(57)【要約】 【課題】表面形状の自由度が高く耐熱性や熱寸法安定性に優れたテクスチャ構造を有するプラスチックシートを提供すること。【解決手段】ベースフィルム、及び前記ベースフィルム上に硬化樹脂を積層させてなるプラスチックシートであって、前記硬化樹脂層の少なくとも片面の表面形状が微細な凹凸構造を有するテクスチャ構造であるプラスチックシートであり、好ましくは前記テクスチャ構造の二乗平均平方根粗さＲｍｓが２０ｎｍ≦Ｒｍｓ≦６０ｎｍであり、前記硬化樹脂のガラス転移温度が１６０℃以上であるプラスチックシート。【選択図】 なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフィルム、及び前記ベースフィルム上に硬化樹脂を積層させてなるプラスチックシートであって、前記硬化樹脂層の少なくとも片面の表面形状が微細な凹凸構造を有するテクスチャ構造であることを特徴とするプラスチックシート。
【請求項２】
前記テクスチャ構造の二乗平均平方根粗さＲｍｓが２０ｎｍ≦Ｒｍｓ≦６０ｎｍである請求項１記載のプラスチックシート。
【請求項３】
前記硬化樹脂のガラス転移温度が１６０℃以上である請求項１又は２記載のプラスチックシート。
【請求項４】
前記ベースフィルムが、樹脂と有機充填材及び／又は無機充填材とからなる複合体である請求項１〜３何れか一項記載のプラスチックシート。
【請求項５】
波長５５０ｎｍでの光線透過率が８０％以上である請求項１〜４何れか一項記載のプラスチックシート。
【請求項６】
請求項１〜５何れか一項記載のプラスチックシートの製造方法であって、ベースフィルムに硬化性樹脂組成物を積層する工程、前記硬化性樹脂組成物層を凹凸構造を有する転写体と接触させる工程、活性エネルギー線を照射して前記硬化性樹脂組成物を硬化する工程、を有するプラスチックシートの製造方法。
【請求項７】
前記硬化性樹脂組成物が、アクリレート化合物、エポキシ樹脂、及びオキセタン化合物から選ばれた１種以上を主成分とした紫外線硬化性樹脂組成物である請求項６記載のプラスチックシートの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５何れか一項記載のテクスチャ構造を有するプラスチックシートを用いた薄膜太陽電池用プラスチック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチックシートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光電変換装置の低コスト化要求により、薄膜光電変換装置が注目を浴び精力的に開発されている。太陽電池が効率よく発電するには、入射光が失われることなく光電変換素子に達して、光電作用を行うことが必要である。しかし、太陽電池基板と透明導電膜、あるいは透明導電膜と光電変換素子の接合面等は光学特性の異なる層の境界面であるから、入射光の一部がこれらの接合面で反射され光電変換素子に達せず、発電に寄与しない光が生じる。接合面が平であると、光の入射角度によっては全反射を起こしやすい。
【０００３】
従来から、光の利用効率を高めることを目的に、接合面を凹凸の多い面、すなわち粗面にする検討が行われている。接合面を粗面にすることによって、反射されずに接合面を通り抜ける光の分量が多くなるとともに、一旦接合面を通り抜けた光が次の接合面で反射されて外部に放出されそうになっても、再度接合面で反射されて内部に留まる率が高まる。いわゆる光の閉じ込め効果を有することとなる。
【０００４】
例えば、太陽電池基板上に凹凸のある透明導電膜を形成する一般的な方法として、透明導電膜であるＳｎＯ2 膜を常圧ＣＶＤ法で形成することが行われている。プラスチック基板上へは微粒子を基板表面に存在させることで凹凸を形成する方法（例えば、特許文献１）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２６０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基板にガラスを用いると太陽電池素子の厚みおよび形状に制限が生じる。ガラス基板上にテクスチャ構造を有した透明導電性酸化物電極を形成する方法では、常圧ＣＶＤによりＳｎＯ2膜を形成するが、大きな設備が必要で生産性が悪く、コスト高になるという欠点がある。また５００℃以上の高温プロセスを要するなどの理由により耐熱温度の低いフレキシブル性を持つフィルム等の基板上への成膜は不可能であった。また、微粒子により凹凸を形成する方法では、例えば特許文献１にあるように、基板表面に微粒子を存在させるために、該微粒子を含有する樹脂スラリーを調製し、これをプラスチック基板表面に塗布・乾燥するといった非常に多くの工程を必要とする手法が採用されており、生産性の面で劣る。また、使用される微粒子は一般に二次凝集し易く、品質面での安定性に問題が生じ易い。さらに、上記の如き樹脂スラリーを用いた場合に、スラリー中の溶剤の乾燥が不十分であると、高温、高真空下で実施される太陽電池各層の形成工程において、該溶剤が揮発することでガスが発生して真空度が低下するため、製品（太陽電池）の生産効率を悪化させる要因となる場合がある。加えて、不純物の混入も生じ易く、光電変換層の品質が低下する可能性がある、等の問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決して、表面形状の自由度が高く耐熱性や熱寸法安定性に優れたテクスチャ構造を有するプラスチックシートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の通りである。
（１）ベースフィルム、及び前記ベースフィルム上に硬化樹脂を積層させてなるプラスチックシートであって、前記硬化樹脂層の少なくとも片面の表面形状が微細な凹凸構造を有するテクスチャ構造であることを特徴とするプラスチックシート。
（２）前記テクスチャ構造の二乗平均平方根粗さＲｍｓが２０ｎｍ≦Ｒｍｓ≦６０ｎｍである（１）記載のプラスチックシート。
（３）前記硬化樹脂のガラス転移温度が１６０℃以上である（１）又は（２）記載のプラスチックシート。
（４）前記ベースフィルムが、樹脂と有機充填材及び／又は無機充填材とからなる複合体である（１）〜（３）何れか一項記載のプラスチックシート。
（５）波長５５０ｎｍでの光線透過率が８０％以上である（１）〜（４）何れか一項記載のプラスチックシート。
（６）（１）〜（５）何れか一項記載のプラスチックシートの製造方法であって、ベースフィルムに硬化性樹脂組成物を積層する工程、前記硬化性樹脂組成物層を凹凸構造を有する転写体と接触させる工程、活性エネルギー線を照射して前記硬化性樹脂組成物を硬化する工程、を有するプラスチックシートの製造方法。
（７）前記硬化性樹脂組成物が、アクリレート化合物、エポキシ樹脂、及びオキセタン化合物から選ばれた１種以上を主成分とした紫外線硬化性樹脂組成物である（６）記載のプラスチックシートの製造方法。
（８）（１）〜（５）何れか一項記載のテクスチャ構造を有するプラスチックシートを用いた薄膜太陽電池用プラスチック基板。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のプラスチックシートは軽量で屈曲性に優れているほか、透明性、耐熱性、熱寸法安定性などの面でも良好である。また、薄膜太陽電池用基板として用いた場合、テクスチャ構造により入射した光を効率よく閉じ込めることができ、高い光電変換効率を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、ベースフィルム、及び前記ベースフィルム上に硬化樹脂を積層させてなるプラスチックシートであって、前記硬化樹脂層の少なくとも片面の表面形状が微細な凹凸構造を有するテクスチャ構造であることを特徴とするプラスチックシートである。
【００１０】
本発明に使用するベースフィルムは、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、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ノルボルネン系高分子及びこれをブレンドした樹脂等の熱可塑性樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性の樹脂成型物、或いはこれらの樹脂とガラスクロスとからなる複合体などをあげることができるが、これらに限定されるものではない。中でも太陽電池セル製造上、耐熱性、加工性、耐衝撃性のバランスの良いポリエチレンナフタレートやポリエーテルサルホン、耐熱性のあるエポキシ樹脂とガラスクロスとからなる複合体が特に好ましい。
【００１１】
ベースフィルムの厚みは、１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、更に好ましくは５０μｍ 以上４００μｍ以下である。ベースシートの厚みが下限値未満であると切れやすく取り扱いが困難であり、上限値を超えると、光線透過率が低下して太陽電池の変換効率を悪化させ、またフィルムの柔軟性が乏しくなり好ましくない。ベースフィルムの表面には、その上に積層する硬化性樹脂組成物との密着性を向上させるために、コロナ処理、エキシマ処理、ＵＶ−オゾン処理、カップリング剤によるプライマー処理を施したり、銅箔の表面など微細な凹凸のある面を転写させたり、サンドブラスト処理したりして、表面に微細な凹凸を施しても良い。また、波長５５０ｎｍにおける光線透過率は８０％以上が好ましく、更に好ましくは８５％以上の範囲である。光線透過率が下限値未満では太陽電池用基板として使用した場合に、光を効率良く光電変換素子に届けることができないため太陽電池の光電変換効率が低下する恐れがある。
【００１２】
本発明において、ベースフィルム上に硬化樹脂層を積層する方法としては、ベースフィルムに予め硬化した樹脂層を積層させる方法、ベースフィルム上に硬化性樹脂組成物を積層し、熱又は活性エネルギー線照射により硬化させる方法等が挙げられる。
【００１３】
本発明で使用する硬化性樹脂組成物としては、紫外線等の活性エネルギー線又は熱で硬化できる各種樹脂が適用できる。好ましい硬化性樹脂組成物としては、アクリレート化合物、エポキシ樹脂、オキセタン化合物から選ばれる１種以上を主成分とした液状の紫外線硬化性樹脂組成物や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂から選ばれる１種以上を主成分とした熱硬化性樹脂組成物、またはこれらを混合したもの等が挙げられる。これらの樹脂組成物は、塗布装置によりベースシート上に塗布し、溶剤を含む場合には乾燥装置により溶剤を揮発させる。樹脂組成物成分には、必要に応じてフィラー成分、界面活性剤、消泡剤、帯電防止剤などを添加しても良い。
【００１４】
本発明で使用する硬化樹脂層の硬化樹脂のガラス転移温度は１６０℃以上、より好ましくは２００℃以上であることが望ましい。ガラス転移温度が下限値未満であると、常圧ＣＶＤやスパッタなどで透明導電膜や光電変換素子を積層する際の２００℃程度の温度条件下では、テクスチャ構造が変形してしまい、目的とする光閉じ込め効果が得られない。
【００１５】
本発明において、ベースフィルムに積層した硬化樹脂層の少なくとも片面の表面形状は、微細な凹凸構造を有するテクスチャ構造である。
本発明で形成される凹凸構造は、太陽電池における光閉じ込め効果をより促進する働きをすることができる。この凹凸構造を形成する方法としてはレプリカ法などがある。レプリカ法では、予め目的とする凹凸構造のネガ構造を有する金型等のネガレプリカを用意しておき、これを転写体として使用することができる。ここでネガレプリカを作製するための凹凸構造としては、例えば結晶シリコン基板を所定のウェットエッチング条件やドライエッチング条件でエッチングすることによって形成されるシリコン結晶面方位を反映した凹凸構造を利用することができるし、ＳｎＯ2等の透明導電膜を所定の条件で製膜することによって得られる自主的な表面の凹凸構造等を利用することもでき、得たい凹凸構造に応じて様々な材料を使用することができる。
【００１６】
具体例としては、ベースフィルムに硬化性樹脂組成物を塗布等の方法により積層する工程、硬化性樹脂組成物層を凹凸構造を有する転写体と接触させる工程、熱又は活性エネルギー線照射により硬化性樹脂組成物を硬化する工程、転写体を剥離させる工程、により硬化樹脂層にテクスチャ構造を有するプラスチックシートが得られる。
【００１７】
本発明において、テクスチャ構造の二乗平均平方根粗さＲｍｓは２０ｎｍ≦Ｒｍｓ≦６０ｎｍであることが好ましく、更に好ましくは３０ｎｍ≦Ｒｍｓ≦５０ｎｍである。下限値未満では光閉じ込め効果が十分に得られず、上限値を超えると光電変換素子に欠陥部分が生じやすくなる恐れがある。
【００１８】
本発明のプラスチックシートの波長５５０ｎｍにおける光線透過率は８０％以上が好ましく、更に好ましくは８５％以上である。下限値未満では太陽電池用基板として使用した場合に、光を効率良く光電変換素子に届けることができないため太陽電池の光電変換効率が低下する恐れがある。
【実施例】
【００１９】
〔実施例１〕
ベースフィルムとしてガラスクロス（日東紡製、厚み９０μｍ、屈折率１．５０３）にエポキシ樹脂を含浸し、硬化させた厚み９０μｍのガラスクロス複合体を用いた。このガラスクロス複合体シート上に、イソシアヌール酸ＥＯ変性トリアクリレート（東亞合成製  Ｍ−３１５）５０重量部、アクリレート樹脂（日本化薬製  ＫＡＹＡＲＡＤ  Ｒ−６０４）５０重量部、光重合開始剤（チバ・ジャパン製  イルガキュア１８４）１重量部を配合してなる紫外線硬化性樹脂組成物ワニスを塗工した。次いで市販のテクスチャ構造を有するＳｎＯ2導電膜付きガラス板（旭硝子製、商品名：ＡＳＡＨＩ−Ｕ）のテクスチャ構造面と硬化性樹脂組成物層面とをラミネートし、紫外線を照射して硬化性樹脂組成物を硬化させ、ガラス板を剥離することでテクスチャ構造を有するプラスチックシートを得た。被膜された硬化樹脂層の厚みは４μｍであり、ガラス転移温度を測定したところ、２００℃以上であった。
【００２０】
シート表面に形成した微細凹凸の形状は、原子間力顕微鏡を用いて行い、二乗平均平方根粗さＲｍｓを測定したところ４１．５ｎｍであった。尚、転写体であるＡＳＡＨＩ−ＵのＲｍｓは４４．９ｎｍであったため、ほぼ転写体の形状が転写されていることが分かった。
【００２１】
プラスチックシートについては、下記に示す評価方法により各種特性を測定した。
（ａ）原子間力顕微鏡
Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＮａｎｏＳｃｏｐｅIIIａのタッピングモードで測定を行った。
（ｂ）ガラス転移温度
ＳＥＩＫＯ電子（株）製ＤＭＳ２１０型動的粘弾性測定装置を用いて、１Ｈｚでのtanδの最大値をガラス転移温度（Ｔｇ）とした。