フィルムを用いることも行われている。この場合、例えば、金属フィルム−裏面電極層間の導通を防止するため、金属フィルム表面に絶縁層を設けて基板とし、該絶縁層上に裏面電極層、シリコン膜層、透明電極層の順で各層を形成する方法などが採用されている。こうした絶縁層は、樹脂フィルムを接着剤で金属フィルムに貼り付ける方法で設けられることが一般的である。しかし、接着剤に用いられる溶剤を完全に除去することは困難であるため、例えば、高温、高真空下でシリコン膜層を形成する際に、接着剤部分の残留溶剤が気化する。よって、真空チャンバー内を高真空度とするには、非常に長時間の減圧操作を要することから、生産効率が低いといった問題があった。また、接着剤部分の耐熱性についても、不十分であるといった問題があった。
【００１５】
特許文献７には、金属フィルムと絶縁層を積層した基板を用いた太陽電池が開示されており、絶縁層の一つとして、液晶ポリエステルが例示されている。このような基板であれば、金属フィルムが耐熱性および強度を確保する補強材として作用するため、上記ロール・ツー・ロール方式による太陽電池生産が可能となり、さらに、シリコン膜層の内部応力による反りも抑制できる。また、吸湿率が極めて低い液晶ポリエステルを用いるため、ポリイミドフィルム基板の有する上記問題を、解決できるものとして期待される。
【００１６】
しかし、特許文献７に開示の技術では、上記絶縁層を塗布法によって形成しているため、以下の問題を抱えている。塗布法を用いた場合、塗布液（樹脂ワニス）に含まれる溶剤を、後工程で乾燥除去する必要があるが、溶剤の完全除去が困難であることから、例えば、高温、高真空下でシリコン膜層を形成する際に、絶縁層中の残留溶剤によるアウトガスが発生する。よって、絶縁層の形成に接着剤を用いた場合と同様に、生産効率が低い。
【００１７】
また、特許文献７では、液晶ポリエステルに関する具体的な記述は、何らなされていないが、通常、液晶ポリエステルをフィルム化した場合には異方性が大きくなり易い。よって、特許文献７に係る積層基板では、例えば任意の方向と、該方向に直交する方向においては、液晶ポリエステル層の線膨張係数が大きく異なることとなるが、金属フィルム層では、これらの両方向での線膨張係数の異方性がほとんどない。よって、ある特定の方向において、液晶ポリエステル層と金属フィルム層との線膨張係数の差が大きくなる傾向にあり、この場合、シリコン膜層の形成時に高温に曝された際に、積層基板に反りが生じるため、生産性が著しく損なわれることになる。
【００１８】
【特許文献１】
特開昭５４−１４９４８９号公報
【特許文献２】
特開平７−２５４７２１号公報
【特許文献３】
特開平８−２８８５２９号公報
【特許文献４】
特開平１−３０２７７６号公報
【特許文献５】
特開平７−６６４３８号公報
【特許文献６】
特開２００２−６４２１３号公報
【特許文献７】
特開２０００−３４９３１１号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂を構成要素に含み、太陽電池を構成する各層の連続形成に好適で、シリコン膜層の内部応力による反りの抑制が可能な太陽電池用基板、および該太陽電池用基板を用いた太陽電池、並びに該太陽電池の製造方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し得た本発明の太陽電池用基板は、耐熱性樹脂フィルムと耐熱性補強材との積層体からなるものであるところに要旨が存在する。上記積層体は、上記耐熱性樹脂フィルムと上記耐熱性補強材とを熱融着させてなるものであることが好ましく、上記耐熱性樹脂フィルムは、実質的に有機溶剤を含有しないものであることが望ましい。なお、本発明でいう「フィルム」には、所謂「シート」も含まれる。
【００２１】
本発明の太陽電池用基板においては、上記耐熱性樹脂フィルムの線膨張係数と、上記耐熱性補強材の線膨張係数の比が、１／３〜３であることが望ましい。
【００２２】
上記耐熱性樹脂フィルムは、好ましくは熱可塑性樹脂フィルムであり、より具体的には、低異方性または等方性の液晶ポリマーフィルムであることが推奨される。また、上記耐熱性補強材は、金属フィルムであることが好ましい。
【００２３】
なお、本発明で言う「低異方性または等方性の液晶ポリマーフィルム」とは、任意の方向Ｘの線膨張係数と、前記Ｘ方向に直交する方向Ｙの線膨張係数の比が１／３〜３である液晶ポリマーフィルムを意味する。
【００２４】
上記液晶ポリマーフィルムは、線膨張係数が、３〜４０ｐｐｍ／℃であることが推奨される。また、上記液晶ポリマーフィルムを構成するポリマーは、芳香族ポリエステルからなるサーモトロピック液晶ポリマーが好適である。
【００２５】
上記耐熱性樹脂フィルムの厚みは５〜３００μｍであることが好ましく、上記耐熱性補強材の厚みは０．１〜３００μｍであることが推奨される。
【００２６】
上記積層体における耐熱性樹脂フィルム側表面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．０１〜１０μｍであることが望ましい。なお、本発明で定める「表面粗さ（Ｒａ）」とは、後述の実施例で採用する方法によって測定される値である。
【００２７】
また、本発明の太陽電池は、上記本発明の太陽電池用基板を用いたものであるところに要旨を有するものである。より具体的には、上記本発明の太陽電池用基板上に裏面電極層、シリコン膜層、透明電極層の順に、これらの層が形成されたものである。
【００２８】
なお、上記シリコン膜層は、非晶質シリコン膜層または微結晶シリコン膜層からなるシングル型構造であっても良く、微結晶シリコン膜層上に非晶質シリコン膜層が積層されてなるタンデム型構造であっても構わない。
【００２９】
また、本発明には、（１）耐熱性樹脂フィルムと耐熱性補強材とを熱融着によって積層して太陽電池用基板を作製する工程と、（２）前記太陽電池用基板の耐熱性樹脂フィルム側表面に裏面電極層を形成する工程と、（３）前記裏面電極層上にシリコン膜層を形成する工程と、（４）前記シリコン膜層上に透明電極層を形成する工程とを備える太陽電池の製造方法も包含される。
【００３０】
なお、上記第（３）の工程では、上記シリコン薄膜層を形成するに当たり、シラン系ガス、あるいは、シラン系ガスと該シラン系ガスに対して１０００倍以下のモル量の水素ガスとの混合ガスを用いることが推奨される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の太陽電池用基板（以下、単に「基板」と言う場合がある）は、太陽電池を構成する各層を設けるに当たり、上述のロール・ツー・ロール方式による連続形成に対応させると共に、形成されるシリコン膜層の内部応力による反りを抑制すべく、上記構成を採用したものである。
【００３２】
本発明の太陽電池用基板は、耐熱性樹脂フィルムと耐熱性補強材との積層体、好ましくは耐熱性樹脂フィルムと耐熱性補強材とを熱融着させてなる積層体からなるものである。さらに、上記耐熱性樹脂フィルムは、実質的に有機溶剤を含有しないものであることが好ましい。これらの構成を採用した太陽電池用基板では、太陽電池製造時の生産効率が飛躍的に向上する。
【００３３】
有機溶剤を含有する耐熱性樹脂フィルムを用いると、太陽電池とするために、電極層やシリコン膜層を、通常の方法、すなわち、真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法などによって形成する場合、該フィルム内に存在する有機溶剤が気化する。よって、真空チャンバー内を層形成可能な程度（例えば、１．０×１０−１０〜１．０×１０−４Ｐａ程度）にするためには、非常に長時間の減圧操作が必要であり、生産効率が極めて低くなる。
【００３４】
なお、上記の「実質的に有機溶剤を含有しない」とは、例えば、不可避的に環境中に存在する有機溶剤分子が、フィルム表面に付着した場合などを除き、耐熱性樹脂フィルムが有機溶剤を含有しないことを意味する。例えば、耐熱性樹脂フィルムを耐熱性補強材上に設けるに当たり、耐熱性樹脂を有機溶剤に溶解させた塗布液を用い、ロールコート法やスピンコート法などの公知の塗布法を採用した場合には、たとえ乾燥工程を設けても、耐熱性樹脂フィルム中の残留溶剤を完全に除去することは極めて困難である。本発明でいう「実質的に有機溶剤を含有しない」耐熱性樹脂フィルムには、上記の如き残留溶剤が存在するような製法で得られるフィルムは包含されない。
【００３５】
本発明の基板では、任意の平面方向において、上記耐熱性樹脂フィルムの線膨張係数と上記耐熱性補強材の線膨張係数の比が１／３以上、好ましくは１／２以上であって、３以下、好ましくは２以下であることが望ましい。上記線膨張係数の比が上記範囲を下回るか、超える場合には、例えば、電極層やシリコン膜層形成のために高温環境下に置かれると、基板に反りが生じる傾向にあるため、好ましくない。なお、耐熱性樹脂フィルムおよび耐熱性補強材の線膨張係数は、後述の液晶ポリマーフィルムの線膨張係数測定法に従って、求めることができる
本発明の基板に係る耐熱性補強材おける「耐熱性」とは、上述のロール・ツー・ロール方式によって、太陽電池各層の連続形成に耐え得る程度の耐熱性を意味する。よって、本発明に係る耐熱性補強材としては、上記の耐熱性に加え、ロール・ツー・ロール方式による太陽電池各層の連続形成に耐え得る程度の可撓性や強度を兼ね備えていればよく、例えば、金属フィルム、アルミナまたは酸化ジルコニア、酸化ケイ素などのセラミックスフィルム、炭素繊維シートなどが挙げられるが、中でも金属フィルムが、高可撓性、高耐熱性、高補強性を確保し得る点で好適である。
【００３６】
金属フィルムの材質は特に限定されず、例えば、銅、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、ステンレス鋼などを用いることができる。中でも、耐食性などの観点からチタンやステンレス鋼が好ましく、コストの面からはステンレス鋼が特に好ましい。
【００３７】
上記のステンレス鋼とは、通常の炭素鋼に比較して耐食性の優れた特殊鋼をいい、一般的には、合金成分であるＣｒ含有率が約１２％以上のクロム鋼を主体とし、これにＮｉ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂなどの他の合金成分を含有させたものである。これらの合金成分の含有率の違いによって、マルテンサイト型、フェライト型、オーステナイト型などに分類される。ステンレス鋼の中でも、家庭用器具、化学プラント、建築装飾、車両などといった幅広い用途を有し、汎用性の高いＳＵＳ３０４などが好適である。
【００３８】
上記金属フィルムとしては、真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法、ＣＶＤ法などにより液晶ポリマーフィルム表面に金属層を形成させたものでもよい。
【００３９】
金属フィルムの厚みは、金属フィルムの材質や、太陽電池が使われる用途によって適宜決定されればよいが、例えば、０．１μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上１５０μｍ以下であることが望ましい。金属フィルムの厚みが上記範囲を下回る場合は、太陽電池製造の際の液晶ポリマーフィルムの塑性変形抑制作用や、シリコン膜層形成後の該膜の内部応力の影響による基板の反り抑制作用といった補強材としての作用が低下する。他方、金属フィルムの厚みが上記範囲を超えると、可撓性が低下し、また、質量が増加して取り扱い性が損なわれる傾向にある。なお、耐熱性補強材が金属フィルム以外の場合も、上記と同じ理由から、０．１μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上１５０μｍ以下の厚みを有することが望ましい。
【００４０】
上記耐熱性樹脂フィルムとしては、熱可塑性樹脂フィルムが好適である。例えば、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリメチルペンテンなどの所謂スーパーエンジニアリングプラスチックとして知られる高耐熱性の熱可塑性樹脂などが上記熱可塑性樹脂フィルムに用い得るが、高耐熱性、低吸湿特性、高寸法安定性のフィルムを確保できる点で、液晶ポリマーが特に好ましい。
【００４１】
液晶ポリマーとしては、サーモトロピック液晶ポリマーとして知られるポリエステルが好ましい。例えば、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールや芳香族ヒドロキシカルボン酸などのモノマーを主体として合成される芳香族ポリエステルであって、溶融時に液晶性を示すものである。
【００４２】
その代表的なものとしては、パラヒドロキシ安息香酸（ＰＨＢ）と、テレフタル酸と、ビフェノールから合成される第１のタイプのもの［下式（１）］、ＰＨＢと２，６−ヒドロキシナフトエ酸から合成される第２のタイプのもの［下式（２）］、ＰＨＢと、テレフタル酸と、エチレングリコールから合成される第３のタイプのもの［下式（３）］が挙げられる。本発明の基板では、第１〜第３のいずれのポリエステルも用いることができるが、耐熱性、寸法安定性、水蒸気バリア性の面からは全芳香族ポリエステル（第１および第２のタイプ）が好ましく、第１のタイプのポリエステルが特に好ましい。
【００４３】
【化１】
2004140143.tif 000002
【００４４】
本発明の基板に用いられる液晶ポリマーフィルムは、低異方性または等方性のフィルムである。通常、液晶ポリマー（サーモトロピック液晶ポリマー）は、溶融押出によってフィルム成形すると、ポリマー分子の大部分が押出方向（ＭＤ方向）に配向し、この分子配向に起因して、フィルム物性が異方性を示す。異方性の大きな液晶ポリマーフィルムを太陽電池用基板に使用すると、後述する不具合を有するため、本発明の基板では、低異方性または等方性の液晶ポリマーフィルムを使用する。
【００４５】
上記の「低異方性または等方性の液晶ポリマーフィルム」とは、フィルム中で、液晶ポリマー分子が、平面方向にランダムに配向しているものであり、平面物性の異方性を低減または解消したものである。この場合の平面物性には、線膨張係数、熱膨張率、熱収縮率、引張強度、引張伸度、引張弾性率などが包含されるが、本発明では、基板の反りを抑制する観点から、特に液晶ポリマーフィルムの線膨張係数に注目した。すなわち、本発明でいう「低異方性または等方性の液晶ポリマーフィルム」とは、任意の方向Ｘの線膨張係数と、前記Ｘ方向に直交する方向Ｙの線膨張係数の比が、１／３〜３である液晶ポリマーフィルムを意味する。
【００４６】
上記液晶ポリマーフィルムは、例えば、一旦、溶融押出法によって高異方性のフィルムを製造し、これをＭＤ方向と直交する方向（ＴＤ方向、幅方向）に一軸延伸するか、ＭＤ方向とＴＤ方向に同時に延伸する方法によって得られる（後述する）。線膨張係数の異方性は、上記延伸時の条件を調節して低減または解消し、これにより、低異方性または等方性のフィルムとする。
【００４７】
しかし、上記Ｘ方向の線膨張係数と上記Ｙ方向の線膨張係数の比が上記範囲を下回るか、または超えるような、異方性の大きな液晶ポリマーフィルムでは、例えば、該フィルムの特定方向における線膨張係数が、基板の耐熱性補強材と同程度であったとしても、この特定方向に直交する方向では、液晶ポリマーフィルムと耐熱性補強材との線膨張係数の差が大きくなる。この場合、例えば、電極層やシリコン膜層形成のために、基板が高温環境下に置かれると、反りが生じてしまう。
【００４８】
液晶ポリマーフィルムの線膨張係数は、熱機械分析（ＴＭＡ）法により、試験片幅：４．５ｍｍ、チャック間距離：１５ｍｍ、荷重：１ｇとし、室温から２００℃まで昇温後（昇温速度：５℃／分）、降温速度：５℃／分で冷却する際に、１６０℃から２５℃の間で測定される試験片の寸法変化から求めた値である。
【００４９】
なお、具体的には、上記液晶ポリマーフィルムでは、任意の平面方向における線膨張係数が、３ｐｐｍ／℃以上４０ｐｐｍ／℃以下、好ましくは７ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることが望ましい。耐熱性補強材として好適な金属フィルムの線膨張係数は、通常３〜４０ｐｐｍ／℃（測定温度：３０〜２５０℃）程度であり、例えば、本発明の基板に特に好適であるステンレス鋼（ＳＵＳ）では、１０〜２０ｐｐｍ／℃程度である。よって、液晶ポリマーフィルムの線膨張係数が上記範囲内であれば、耐熱性補強材の線膨張係数との比を上記範囲内とすることが容易となる。
【００５０】
上記液晶ポリマーフィルムの厚みは、５μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上であって、３００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下であることが推奨される。液晶ポリマーフィルムの厚みが上記範囲を下回る場合は、ピンホールが生じ易い。ピンホールの生じた液晶ポリマーフィルムを有する基板を用いて得られる太陽電池では、例えば耐熱性補強材として、導電性を有する金属フィルムを採用した場合に、液晶ポリマーフィルムを介して積層される金属フィルム−裏面電極層間で短絡が生じ易くなる。
【００５１】
他方、液晶ポリマーフィルムの厚みが上記範囲を超えると、可撓性が低下して脆くなるため、クラックが生じ易い。そのため、液晶ポリマーフィルムにピンホールが生じた場合と同じ問題が生じ易くなる。また、使用する液晶ポリマー量の増加に伴い、コストが増大する。
【００５２】
なお、液晶ポリマーフィルム以外の耐熱性樹脂フィルムの場合も、液液晶ポリマーフィルムについて説明した理由と同じ理由から、その好適な厚みは、上述の液晶ポリマーフィルムの好適な厚みと同じである。
【００５３】
本発明の基板に係る耐熱性補強材は、太陽電池とするために必要な電極層やシリコン膜層などの形成に当たり、液晶ポリマーフィルムの塑性変形などを抑制すると共に、形成されたシリコン膜層の内部応力による基板の反りを抑制するための補強材としての役割を担うものである。特に、シリコン膜層の内部応力による基板の反りは、該層の厚みが大きな微結晶シリコン膜層を有する太陽電池で顕著であるが、本発明の基板では、このような構造を有する太陽電池に用いても、反りを抑制できる。
【００５４】
なお、上述の通り、金属フィルムなどの導電性フィルムを基板に用いた太陽電池では、一般に、該導電性フィルムと裏面電極層の間に絶縁層が設けられるが、本発明の基板では、耐熱性補強材が導電性を有する場合、上記耐熱性樹脂フィルム（液晶ポリマーフィルムなど）が絶縁層の役割を果たす。
【００５５】
次に、本発明の基板を製造する方法について、耐熱性樹脂フィルムに低異方性または等方性液晶ポリマーフィルムを、耐熱性補強材に金属フィルムを用いた場合を例にとって説明するが、上記の通り、本発明の基板の各構成要素はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
まず、本発明の基板で用いる低異方性または等方性液晶ポリマーフィルムを製造する方法であるが、これは、例えば、特開平７−２５１４３８号、特開平９−７６４１７号、特開平９−１３１７８９号、特開平１０−３４７４２号に開示されている。
【００５７】
すなわち、例えば、上記液晶ポリマーを単軸押出機内で溶融させ、この押出機先端のＴダイからフィルム状に押出し、冷却して、液晶ポリマーの大部分が押出方向（ＭＤ方向）に配向している高異方性液晶ポリマーフィルムを得る。この高異方性液晶ポリマーフィルムの両面に、耐熱性熱可塑性樹脂からなるフィルム（多孔質フィルム、無孔質フィルム）を、前記液晶ポリマーフィルムの少なくとも表面が軟化している状態で熱圧着する。その後必要に応じて冷却して、多孔質フィルムが高異方性液晶ポリマーフィルムに剥離可能な程度に接合している積層物を得る。
【００５８】
上記の積層物を、高異方性液晶ポリマーフィルムが溶融し、耐熱性熱可塑性樹脂フィルムは軟化するが実質的に溶融しない温度条件で、液晶ポリマーフィルムの配向方向（ＭＤ方向）に直交する方向（幅方向、ＴＤ方向）に延伸（一軸延伸）するか、またはＭＤ方向とＴＤ方向に同時に延伸（二軸延伸）する。この際の延伸倍率などを調節することで、液晶ポリマーフィルムの諸物性（線膨張係数、熱収縮率、引張弾性率など）と、その異方性の程度を制御することができる。その後、積層物を冷却し、耐熱性熱可塑性樹脂フィルムを剥離して、低異方性または等方性の液晶ポリマーフィルムを得ることができる。
【００５９】
上述の通り、液晶ポリマーフィルムは、一般に、その分子の大部分がＭＤ方向に配向するため、ＭＤ方向とＴＤ方向で物性の差が大きい。液晶ポリマーフィルムのＭＤ方向とＴＤ方向の物性のバランスを改善するためには、例えば、液晶ポリマーフィルムのガラス転移点以上、融点以下の温度で、カレンダーロールによりＴＤ方向に延伸する方法がある。しかし、液晶ポリマーは通常のポリマーとは異なり、その溶融粘度が、液晶転移温度（溶融温度）より低い温度では非常に高いため、上記カレンダーロールによる延伸は非常に困難である。
【００６０】
本発明に係る液晶ポリマーフィルムでは、一旦、高異方性のフィルムの両面に耐熱性を有する熱可塑性樹脂からなるフィルムを熱圧着した積層物とし、この積層物に上記の延伸を行うことで、低異方性または等方性を実現している。
【００６１】
なお、上記液晶ポリマーフィルムを製造する際に用いる耐熱性の熱可塑性樹脂からなるフィルムは、多孔質フィルムであっても無孔質フィルムであってもよい。このようなフィルムの素材となる耐熱性の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエステルなどの他、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレンなどのフッ素樹脂などを例示することができる。これらの熱可塑性樹脂のうち、フッ素樹脂は、その高い耐熱性によって熱圧着温度を高くすることができ、使用する液晶ポリマーが広く選択可能となるため、好ましい。
【００６２】
例えば、上記の耐熱性の熱可塑性樹脂からなるフィルムが多孔質フィルムである場合、耐熱性、延伸加工性、離型性などの観点から、延伸多孔質フッ素樹脂フィルムが好ましく、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムが特に好ましい。その場合の空孔率は４０〜９５％であることが好ましく、６０〜８５％であることがより好ましい。厚みは特に限定されないが、通常、１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍである。
【００６３】
なお、上記液晶ポリマーフィルムは、基板としての機能を損なわない範囲で、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ粉末、アルミナ粉末、チタニア粉末、ジルコニア粉末などの充填材や、難燃剤、可塑剤などを、必要に応じて適量含有していてもよい。
【００６４】
このようにして得られる液晶ポリマーフィルムに金属フィルムを積層する。この金属フィルムの積層方法は、金属フィルムを液晶ポリマーフィルムと重ね合せて積層する方法が好ましいが、液晶ポリマーフィルムの表面に、真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法、ＣＶＤ法などの方法により金属フィルムを形成する方法も採用できる。金属フィルムを液晶ポリマーフィルムと重ね合せて積層する場合は、太陽電池の各層形成時の残留溶剤の気化や、耐熱性の問題から、接着剤は使用せずに、上記の通り熱融着させることが好ましい。熱融着方法としては、液晶ポリマーフィルムの熱可塑性を活かして、該フィルム積層面を加熱軟化させ、該面に金属フィルムを積層した後急冷する方法や、液晶ポリマーフィルムと金属フィルムを重ね、これを加熱した一対のロール間に通して熱融着させ、その後冷却する方法などが採用できる。
【００６５】
熱融着時の加熱温度は、液晶ポリマーの融点をＴｍ（℃）とするとき、Ｔｍ−７０℃〜Ｔｍの範囲で選択することが望ましい。加熱方法としては、例えばＲＴＡ（ｒａｐｉｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ａｎｎｅａｌｅｒ）として知られるハロゲンランプ加熱装置を使用する方法や、高周波誘導加熱装置を用いて金属フィルム側のみを加熱する方法などが採用可能である。また、熱融着時の圧力は、液晶ポリマーフィルムと金属フィルムの接着強度に影響するため、できるだけ高いことが好ましいが、あまり圧力を高くすると、液晶ポリマーフィルムにダメージを与えてしまう。よって、熱融着時の圧力は、１〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜５ＭＰａとすることが好ましい。また、急冷時の温度は、２００℃以下とすることが望ましい。
【００６６】
なお、液晶ポリマーフィルムと金属フィルムの積層に先立ち、液晶ポリマーフィルム表面にフレア処理、コロナ放電加工、プラズマ処理、ＵＶ処理、スパッタリング処理、オゾン処理、紫外線処理、溶剤洗浄処理、研磨処理、酸およびアルカリ性溶液などによる化学的処理などを施して、接着性を高めてもよい。また、場合によっては、液晶ポリマーフィルム表面に、エポキシ系、シラン系、無機系などの、従来公知のプライマー処理を脱ガスの影響が生じない範囲で施しても構わない。
【００６７】
なお、耐熱性樹脂フィルムが液晶ポリマー以外の上記例示の熱可塑性樹脂からなるフィルムである場合は、例えば溶融押出法などの溶剤を使用しない方法でフィルム化し、該フィルムと金属フィルムなどの耐熱性補強材とを、上記例示の熱融着方法などで熱融着させて積層すればよい。
【００６８】
なお、本発明の基板に係る積層体では、耐熱性樹脂フィルム側表面にテクスチャ構造を有していることが推奨され、具体的には、該表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。耐熱性樹脂フィルム表面にテクスチャ構造を有する本発明の基板の一例（断面図）を図１に示す。このようなテクスチャ構造を耐熱性樹脂フィルム側表面に有する基板を用いれば、薄型太陽電池であっても、高いエネルギー変換効率を確保することができる。
【００６９】
例えば、基板上に裏面電極層、シリコン膜層、透明電極層の順に各層を積層した構成の太陽電池では、透明電極層側からシリコン膜層に入射した光が光電変換に寄与するが、特に間接遷移を示す結晶系シリコン膜（微結晶シリコン膜）では、光の吸収係数が小さいため、十分に太陽光を吸収するには、ある程度の膜厚（層厚）が必要となる。しかし、薄型太陽電池では、通常、シリコン膜層の厚みが数μｍ〜数十μｍと非常に薄いため、入射光の光路長が短く、効率よく光電変換することが困難である。
【００７０】
しかし、基板の耐熱性樹脂フィルム側表面にテクスチャ構造を持たせることで、裏面電極層表面もテクスチャ構造を有するようになる。このような基板を太陽電池に用いると、シリコン膜層で吸収されなかった光が、裏面電極層表面で多重反射するため、シリコン膜層中での光路が長くなり、効率よくシリコン膜層に吸収されて光電変換に寄与するようになる（所謂「光閉じ込み効果」）。これにより、エネルギー変換効率を高めることができる。
【００７１】
なお、本発明の基板の耐熱性樹脂フィルム側表面の表面粗さ（Ｒａ）が、上記範囲を下回ると、太陽電池とした場合に、上記光閉じ込み効果が十分に確保できなくなる。他方、上記表面粗さ（Ｒａ）が上記範囲を超える場合には、シリコン膜層の膜厚分布の斑や、さらには内部短絡が生じ、結果として開放光電圧が低下する傾向にある。太陽電池のエネルギー変換効率は、開放光電圧に比例するため、この内部短絡によって、エネルギー変換効率が低下することとなる。上記表面粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ以上５μｍ以下とすることがより好ましい。
【００７２】
基板の耐熱性樹脂フィルム側表面に上記のテクスチャ構造を導入する方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができるが、例えば、耐熱性樹脂が熱可塑性樹脂の場合、その熱可塑性を活かして、金型を用いた熱圧接法を採用することが、容易かつ安価である点で推奨される。表面に凹凸を有するロールやプレートを金型として用い、基板の耐熱性樹脂フィルム表面に加熱条件下で圧接する方法である。
【００７３】
表面に凹凸を有するロールやプレートは、金属ロールや金属板の表面に、凹凸形状を精密加工することで製造される。凹凸形状は、断面が三角形、台形、半円形などの傾斜面を有する凸状（畝状）または凹状を配列した形状や、ピラミッド形などの角錘形、角錐の上部をカットした台形、ドーム型などの半球状、曲率をつけた半球状、などの凸状または凹状を配列した形状などが好ましい。また、表面に凹凸を有するロールやプレートの代わりに、特開平７−６６４３８号に開示されているようなテクスチャ加工した単結晶シリコンを用いてもよい。従って、基板の液晶ポリマー側表面が有する上記テクスチャ構造の形状は、上記のロールやプレートなどの有する凹凸形状によって形成される凸状または凹状であることが好ましい。
【００７４】
熱圧接方法は、耐熱性樹脂フィルムの表面に凹凸を形成することができる方法であればよく、特に限定されないが、例えば、基板の耐熱性樹脂フィルム側表面を加熱軟化させ、その上に表面に凹凸を有するプレートを圧接した後急冷し、該プレートを剥離する方法や、一方が表面に凹凸を有する一対のロールを加熱し、これらのロール間に、耐熱性樹脂フィルム表面が表面に凹凸を有するロール側となるように基板を通して熱圧接した後、急冷する方法などが採用できる。この場合の加熱温度は、液晶ポリマーの融点をＴｍ（℃）とするとき、Ｔｍ−７０℃〜Ｔｍの範囲で選択することが望ましい。熱圧接時の圧力は、高すぎると上記ロールや上記プレートからの剥離が困難となり、他方、低すぎると耐熱性樹脂フィルム側表面に凹凸が転写困難となるため、０．０１〜１０ＭＰａ、好ましくは０．１〜５ＭＰａとすることが推奨される。また、上記急冷の際の温度は１５０℃以下とすることが好ましい。
【００７５】
本発明の基板は、従来公知の太陽電池用基板と同様に使用することができる。
本発明の基板を用いた太陽電池の層構成の一例を図２に示す。耐熱性樹脂フィルム１と耐熱性補強材２との積層体である本発明の基板上に、裏面電極層３、シリコン膜層４、透明電極層５の順に各層を形成した構成である。
【００７６】
裏面電極層３は、導電体であり、且つ光線反射率が高いものであれば特に限定されるものではなく、例えば、銀、アルミニウム、銅、金、プラチナ、ニッケル、錫、鉄などの純金属類、ステンレスやアルミ合金などの合金類、ＩＴＯや酸化アルミ、酸化錫などの金属酸化物類などの従来公知の素材を用いて、従来公知の方法（真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、電解めっき法、無電解めっき法など）によって形成することができる。また、裏面電極層３の表面に形成されるシリコン膜層４への裏面電極金属の拡散を防止するため、ＺｎＯ、ＳｎＯ２などの金属酸化物層を、例えばスパッタリング法や真空蒸着法などによって形成してもよい。
【００７７】
シリコン膜層４は、アモルファスシリコン膜層または微結晶シリコン膜層からなるシングル型構造、あるいは微結晶シリコン膜層上にアモルファスシリコン膜層が積層されたタンデム型構造のいずれであってもよい。タンデム型構造の場合は、２層のみならず、３層以上に積層することも可能である。ただし、シリコン膜層の厚さは、全体の厚さで０．２〜２０μｍとすることが好ましい。
【００７８】
上記アモルファスシリコン膜層や上記微結晶シリコン膜層中の構造は特に限定されず、例えば、薄型太陽電池で通常採用されているｎｉｐ構造（リン、窒素などの不純物がドープされたｎ型シリコン膜層−不純物を含まないｉ型シリコン膜層−ホウ素などの第ＩＩＩ族元素がドープされたｐ型シリコン膜層の積層構造）を採用すればよい。シリコン膜層４の形成方法も特に限定されず、従来公知の方法（例えば、容量結合型プラズマＣＶＤ法や、誘導結合型プラズマＣＶＤ法などのＣＶＤ法）によって形成することが可能である。
【００７９】
なお、大面積の微結晶シリコン膜層を形成する点では、平行平板式の容量結合型プラズマＣＶＤ法を採用することが好ましい。この場合、基板ヒータ温度が１００〜２５０℃で成膜し得るが、特に１５０℃以上とすることが成膜後のアニーリングを省略できる点で好ましい。
【００８０】
なお、シリコン膜層の一部または全部が結晶性の場合、シリコン以外に、ボロン、アルミニウム、ガリウムなどの第ＩＩＩ族の典型元素；炭素、ゲルマニウムなどの第ＩＶ族の典型元素；窒素、リン、砒素などの第Ｖ族の典型元素；酸素、硫黄などの第ＶＩ族の典型元素；フッ素、塩素などの第ＶＩＩ族の典型元素；などを含有してもよい。
【００８１】
シリコン膜層形成用のシラン系ガスとしては、一般式：
ＳｉｎＨ２ｎ＋２
（式中、ｎは１〜４の整数である）
で表されるモノシラン、ジシラン、トリシラン、テトラシランなどのシラン化合物が用いられる。また、必要に応じて、フッ化シラン、有機シランなどのガスを用いることも可能である。さらに、必要に応じて、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどの不活性ガスを導入してもよい。
【００８２】
また、シリコン膜層にボロン、アルミニウム、ガリウムなどの第ＩＩＩ族の典型元素を含有させる場合には、ジボランなどのホウ素化合物、三フッ化ホウ素などのハロゲン化ホウ素、トリメチルホウ素などの有機ホウ素；塩化アルミニウムなどのハロゲン化アルミニウム；トリメチルガリウム、トリエチルガリウムなど有機ガリウム化合物；などの各種ガスを適宜併用すればよい。これら第ＩＩＩ族元素を含むガスは、通常、シラン系ガス１００％に対する容量比率で１０ｐｐｍ〜２０％、好ましくは２００ｐｐｍ〜５％の範囲で混合させる。
【００８３】
シリコン膜層に炭素、ゲルマニウムなどの第ＩＶ族の典型元素を含める場合には、炭化水素やゲルマン化合物などのガスを併用することも可能である。
【００８４】
シリコン膜層に窒素、リン、砒素などの第Ｖ族の典型元素を含有させる場合には、窒素、アンモニア、ホスフィン、アルシン、ハロゲン化リン、ハロゲン化砒素、アルキルリンなどの各種ガスを併用すればよい。これら第Ｖ族元素を含むガスは、通常、シラン系ガス１００％に対する容量比率で、２００ｐｐｍ〜５％の範囲で混合する。
【００８５】
シリコン膜層に酸素、硫黄などの第ＶＩ族の典型元素を含有させる場合には、酸素、二酸化硫黄などのガスを用いることができる。また、シリコン膜層にフッ素、塩素などの第ＶＩＩ族元素を含有させる場合には、フッ素、塩素、フッ化水素、塩化水素などのハロゲンガスを併用すればよい。これら第ＶＩ族元素および第ＶＩＩ族元素を含むガスを用いる場合には、シラン系ガス１００％に対する容量比率で０．０１〜１００％の範囲で用いると効果的である。
【００８６】
なお、上記シリコン膜層を微結晶シリコンで形成する場合には、上記シラン系ガスと、該シラン系ガスに対し、１０００倍以下のモル量の水素ガスを混合して得られる混合ガスを用いることが好ましい。より好ましい水素ガスのモル量は、シラン系ガスに対し５〜２００倍であり、さらに好ましくは１０〜１００倍であり、特に好ましくは１３〜５０倍であり、最も好ましくは１５〜３０倍である。
シラン系ガスと混合する水素ガスのモル量が上記範囲を下回る場合には、シリコン膜層を結晶性にすることができず、他方、上記範囲を超える場合には、成膜速度が極めて遅くなり、実用性に劣るものとなる。ただし、上記シリコン膜層をアモルファスシリコンで形成する場合には、上記シラン系ガスは、水素ガスを混合せずに使用する。
【００８７】
透明電極層５は、例えば、酸化スズ、ＩＴＯ（インジウム−スズ複合酸化物）、ＦＴＯ（フッ素をドープした酸化スズ）、酸化亜鉛などの公知の金属酸化物を、公知の方法（真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法など）によって形成することができる。
【００８８】
なお、上記透明電極層５の上部には、発生した電力を損失なく取り出すため、取り出し電極（図示しない）を設ける。取り出し電極には、銀、金、白金、銅、アルミニウムなどの金属を用いることができ、従来公知の形成法（スパッタリング法や真空蒸着法など）で形成可能である。また、取り出し電極の形状は特に限定されないが、櫛状とするのが一般的である。
【００８９】
この他、透明電極層５の上には、例えば、裏面電極層３によって反射した光が太陽電池外部に出ることを防止するために、公知の反射防止層などを設けることも可能である。
【００９０】
本発明の基板では、裏面電極層３、シリコン膜層４、透明電極層５（さらには取り出し電極）の各層を、ロール・ツー・ロール方式によって形成することが可能であるため、太陽電池の生産を、非常に効率よく行うことができる。
【００９１】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは、全て本発明に包含される。
【００９２】
実施例１
＜液晶ポリエステルフィルムの作製＞
サーモトロピック液晶ポリエステル（住友化学社製「スミカスーパーＥ６０００」）を、単軸押出機（スクリュー径５０ｍｍ）内で溶融し、該押出機の先端のＴダイ（リップ長さ：３００ｍｍ、リップクリアランス：２．５ｍｍ、ダイ温度：３５０℃）から、ドラフト比：１０の条件でフィルム状に押出し、冷却して厚さ：２５０μｍの液晶ポリエステルフィルムを得た。この液晶ポリエステルフィルムの両面に、厚さ：４０μｍの多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム（ジャパンゴアテックス社製「ゴアテックス」、空孔率：８０％）を、一対の熱ロールを有するラミネーターを用いて、温度：３３０℃、ロール周速：２ｍ／分の条件で熱圧着し、その後一対の冷却ロール（温度：１５０℃）を通して冷却して、液晶ポリエステルフィルムと多孔質ＰＴＦＥフィルムの積層物を得た。
【００９３】
上記の積層物を二軸延伸機で延伸した。延伸条件は、温度：３５０℃、延伸倍率：ＭＤ方向に１．３倍、ＴＤ方向に３．９倍、延伸速度：２０％／秒とした。
その後、多孔質ＰＴＦＥフィルムを剥離し、厚さ５０μｍの液晶ポリエステルフィルムＮｏ．１を得た。
【００９４】
得られた液晶ポリエステルフィルムＮｏ．１について下記方法により線膨張係数の測定を行った。結果を表１に示す。
【００９５】
［線膨張係数］
測定装置に、アルバック理工社製「ＴＭ９３００」を用い、熱機械分析（ＴＭＡ）法により測定した。試験条件を、試験片幅：４．５ｍｍ、チャック間距離：１５ｍｍ、荷重：１ｇとし、室温から２００℃まで昇温後（昇温速度：５℃／分）、降温速度：５℃／分で冷却する際に、１６０℃から２５℃の間で測定される試験片の寸法変化から求めた。
【００９６】
＜積層体（基板）の作製＞
液晶ポリエステルフィルムＮｏ．１と、金属フィルム（ＳＵＳ３０４、５０ｍｍ角、厚さ：１５０μｍ）とを、温度：３１５℃、圧力：４ＭＰａの条件で熱圧着し、１５０℃まで冷却した後取り出し、さらに室温まで冷却した。なお、液晶ポリエステルフィルムＮｏ．１と同じ方法で測定した上記金属フィルムの線膨張係数は、１７ｐｐｍ／℃であった。
【００９７】
得られた積層体では、１５０℃から室温までの温度差による反りが生じなかった。その後、積層体の液晶ポリエステルフィルム表面側に、表面粗さ（Ｒａ）約０．４μｍの凹凸に加工したＳＵＳ金型を重ね、温度２８０℃、圧力２ＭＰａの条件で１分間熱プレスを行い、その後、１５０℃まで急冷しＳＵＳ金型を剥離して、表面粗さ（Ｒａ）約０．２μｍのテクスチャ構造を有する太陽電池用基板Ｎｏ．１を得た。表面粗さ（Ｒａ）は、日本電子社製の原子間力顕微鏡「ＪＳＰＭ−４２１０」の共振法モードで１０μｍの測定範囲で行った。
【００９８】
＜太陽電池作製＞
太陽電池用基板Ｎｏ．１の液晶ポリエステルフィルム側表面に、ＤＣスパッタリング法によって、常温下で、Ａｇ薄膜（裏面電極層）を２０００Åの厚みで形成し、さらに２００℃で酸化亜鉛薄膜を５００Åの厚みで形成した。その後、太陽電池用基板Ｎｏ．１をプラズマＣＶＤ装置に入れ、１．３３×１０−５Ｐａになるまで装置内を減圧し、続いて、基板温度を１８０℃とし、水素ガスおよび少量のＰＨ３ガスを含むモノシランガス（モル比、ＳｉＨ４：Ｈ２：ＰＨ３＝１：１４３：８×１０−３）を用いて、酸化亜鉛薄膜上に厚み０．４μｍのｎ型シリコン膜層を形成した。引き続き、基板温度を１５０℃とし、水素ガスおよびモノシランガス（モル比、ＳｉＨ４：Ｈ２＝１：３９）を用いて、ｎ型シリコン膜層上に厚み２μｍのｉ型シリコン膜層を形成した。引き続き、基板温度を１４０℃として、水素ガスおよびＢ２Ｈ６ガスを含むモノシランガス（モル比、ＳｉＨ４：Ｈ２：ＢＨ４＝１：１８１：３×１０−３）を用いて、ｉ型シリコン膜層上に厚み０．２μｍのｐ型シリコン膜層を形成した。その後十分に冷却し、太陽電池用基板Ｎｏ．１を装置から取り出した。
【００９９】
次に、ＲＦスパッタリング法により、Ｐ型シリコン膜層上にＩＴＯ層（透明電極層）を、基板温度１４０℃の条件で６００Åの厚みで形成した。その後、櫛形形状のマスクを用い、基板温度を常温とし、ＤＣスパッタリング法によって２０００ÅのＡｇ薄膜を、ＩＴＯ層上に形成し、太陽電池Ｎｏ．１を得た。
【０１００】
得られた太陽電池Ｎｏ．１について、ソーラーシミュレーター（キセノンランプ；山下電装社製「ＹＳＳ−５０ＡＨ」、ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｒ；ヒューレットパッカード社製）を用いて特性評価を行った。その結果、評価面積：０．２０４ｃｍ２で、エネルギー変換効率：６．８％、開放光電圧：０．４３Ｖ、短絡電流密度：２４．７ｍＡ／ｃｍ２であった。
【０１０１】
実施例２
＜液晶ポリエステルフィルムの作製＞
サーモトロピック液晶ポリエステル（ポリプラスチック社製「ベクトラＡ９５０」）を、単軸押出機（スクリュー径５０ｍｍ）内で溶融し、該押出機の先端のＴダイ（リップ長さ：３００ｍｍ、リップクリアランス：２．５ｍｍ、ダイ温度：３００℃）から、ドラフト比：１０の条件でフィルム状に押出し、冷却して厚さ：２５０μｍの液晶ポリエステルフィルムを得た。この液晶ポリエステルフィルムの両面に、厚さ：４０μｍの多孔質ＰＴＦＥフィルム（ジャパンゴアテックス社製「ゴアテックス」空孔率：８０％）を、一対の熱ロールを有するラミネーターを用いて、温度：３２０℃、ロール周速：２ｍ／分の条件で熱圧着し、その後一対の冷却ロール（温度：１００℃）を通して冷却して、液晶ポリエステルフィルムと多孔質ＰＴＦＥフィルムの積層物を得た。
【０１０２】
上記の積層物を二軸延伸機で延伸した。延伸条件は、温度：３００℃、延伸倍率：ＭＤ方向に１．６倍、ＴＤ方向に３．２倍、延伸速度：２０％／秒とした。
その後、多孔質ＰＴＦＥフィルムを剥離し、厚さ５０μｍの液晶ポリエステルフィルムＮｏ．２を得た。
【０１０３】
得られた液晶ポリエステルフィルムＮｏ．２について、実施例１と同様にして線膨張係数を測定した。結果を表１に示す。
【０１０４】
＜積層体（基板）の作製＞
液晶ポリエステルフィルムＮｏ．２と、実施例１で用いたのと同じ金属フィルムとを、温度：２６５℃、圧力：４ＭＰａの条件で熱圧着し、１００℃まで冷却した後取り出し、さらに室温まで冷却した。得られた積層体では、１５０℃から室温までの温度差による反りが生じなかった。その後、積層体の液晶ポリエステルフィルム表面側に、表面粗さ（Ｒａ）約０．４μｍの凹凸に加工したＳＵＳ金型を重ね、温度２３０℃、圧力２ＭＰａの条件で１分間熱プレスを行い、その後、１５０℃まで急冷しＳＵＳ金型を剥離して、テクスチャ構造を有する太陽電池用基板Ｎｏ．２を得た。
【０１０５】
＜太陽電池作製＞
太陽電池用基板Ｎｏ．２の液晶ポリエステルフィルム側表面に、ＤＣスパッタリング法によって、常温下で、Ａｇ薄膜（裏面電極層）を２０００Åの厚みで形成し、さらに２００℃で酸化亜鉛薄膜を３００Åの厚みで形成した。その後、太陽電池用基板Ｎｏ．２をプラズマＣＶＤ装置に入れ、１．３３×１０−５Ｐａになるまで装置内を減圧し、続いて、基板温度を１８０℃とし、水素ガスおよび少量のＰＨ３ガスを含むモノシランガス（モル比、ＳｉＨ４：Ｈ２：ＰＨ３＝１：１４３：８×１０−３）を用いて、酸化亜鉛薄膜上に厚み０．４μｍのｎ型シリコン膜層を形成した。引き続き、基板温度を１５０℃とし、水素ガスおよびモノシランガス（モル比、ＳｉＨ４：Ｈ２＝１：３９）を用いて、ｎ型シリコン膜層上に厚み２μｍのｉ型シリコン膜層を形成した。引き続き、基板温度を１４０℃として、水素ガスおよびＢ２Ｈ６ガスを含むモノシランガス（モル比、ＳｉＨ４：Ｈ２：ＢＨ４＝１：１８１：３×１０−３）を用いて、ｉ型シリコン膜層上に厚み０．２μｍのｐ型シリコン膜層を形成した。その後十分に冷却し、太陽電池用基板Ｎｏ．２を装置から取り出した。
【０１０６】
次に、ＲＦスパッタリング法により、ｐ型シリコン膜層上にＩＴＯ層（透明電極層）を、基板温度１４０℃の条件で６００Åの厚みで形成した。その後、櫛形形状のマスクを用い、基板温度を常温とし、ＤＣスパッタリング法によって２０００ÅのＡｇ薄膜を、ＩＴＯ層上に形成し、太陽電池Ｎｏ．２を得た。
【０１０７】
得られた太陽電池Ｎｏ．２について、実施例１と同様にして特性評価を行った。その結果、評価面積：０．２０４ｃｍ２で、エネルギー変換効率：６．５％、開放光電圧：０．４０Ｖ、短絡電流密度：２１．７ｍＡ／ｃｍ２であった。
【０１０８】
比較例
＜液晶ポリエステルフィルムの作製＞
サーモトロピック液晶ポリエステル（住友化学社製「スミカスーパーＥ６０００」）を、単軸押出機（スクリュー径５０ｍｍ）内で溶融し、該押出機の先端のＴダイ（リップ長さ：３００ｍｍ、リップクリアランス：１ｍｍ、ダイ温度：３５０℃）から、ドラフト比：２０の条件でフィルム状に押出し、冷却して厚さ：５０μｍの液晶ポリエステルフィルムＮｏ．３を得た。
【０１０９】
得られた液晶ポリエステルフィルムＮｏ．３について、実施例１と同様にして線膨張係数を測定した。結果を表１に示す。
【０１１０】
＜積層体（基板）の製造＞
液晶ポリエステルフィルムＮｏ．３と、実施例１で用いたのと同じ金属フィルムとを、温度：３１５℃、圧力：４ＭＰａの条件で熱圧着し、１５０℃まで冷却した後取り出し、さらに室温まで冷却した。得られた積層体では、１５０℃から室温までの温度差による反りが大きく、その後のテクスチャ形成、および太陽電池作成が困難であったため、太陽電池の特性評価は行っていない。
【０１１１】
【表１】
2004140143.tif 000003
【０１１２】
［耐クリープ試験］
ロール・ツー・ロール方式により薄膜シリコン太陽電池を連続的に形成する際には、１００℃〜２５０℃程度の雰囲気下でフィルムの長手方向に巻き取り張力がかかる。本試験では、このような状況を想定して、２５０℃で２．７ＭＰａの一定応力下で、クリープ性試験を行った。
【０１１３】
測定装置には島津製作所社製、オートグラフサーモスタティックチャンバー「ＡＧ−１」を用い、試験サンプル形状は、ＪＩＳ　Ｋ７１２１のタイプ５型で行った。
【０１１４】
試験サンプルとして、上記実施例の太陽電池用基板Ｎｏ．１、Ｎｏ．２と、比較例の液晶ポリエステルフィルムＮｏ．３を用意し比較を行った。
【０１１５】
その結果、液晶ポリマーフィルム単体の液晶ポリエステルフィルムＮｏ．３では、クリープ変形した後に破断し、一方金属で補強された液晶ポリマーフィルムである太陽電池用基板Ｎｏ．１、Ｎｏ．２では、クリープを示さず、金属による補強効果が実証された。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明の太陽電池用基板は、上記の構成を採用しており、高強度で可撓性、耐熱性、寸法安定性に優れ、吸湿率も極めて小さい。よって、従来の液晶ポリマーフィルム単層からなる太陽電池用基板において課題となっていたロール・ツー・ロール方式による太陽電池製造が可能となった。また、太陽電池とするために、シリコン膜層を形成した際に、該シリコン膜層の内部応力に起因する反りを抑制することも可能となった。さらに、本発明の太陽電池用基板では、耐熱性樹脂フィルム側表面にテクスチャ構造を持たせることが容易であり、エネルギー変換効率に優れた薄型太陽電池製造への対応も可能である。
【０１１７】
本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用基板を用いており、生産性が高く、エネルギー変換効率にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐熱性樹脂フィルム表面側にテクスチャ構造を有する本発明の太陽電池用基板の一例である。
【図２】本発明の太陽電池用基板を用いた太陽電池の一例である。
【符号の説明】
１　　耐熱性樹脂フィルム
２　　耐熱性補強材
３　　裏面電極層
４　　シリコン膜層
５　　透明電極層
【図１】
2004140143.tif 000004
【図２】
2004140143.tif 000005