[go: up one dir, main page]

JP5569021B2 - Method for manufacturing photoelectric conversion element - Google Patents

Method for manufacturing photoelectric conversion element Download PDF

Info

Publication number
JP5569021B2
JP5569021B2 JP2010030052A JP2010030052A JP5569021B2 JP 5569021 B2 JP5569021 B2 JP 5569021B2 JP 2010030052 A JP2010030052 A JP 2010030052A JP 2010030052 A JP2010030052 A JP 2010030052A JP 5569021 B2 JP5569021 B2 JP 5569021B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
film
solar cell
layer
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010030052A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011166063A (en
Inventor
高明 新実
裕平 尾込
一司 太田
誠治 秋山
未紗子 岡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2010030052A priority Critical patent/JP5569021B2/en
Publication of JP2011166063A publication Critical patent/JP2011166063A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5569021B2 publication Critical patent/JP5569021B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、電子取り出し層を含有する光電変換素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a photoelectric conversion element containing an electron extraction layer.

有機薄膜太陽電池の構成として、電極と有機半導体層を直接的に接合するのではなく、間にバッファ層を挟むという方法が知られている。有機半導体層のトータル厚みは一般に100nm程度と非常に薄いため、透明電極(ITO)等の表面が十分に平滑でないため、バッファ層を設けないと短絡してしまう可能性がある。
これまで、バッファ層の1種である電子取り出し層には、2,9−ジメチル−4,7−
ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)やホスフィンオキサイド化合物等の有機化合物を使用する場合(非特許文献1、特許文献1)と、フッ化リチウム(LiF)、酸化チタニア(TiOx)等の無機化合物を使用する場合(非特許文献2、3)が報告されている。
As a configuration of the organic thin film solar cell, a method is known in which a buffer layer is sandwiched between electrodes and an organic semiconductor layer instead of directly joining them. Since the total thickness of the organic semiconductor layer is generally very thin, about 100 nm, the surface of the transparent electrode (ITO) or the like is not sufficiently smooth, and there is a possibility of short-circuiting unless a buffer layer is provided.
Until now, 2,9-dimethyl-4,7- has been used as an electron extraction layer, which is a kind of buffer layer.
When using organic compounds such as diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP) and phosphine oxide compounds (Non-patent Document 1, Patent Document 1), and inorganic compounds such as lithium fluoride (LiF) and titania oxide (TiOx) (Non-Patent Documents 2 and 3) have been reported.

さらに、光電変換素子の全層を積層したあとに、素子全体を加熱処理することで、光電変換素子の特性を向上させようという試みがなされている。
低分子蒸着系有機半導体層を使用する太陽電池については、特許文献2には、p型半導体として、銅フタロシアニン(CuPc)、n型半導体として、ペリレン誘導体を用いた素子について、一度蒸着した電極を半導体層から一度剥がした後に、バッファ層として、バソキュプロイン(BCP)を蒸着し、その上に銀(Ag)電極を蒸着した後に、加熱処理を施すこと
によって、性能が向上することが記載されている。また、非特許文献4には、p型半導体として、銅フタロシアニン(CuPc)、n型半導体として、C60を用いた素子について、検討されている。この文献では、有機半導体層と銀電極との間に、デカメチルコバルトセンをドープしたC60の層とBCP層を挿入した素子で、銀電極を蒸着した後に加熱処理を施すことにより、変換効率0.92%の素子が達成されている。この技術では、開放電圧(Voc)と短絡電流(Jsc)はほとんど変化せず、フィルファクター(FF)が向上することにより、変換効率が加熱処理前と比較して24%向上したことが記載されている。特許文献3には、p型半導体として、ポリ(3−ヘキシルチホフェン−2,5−ジイル)(以下、P3HTという)、n型半導体として、フラーレン誘導体、電子取り出し層がない光電変換素子で、透明ガラス基板を封止剤によって貼り付けてシールされたものを150℃、5分間加熱処理を行い、加熱処理後の光電変換効率が1.4〜1.9%であったことが報告されている。
Furthermore, after all the layers of the photoelectric conversion element are stacked, an attempt has been made to improve the characteristics of the photoelectric conversion element by heat-treating the entire element.
Regarding a solar cell using a low molecular vapor deposition type organic semiconductor layer, Patent Document 2 discloses an electrode once deposited for an element using copper phthalocyanine (CuPc) as a p-type semiconductor and a perylene derivative as an n-type semiconductor. It is described that after peeling off from the semiconductor layer once, bathocuproin (BCP) is vapor-deposited as a buffer layer, a silver (Ag) electrode is vapor-deposited thereon, and then heat treatment is performed to improve the performance. . Non-Patent Document 4 discusses an element using copper phthalocyanine (CuPc) as a p-type semiconductor and C60 as an n-type semiconductor. In this document, conversion efficiency is reduced by applying heat treatment after depositing a silver electrode in an element in which a C60 layer doped with decamethylcobaltene and a BCP layer are inserted between an organic semiconductor layer and a silver electrode. .92% of devices have been achieved. With this technology, it is described that the open circuit voltage (Voc) and the short circuit current (Jsc) are hardly changed, and the conversion efficiency is improved by 24% compared to before the heat treatment by improving the fill factor (FF). ing. Patent Document 3 discloses a photoelectric conversion element without poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) (hereinafter referred to as P3HT) as a p-type semiconductor, a fullerene derivative, and an electron extraction layer as an n-type semiconductor. It was reported that what was sealed by pasting a transparent glass substrate with a sealant was heat-treated at 150 ° C. for 5 minutes, and the photoelectric conversion efficiency after the heat treatment was 1.4 to 1.9%. Yes.

特開2006−073583号公報JP 2006-073583 A US2005/0061364公報US2005 / 0061364 Gazette 国際公開WO2009/008323号パンフレットInternational Publication WO2009 / 008323 Pamphlet

Organic Electronics 2008年, 9巻 p. 656-660Organic Electronics 2008, 9 p. 656-660 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2005年, 86巻 p. 499-516Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2005, 86, 499-516 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008年, 92巻 p. 1476-1482Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008, 92 p. 1476-1482 C.K.Chanら:Appl. Phys. Lett.,94巻,203306頁,2009年C. K. Chan et al .: Appl. Phys. Lett. 94, 203306, 2009

本願発明者の検討によれば、電子取り出し層として公知であるBCPやLiFを含む光電変換素子において、該光電変換素子の全層を積層したあとに、その素子全体を加熱処理した場合、加熱処理後の光電変換効率が急激に下がることが判明した。特に太陽電池用途においては、高温条件下での耐久性が求められるために、素子全体の加熱処理により光電変換効率が低下することは高温条件下での耐久性がないことが予想され、実用化するにあたり問題となる。   According to the study of the present inventor, in the photoelectric conversion element containing BCP or LiF, which is known as an electron extraction layer, after the entire layer of the photoelectric conversion element is laminated, the entire element is subjected to heat treatment. Later, it was found that the photoelectric conversion efficiency dropped rapidly. Especially in solar cell applications, durability under high temperature conditions is required, so it is expected that a decrease in photoelectric conversion efficiency due to heat treatment of the entire element will not be durable under high temperature conditions, and practical application This is a problem.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の化合物を含有する電子取り出し層有する光電変換素子を、光電変換素子の基板、一対の電極、有機活性層及び電子取り出し層を積層した後に加熱する工程(この処理をアニール処理工程と記載することがある)を含むことで、光電変換効率が向上し耐久性がある光電変換素子が得られる製造方法を見出し、本発明を達成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the present inventors have determined that a photoelectric conversion element having an electron extraction layer containing a specific compound includes a substrate of the photoelectric conversion element, a pair of electrodes, an organic active layer, and an electron extraction layer. A process for heating after laminating (this process is sometimes referred to as an annealing process) has been found, and a manufacturing method for improving the photoelectric conversion efficiency and obtaining a durable photoelectric conversion element has been found, thereby achieving the present invention. It came to do.

即ち、本発明の要旨は以下のとおりである。
[1] 基板、前記基板上に形成された、少なくとも一対の電極、該一対の電極間に形成された有機活性層及び下記一般式(I)で表される化合物を含有する電子取り出し層を備え
た光電変換素子の製造方法であって前記基板上に前記一対の電極、前記有機活性層及び前記電子取り出し層を積層した後に加熱する工程を含むことを特徴とする光電変換素子
の製造方法。
式中、R〜Rは各々独立して置換基を有しても良い縮合多環芳香族基又は芳香族基を表わし、nは1以上の整数を表す。Rは芳香族基である。Xは酸素原子又は硫黄原子で
ある。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A substrate, at least a pair of electrodes formed on the substrate, an organic active layer formed between the pair of electrodes, and an electron extraction layer containing a compound represented by the following general formula (I) and a method of manufacturing a photoelectric conversion element, on said substrate, said pair of electrodes, a method for manufacturing a photoelectric conversion element characterized in that it comprises a step of heating after laminating the organic active layer and the electron extraction layer .
Wherein, R 1 to R 2 represent each independently may condensation which may have a substituent polycyclic aromatic group or an aromatic radical, n represents an integer of 1 or more. R 3 is an aromatic group. X is an oxygen atom or a sulfur atom.

式中、R〜Rは各々独立して置換基を有しても良い縮合多環芳香族基もしくは芳香
族基を表わし、nは1以上の整数を表す。Rは芳香族基である。Xは酸素原子もしくは
硫黄原子である。
[2] 前記有機活性層を塗布法で形成することを特徴とする[1]に記載の光電変換素子の製造方法。
[3] 前記加熱する工程の温度が50〜280℃である[1]又は[2]に記載の光電変換素子の製造方法。
Wherein, R 1 to R 2 represent each independently may condensation which may have a substituent polycyclic aromatic group or an aromatic radical, n represents an integer of 1 or more. R 3 is an aromatic group. X is an oxygen atom or a sulfur atom.
[2] The method for producing a photoelectric conversion element according to [1], wherein the organic active layer is formed by a coating method.
[3] The method for producing a photoelectric conversion element according to the temperature of the heating to the process is a fifty to two hundred and eighty ° C. [1] or [2].

本発明によれば、半導体層と電子取り出し層の密着性及び/又は電子取り出し層と電極との密着性が改善され、光電変換効率が向上する光電変換素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesiveness of a semiconductor layer and an electron taking-out layer and / or the adhesiveness of an electron taking-out layer and an electrode can be improved, and the photoelectric conversion element which photoelectric conversion efficiency improves can be provided.

本発明の一実施形態としての光電変換素子の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the photoelectric conversion element as one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態としての太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the solar cell as one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態としての太陽電池モジュールの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the solar cell module as one Embodiment of this invention.

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明のその要旨を超えない限り、これらの内容に特定はされない。
<光電変換素子>
本発明に係る光電変換素子は、少なくとも1対の電極、半導体層、及びバッファ層を有する。半導体層、及びバッファ層は、電極間に配置されている。図1は一般的な有機薄膜太陽電池に用いられる光電変換素子を表すが,これに限るわけではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not specified in these contents unless it exceeds the gist of the present invention.
<Photoelectric conversion element>
The photoelectric conversion element according to the present invention has at least one pair of electrodes, a semiconductor layer, and a buffer layer. The semiconductor layer and the buffer layer are disposed between the electrodes. FIG. 1 shows a photoelectric conversion element used in a general organic thin film solar cell, but is not limited thereto.

<バッファ層>
バッファ層としては、正孔取り出し層及び電子取り出し層に分類することができ、それぞれ、有機活性層と電極の間に設けることができる。
<電子取り出し層>
本発明に係る電子取り出し層の材料は、下記一般式(I)で表される化合物を使用する
ことを特徴とする。
<Buffer layer>
The buffer layer can be classified into a hole extraction layer and an electron extraction layer, and can be provided between the organic active layer and the electrode, respectively.
<Electronic extraction layer>
The material of the electron extraction layer according to the present invention is characterized by using a compound represented by the following general formula (I).

式中、R〜Rは各々独立して置換基を有しても良い縮合多環芳香族基もしくは芳香族基を表わし、nは1以上の整数を表す。Rは芳香族基である。Xは酸素原子もしくは硫
黄原子である。
式中、R,Rは各々独立して置換基を有しても良い縮合多環芳香族基もしくは芳香族基である。芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基,フェナントリル基、ビフェニレニル基、トリフェニレン基,アントリル基、ピレニル基,フルオレニル基,アズレニル基,アセナフテニル基,フルオランテニル基,ナフタセニル基,ペリレニル基,ペンタセニル基,トリフェニレニル基等の芳香族炭化水素基、ピリジル基、チエニル基、フリル基,ピロール基,オキサゾール基、チアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基,ピラジル基、ピリミジル基、ピラゾイル基、イミダゾイル基,ベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、フェニルカルバゾイル,フェノキサチエニル基,キサンテニル基,ベンゾフラニル基,チアントレニル基,インドリジニル基,フェノキサジニル基,フェノチアジニル基,アクリジニル基,フェナントリジニル基,キノリル基,イソキノリル基,インドリル基,キノキサリニル基等の芳香族複素環基が挙げられる。好ましくは、フェニル基、ナフチル基,フェナントリル基、トリフェニレン基,アントリル基、ピレニル基,フルオレニル基,アセナフテニル基,フルオランテニル基,ペリレニル基,トリフェニレニル基等の芳香族炭化水素基;ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピラゾイル基、キノリル基,イソキノリル基,イミダゾイル基,アクリジニル基,フェナントリジニル基,キノキサリニル基,ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、フェニルカルバゾイル,キサンテニル基,フェノキサジニル基等芳香族複素環基である。
Wherein, R 1 to R 2 represent each independently may condensation which may have a substituent polycyclic aromatic group or an aromatic radical, n represents an integer of 1 or more. R 3 is an aromatic group. X is an oxygen atom or a sulfur atom.
In the formula, R 1 and R 2 are each independently a condensed polycyclic aromatic group or aromatic group which may have a substituent. Aromatic groups include phenyl, naphthyl, phenanthryl, biphenylenyl, triphenylene, anthryl, pyrenyl, fluorenyl, azulenyl, acenaphthenyl, fluoranthenyl, naphthacenyl, perylenyl, pentacenyl, Aromatic hydrocarbon group such as triphenylenyl group, pyridyl group, thienyl group, furyl group, pyrrole group, oxazole group, thiazole group, oxadiazole group, thiadiazole group, pyrazyl group, pyrimidyl group, pyrazoyl group, imidazoyl group, benzothienyl Group, dibenzofuryl group, dibenzothienyl group, phenylcarbazoyl, phenoxathienyl group, xanthenyl group, benzofuranyl group, thianthenyl group, indolizinyl group, phenoxazinyl group, phenothiazinyl group, acridinini Group, phenanthridinyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, indolyl group, an aromatic heterocyclic group such as a quinoxalinyl group. Preferably, aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, naphthyl group, phenanthryl group, triphenylene group, anthryl group, pyrenyl group, fluorenyl group, acenaphthenyl group, fluoranthenyl group, perylenyl group, triphenylenyl group; pyridyl group, pyrazyl group , Pyrimidyl group, pyrazoyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, imidazoyl group, acridinyl group, phenanthridinyl group, quinoxalinyl group, dibenzofuryl group, dibenzothienyl group, phenylcarbazoyl group, xanthenyl group, phenoxazinyl group, etc. It is a group.

又、縮合多環芳香族基を形成する環として好ましくは,置換基を有しても良い環状アルキル基,置換基を有しても良い芳香族炭化水素基,置換基を有しても良い芳香族複素環基である。環状アルキル基の具体例としては、シクロペンチル基,シクロヘキシル基が挙げられる。芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基である。芳香族複素環基の具体例としては、具体例としてはピリジル基、チエニル基、フリル基,ヒ゜ロール基,オキサゾール基、チアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基,ピラジル基、ピリミジル基、ピラゾイル基、イミダゾイル基、等が挙げられる。芳香族複素環基として好ましくは、ピリジル基、チエニル基、である。   The ring forming the condensed polycyclic aromatic group is preferably a cyclic alkyl group which may have a substituent, an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or a substituent. An aromatic heterocyclic group. Specific examples of the cyclic alkyl group include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. A specific example of the aromatic hydrocarbon group is a phenyl group. Specific examples of the aromatic heterocyclic group include a pyridyl group, thienyl group, furyl group, pyrrole group, oxazole group, thiazole group, oxadiazole group, thiadiazole group, pyrazyl group, pyrimidyl group, pyrazoyl group, as specific examples. An imidazolyl group, and the like. As the aromatic heterocyclic group, a pyridyl group and a thienyl group are preferable.

縮合多環芳香族基は、前記環が縮合した基である。好ましくは、フェナントリル基、アントリル基、ピレニル基,フルオランテニル基,ナフタセニル基,ペリレニル基,ペンタ
セニル基,トリフェニレニル基等の縮合多環式炭化水素基、フェノキサジニル基,フェノチアジニル基,アクリジニル基,フェナントリジニル基,等が挙げられる。
その中でも好ましくは、アリール基で置換されたホスフィンオキサイド化合物、アリール基で置換されたホスフィンスルフィド化合物であり、より好ましくは、トリアリールホスフィンオキサイド化合物、トリアリールホスフィンスルフィド化合物、ジアリールホスフィンオキシドユニットを2つ以上有する芳香族炭化水素化合物、ジアリールホスフィンスルフィドユニットを2つ以上有する芳香族炭化水素化合物、フッ素原子もしくはパーフルオロアルキル基で置換されたアリールからなるトリアリールホスフィンオキサイド化合物、ジアリールホスフィンオキシドユニットを2つ以上有する芳香族炭化水素化合物である。上記材料に加えてアルカリ金属又はアルカリ土類金属をドープしてもよい。
The condensed polycyclic aromatic group is a group in which the ring is condensed. Preferably, condensed polycyclic hydrocarbon groups such as phenanthryl group, anthryl group, pyrenyl group, fluoranthenyl group, naphthacenyl group, perylenyl group, pentacenyl group, triphenylenyl group, phenoxazinyl group, phenothiazinyl group, acridinyl group, phenanthate A lysinyl group, and the like.
Among them, a phosphine oxide compound substituted with an aryl group and a phosphine sulfide compound substituted with an aryl group are preferable, and a triaryl phosphine oxide compound, a triaryl phosphine sulfide compound, and two diaryl phosphine oxide units are more preferable. Aromatic hydrocarbon compounds having two or more diarylphosphine sulfide units, triarylphosphine oxide compounds composed of aryl substituted with fluorine atoms or perfluoroalkyl groups, two diarylphosphine oxide units An aromatic hydrocarbon compound having the above. In addition to the above materials, alkali metal or alkaline earth metal may be doped.

具体的な化合物の例は、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the compound include the following.

本発明に係る一般式(I)で表される化合物は、特段の制限はないが、ガラス転移温度(以下、Tgと記載する場合もある)が80℃以上の化合物であることが好ましい。より好ましくは100℃以上、さらには120℃以上が望ましい。上限は特に限定はなく、化合物の中にはガラス転移温度を有しないものが存在し、それは熱的に高い安定性を有しており好ましいものである。   The compound represented by the general formula (I) according to the present invention is not particularly limited, but is preferably a compound having a glass transition temperature (hereinafter sometimes referred to as Tg) of 80 ° C. or higher. More preferably, it is 100 ° C. or higher, and more preferably 120 ° C. or higher. The upper limit is not particularly limited, and some compounds do not have a glass transition temperature, which is preferable because it has high thermal stability.

ガラス転移温度が低すぎると、光電変換素子の電子取り出し層に用いた場合、使用温度範囲で電子取り出し層の材料がアモルファス状態と結晶状態に変化し、状態が変化することにより電子取り出し層としての安定性がなくなる。ガラス転移温度が低すぎると、光電変換素子に用いた場合、使用温度範囲で電子取り出し層材料が結晶状態になりやすく、電子取り出し層の欠陥ができる可能性がある。   If the glass transition temperature is too low, when used in the electron extraction layer of a photoelectric conversion element, the material of the electron extraction layer changes between an amorphous state and a crystalline state within the operating temperature range, and the state changes to provide an electron extraction layer. Stability is lost. When the glass transition temperature is too low, when used in a photoelectric conversion element, the electron extraction layer material is likely to be in a crystalline state within the operating temperature range, and there is a possibility that defects in the electron extraction layer can be formed.

本発明に係るガラス転移温度とは、有機化合物のアモルファス状態の固体が、熱エネルギーにより局所的な分子運動が開始される温度とされており、比熱が変化する点として定義される。さらに温度が上がると、固体構造が変化して結晶化が起こる(この時の温度を結晶化温度(Tc)とする)。さらに温度が上がると、融点(Tm)で融解し液体状態に変化するのが一般的である。但し、高温で分子が分解したり、昇華したりして、それらの相転移が見られないこともある。ガラス転移温度は公知の方法で測定すれば良く、たとえばDSC法が挙げられる。   The glass transition temperature according to the present invention is defined as the point at which the specific heat of an organic compound in an amorphous state is changed to a temperature at which local molecular motion is initiated by thermal energy. When the temperature further increases, the solid structure changes and crystallization occurs (the temperature at this time is defined as the crystallization temperature (Tc)). When the temperature rises further, it generally melts at the melting point (Tm) and changes to a liquid state. However, the molecules may be decomposed or sublimated at a high temperature, and their phase transition may not be observed. What is necessary is just to measure a glass transition temperature by a well-known method, for example, DSC method is mentioned.

本発明の電子取り出し層の材料は、一般式(I)で表される化合物に加えてアルカリ金属又はアルカリ土類金属をドープしてもよい。
電子取り出し層の膜厚は特に限定はないが、好ましくは0.01nm以上、40nm以下である。さらに好ましくは20nm以下である。大きすぎる電子が取り出しにくくなり
,光電変換効率が低下するといった問題点があり、小さすぎるとバッファ層の材料としての機能を果たさなくなるといった問題点がある。
The material of the electron extraction layer of the present invention may be doped with an alkali metal or an alkaline earth metal in addition to the compound represented by the general formula (I).
The thickness of the electron extraction layer is not particularly limited, but is preferably 0.01 nm or more and 40 nm or less. More preferably, it is 20 nm or less. There is a problem that it is difficult to take out too large electrons and the photoelectric conversion efficiency is lowered, and when it is too small, there is a problem that the function as a material of the buffer layer is not achieved.

電子取り出し層と電極及び/又は電子取り出し層と半導体層の密着性は、耐久性の面で重要である。長時間素子が動作した場合には、温度変化や材料の機械物性の変化などで層にストレスがかかり、密着性が悪い場合には、積層構造がはがれたりして、特性の劣化が引き起こされると考えられる。層間の密着性は、層の表面エネルギーが大きくなるほど高くなると考えられる。   The adhesion between the electron extraction layer and the electrode and / or the electron extraction layer and the semiconductor layer is important in terms of durability. When the device is operated for a long time, the layer is stressed due to changes in temperature or mechanical properties of the material.If the adhesion is poor, the laminated structure may be peeled off, resulting in deterioration of characteristics. Conceivable. Interlayer adhesion is considered to increase as the surface energy of the layer increases.

<正孔取り出し層>
正孔取り出し層の材料は、特に限定は無く有機活性層から電極へ正孔の取り出し効率を向上させることが可能な材料であれば特に限定されない。具体的には、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、トリフェニレンジアミンポリピロールおよびポリアニリンなどにスルフォン酸及び/又はヨウ素などのドーピングした導電性ポリマー、アリールアミン等の導電性有機化合物や後述のp型半導体等が挙げられる。その中でも、好ましくは、スルフォン酸をドーピングした導電性ポリマーであり、より好ましくは、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルフォン酸をドーピングしたPEDOT/PSSである。また、金、インジウム、銀、パラジウム等の金属等の薄膜も使用することができる。さらに、金属等の薄膜は、単独で形成してもよく、上記の有機材料と組み合わせて用いることもできる。
<Hole extraction layer>
The material of the hole extraction layer is not particularly limited as long as it is a material capable of improving the efficiency of extracting holes from the organic active layer to the electrode. Specifically, polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, triphenylenediamine polypyrrole, polyaniline and the like doped with a conductive polymer such as sulfonic acid and / or iodine, a conductive organic compound such as arylamine, a p-type semiconductor described later, and the like. . Among them, a conductive polymer doped with sulfonic acid is preferable, and PEDOT / PSS in which a polythiophene derivative is doped with polystyrene sulfonic acid is more preferable. A thin film of metal such as gold, indium, silver or palladium can also be used. Furthermore, a thin film of metal or the like may be formed alone or in combination with the above organic material.

正孔取り出し層の膜厚は特に限定はないが、通常10nm以上、好ましくは30nm以上、一方、通常200nm以下である。薄すぎると均一性が十分ではなく、短絡を起こしやすい傾向がある。
一般的に、透明電極(ITO)表面に正孔取り出し層としてポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT:PSS)が用いられているが、発電効率等の電池特性向上に寄与するものの、PEDOT:PSSは熱、光に対する安定性が悪く、熱、光照射に伴い構造破壊が生じる。PEDOT:PSSの分解成分は電子取り出し電極(Al)側に拡散し、動作の不安定化や短絡を招く可能性がある。作用機構としてはまだ定かではないものの、本願発明の無機化合物及びガラス転移温度(Tg)が80℃以上の有機化合物を含む電子取り出し層が、PEDOT:PSSの分解成分の電極(Al)側への移行をブロックすることで耐久性等を向上していることが要因のひとつとして考えられる。
The thickness of the hole extraction layer is not particularly limited, but is usually 10 nm or more, preferably 30 nm or more, and usually 200 nm or less. If it is too thin, the uniformity is not sufficient and a short circuit tends to occur.
In general, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT: PSS) is used as a hole extraction layer on the transparent electrode (ITO) surface. Although it contributes to the improvement of characteristics, PEDOT: PSS has poor stability to heat and light, and structural breakdown occurs with heat and light irradiation. The decomposition component of PEDOT: PSS diffuses to the electron extraction electrode (Al) side and may cause unstable operation and short circuit. Although the mechanism of action is not yet clear, the electron extraction layer containing the inorganic compound of the present invention and an organic compound having a glass transition temperature (Tg) of 80 ° C. or more is applied to the electrode (Al) side of the decomposition component of PEDOT: PSS. One of the factors is considered to be improving durability and the like by blocking the transition.

正孔取り出し層と電子取り出し層とは、1対の電極間に、有機活性層を挟むように配置される。すなわち、本発明に係る光電変換素子が正孔取り出し層と電子取り出し層の両者を含む場合、電極、正孔取り出し層、活性層、電子取り出し層、電極がこの順に配置されている。本発明に係る光電変換素子が電子取り出し層を含み正孔取り出し層を含まない場合は、電極、活性層、電子取り出し層、電極がこの順に配置されている。正孔取り出し層と電子取り出し層とは積層順序が逆であってもよいし、また正孔取り出し層と電子取り出し層との少なくとも一方が異なる複数の膜により構成されていてもよい。   The hole extraction layer and the electron extraction layer are disposed so as to sandwich the organic active layer between a pair of electrodes. That is, when the photoelectric conversion element according to the present invention includes both the hole extraction layer and the electron extraction layer, the electrode, the hole extraction layer, the active layer, the electron extraction layer, and the electrode are arranged in this order. When the photoelectric conversion element according to the present invention includes an electron extraction layer and does not include a hole extraction layer, the electrode, the active layer, the electron extraction layer, and the electrode are arranged in this order. The stacking order of the hole extraction layer and the electron extraction layer may be reversed, or at least one of the hole extraction layer and the electron extraction layer may be composed of a plurality of different films.

正孔取り出し層と電子取り出し層との形成方法に制限はない。例えば、昇華性を有する材料を用いる場合は真空蒸着法等により形成することができる。また、例えば、溶媒に可溶な材料を用いる場合は、スピンコートやインクジェット等の湿式塗布法等により形成することができる。正孔取り出し層に半導体材料を用いる場合は、有機活性層の低分子化合物と同様に、前駆体を用いて層を形成した後に前駆体を半導体材料に変換してもよい。   There is no restriction | limiting in the formation method of a hole taking-out layer and an electron taking-out layer. For example, when a material having sublimation property is used, it can be formed by a vacuum deposition method or the like. Further, for example, when a material soluble in a solvent is used, it can be formed by a wet coating method such as spin coating or inkjet. When a semiconductor material is used for the hole extraction layer, the precursor may be converted into a semiconductor material after forming the layer using the precursor, similarly to the low molecular weight compound of the organic active layer.

<電極>
本発明に係る光電変換素子において、1対の電極は、いずれか一方が透光性であればよ
く、両方が透光性であっても構わない。透光性があるとは、太陽光が40%以上透過する程度のものでる。又、透明電極の太陽光線透過率が70%以上であることが、透明電極を透過させて有機活性層に光を到達させるためには、好ましい。なお、光の透過率は、通常の分光光度計で測定可能できる。
<Electrode>
In the photoelectric conversion element according to the present invention, any one of the pair of electrodes may be translucent, and both may be translucent. Translucency means that sunlight passes through 40% or more. Further, it is preferable that the transparent electrode has a solar ray transmittance of 70% or more in order to allow the transparent electrode to pass through and allow light to reach the organic active layer. The light transmittance can be measured with a normal spectrophotometer.

透明電極に用いられる材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、酸化ニッケル,酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO)、インジウムージルコニウム酸化物(IZO),酸化チタン、酸化インジウム,酸化亜鉛などの導電性金属酸化物、あるいは金、白金、銀、クロムなどの金属およびその合金,ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルフォン酸をドーピングしたPEDOT/PSSや、ポリピロールおよびポリアニリンなどにヨウ素などのドーピングした導電性ポリマーなどが挙げられる。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を混合して用いてもよい。なかでも、光が透過する位置にある電極は、ITO,酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛(IZO)等の酸化物等の透明電極を用いることが好ましい。また,ITO(酸化インジウムスズ)、酸化スズ、酸化亜鉛、金、コバルト、ニッケル、白金等の仕事関数の高い材料と、アルミニウム、銀、リチウム、インジウム、カルシウム、マグネシウム等を組み合わせて用いてもよい。   The material used for the transparent electrode is not particularly limited as long as it has conductivity. For example, nickel oxide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium-zirconium oxide ( IZO), conductive metal oxides such as titanium oxide, indium oxide, and zinc oxide, metals such as gold, platinum, silver, and chromium and alloys thereof, polythiophene derivatives doped with polystyrene sulfonic acid, polypyrrole and Examples thereof include conductive polymers doped with iodine or the like in polyaniline. These electrode materials may be used alone, or a plurality of materials may be mixed and used. Especially, it is preferable to use transparent electrodes, such as oxides, such as ITO, a tin oxide, a zinc oxide, and an indium zinc oxide (IZO), in the electrode in the position which light permeate | transmits. Alternatively, a material having a high work function such as ITO (indium tin oxide), tin oxide, zinc oxide, gold, cobalt, nickel, or platinum may be used in combination with aluminum, silver, lithium, indium, calcium, magnesium, or the like. .

透明電極の膜厚に制限はなく、抵抗値に合わせて任意に選ぶことが出来る。ただし、通常10nm以上、中でも50nm以上、また、通常1000nm以下、中でも500nm以下、さらには300nm以下、特には100nm以下とすることが好ましい。電極が厚すぎると透明性が低下し、高コストとなる可能性があり、薄すぎると直列抵抗が大きく、性能が低下する可能性がある。   The film thickness of the transparent electrode is not limited and can be arbitrarily selected according to the resistance value. However, it is preferably 10 nm or more, particularly 50 nm or more, and usually 1000 nm or less, particularly 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less. If the electrode is too thick, the transparency may decrease and the cost may be high. If the electrode is too thin, the series resistance may be large and the performance may be deteriorated.

透明電極のシート抵抗は、短絡電流を大きくする観点から,300Ω/□以下、より好ましくは200Ω/□ 以下である。
電極は、光吸収により生じた正孔及び電子を捕集する機能を有するものである。したがって、電極には、正孔及び電子を捕集するのに適した電極材料を用いることが好ましい。
正孔の捕集に適した電極の材料を挙げると、例えば、Au、ITO等の高い仕事関数を有する材料が挙げられる。一方、電子の捕集に適した電極の材料を挙げると、例えば、Alのような低い仕事関数を有する材料が挙げられる。
The sheet resistance of the transparent electrode is 300Ω / □ or less, more preferably 200Ω / □ or less, from the viewpoint of increasing the short-circuit current.
The electrode has a function of collecting holes and electrons generated by light absorption. Therefore, it is preferable to use an electrode material suitable for collecting holes and electrons for the electrode.
Examples of the electrode material suitable for collecting holes include materials having a high work function such as Au and ITO. On the other hand, an electrode material suitable for collecting electrons includes a material having a low work function such as Al.

なお、電極の形成方法に制限はない。例えば、真空蒸着、スパッタ等のドライプロセスにより形成することができる。また、例えば、導電性インク等を用いたウェットプロセスにより形成することもできる。この際、導電性インクとしては任意のものを使用することができ、例えば、導電性高分子、金属粒子分散液等を用いることができる。
さらに、電極は2層以上積層してもよく、表面処理による特性(電気特性やぬれ特性等)を改良しても良い。
In addition, there is no restriction | limiting in the formation method of an electrode. For example, it can be formed by a dry process such as vacuum deposition or sputtering. Further, for example, it can be formed by a wet process using a conductive ink or the like. At this time, any conductive ink can be used. For example, a conductive polymer, a metal particle dispersion, or the like can be used.
Furthermore, two or more electrodes may be stacked, and characteristics (electric characteristics, wetting characteristics, etc.) due to surface treatment may be improved.

対向電極として,好ましくは,白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウムおよびマグネシウムなどの金属およびその合金、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどの無機塩、酸化ニッケル,酸化アルミニウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような金属酸化物などが挙げられる。電極保護の観点から,好ましくは白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金が挙げられる。   The counter electrode is preferably a metal such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, zinc, aluminum, indium, chromium, lithium, sodium, potassium, cesium, calcium and magnesium, and alloys thereof, lithium fluoride, fluorine. Examples thereof include inorganic salts such as cesium oxide, metal oxides such as nickel oxide, aluminum oxide, lithium oxide, and cesium oxide. From the viewpoint of electrode protection, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, or alloys using these metals are preferable.

対抗電極の膜厚に制限はなく、抵抗値に合わせて任意に選ぶことが出来る。ただし、通常10nm以上、中でも50nm以上、また、通常1000nm以下、中でも500nm以下、さらには300nm以下、特には100nm以下とすることが好ましい。
対抗電極の形成方法にも制限はない。例えば、真空蒸着、電子線ビーム、スパッタリン
グ、メッキ、CVD等のドライプロセスにより形成することができる。また、例えば、イオンプレーティングコーティング、ゾル−ゲル、スピンコート、インクジェット等のウェットプロセスにより形成することもできる。この際、導電性インクとしては任意のものを使用することができ、例えば、導電性高分子、金属粒子分散液等を用いることができる。さらに、電極は2層以上積層してもよく、表面処理により特性(電気特性やぬれ特性等)を改良してもよい。
The film thickness of the counter electrode is not limited and can be arbitrarily selected according to the resistance value. However, it is preferably 10 nm or more, particularly 50 nm or more, and usually 1000 nm or less, particularly 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less.
There is no restriction | limiting also in the formation method of a counter electrode. For example, it can be formed by a dry process such as vacuum deposition, electron beam, sputtering, plating, or CVD. Further, for example, it can be formed by a wet process such as ion plating coating, sol-gel, spin coating, and ink jet. At this time, any conductive ink can be used. For example, a conductive polymer, a metal particle dispersion, or the like can be used. Further, two or more electrodes may be laminated, and characteristics (electric characteristics, wetting characteristics, etc.) may be improved by surface treatment.

<基板>
本発明に係る光電変換素子は、通常は支持体となる基板を有する。すなわち、基板上に、電極と、有機活性層、バッファ層とが形成される。基板の材料(基板材料)は本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。基板材料の好適な例を挙げると、石英、ガラス、サファイア、チタニア等の無機材料;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、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、塩化ビニル、ポリエチレン等のポリオレフィン、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリノルボルネン、エポキシ樹脂等の有機材料;紙、合成紙等の紙材料;ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属に、絶縁性を付与するために表面をコート或いはラミネートしたもの等の複合材料等が挙げられる。
<Board>
The photoelectric conversion element according to the present invention usually has a substrate serving as a support. That is, an electrode, an organic active layer, and a buffer layer are formed on the substrate. The material of the substrate (substrate material) is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Preferable examples of the substrate material include inorganic materials such as quartz, glass, sapphire, and titania; polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyimide, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, fluorine Resin films, polyolefins such as vinyl chloride and polyethylene, cellulose, polyvinylidene chloride, aramid, polyphenylene sulfide, polyurethane, polycarbonate, polyarylate, polynorbornene, epoxy resin and other organic materials; paper, synthetic paper and other paper materials; stainless steel, Examples thereof include composite materials such as those obtained by coating or laminating a surface of a metal such as titanium or aluminum to impart insulation.

ガラスとしてはソーダガラスや青板ガラスや無アルカリガラスなどが挙げられる。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましい。
基板の形状に制限はなく、例えば、板、フィルム、シート等の形状を用いることができる。基板の厚みに制限はない。ただし、通常5μm以上、中でも20μm以上、また、通常20mm以下、中でも10mm以下に形成することが好ましい。基板が薄すぎると半導体デバイスの強度が不足する可能性があり、基板が厚すぎるとコストが高くなったり重量が重くなりすぎたりする可能性がある。又、基板がガラスの場合は、薄すぎると機械的強度が低下し,割れやすくなるため,好ましくは0.01mm以上である。より好ましくは0.1mm以上がよい。また,厚すぎると重量が重くなるため,好ましくは1cm以下,0.5cm以下が好ましい。
Examples of the glass include soda glass, blue plate glass, and alkali-free glass. As for the glass material, alkali-free glass is preferred because it is better that there are fewer ions eluted from the glass.
There is no restriction | limiting in the shape of a board | substrate, For example, shapes, such as a board, a film, a sheet | seat, can be used. There is no limitation on the thickness of the substrate. However, it is preferably 5 μm or more, especially 20 μm or more, and usually 20 mm or less, especially 10 mm or less. If the substrate is too thin, the strength of the semiconductor device may be insufficient, and if the substrate is too thick, the cost may be increased or the weight may be increased. Further, when the substrate is glass, if it is too thin, the mechanical strength is reduced and the substrate is easily broken. More preferably, it is 0.1 mm or more. Moreover, since weight will become heavy when too thick, Preferably it is 1 cm or less and 0.5 cm or less.

<有機活性層>
本発明に係る光電変換素子において、有機活性層にはp型半導体とn型半導体を含む。光電変換素子では、光が有機活性層に吸収され、p型半導体とn型半導体の界面で電気が発生し、発生した電気が電極から取り出される。
有機活性層の層構成は、p型半導体とn型半導体が積層された薄膜積層型、p型半導体とn型半導体が混合したバルクヘテロ接合型、薄膜積層型の中間層にp型半導体とn型半導体が混合した層(i層)を有する構造等が挙げられる。中でも、p型半導体が高分子材料の場合には、p型半導体とn型半導体が混合したバルクヘテロ接合型が好ましく、p型半導体が低分子材料の場合には、薄膜積層型の中間層にp型半導体とn型半導体が混合した層(i層)を有する構造が好ましい。
<Organic active layer>
In the photoelectric conversion element according to the present invention, the organic active layer includes a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. In the photoelectric conversion element, light is absorbed by the organic active layer, electricity is generated at the interface between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor, and the generated electricity is extracted from the electrode.
The layer structure of the organic active layer is a thin film stacked type in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are stacked, a bulk heterojunction type in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are mixed, and a p-type semiconductor and an n-type intermediate layer A structure having a layer (i layer) in which semiconductors are mixed can be given. In particular, when the p-type semiconductor is a high-molecular material, a bulk heterojunction type in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are mixed is preferable. A structure having a layer (i layer) in which a n-type semiconductor and an n-type semiconductor are mixed is preferable.

p型の半導体とは、特に限定はないが、低分子材料と高分子材料が挙げられる。低分子系材料として,ナフタセン、ペンタセン、ピレン等の縮合芳香族炭化水素;α−セキシチオフェン等のチオフェン環を4個以上含むオリゴチオフェン類;チオフェン環、ベンゼン環、フルオレン環、ナフタレン環、アントラセン環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環を合計4個以上連結したもの;フタロシアニン化合物及びその金属錯体並びにテトラベンゾポルフィリン等のポルフィリン化合物及びその金属錯体等の大環状化合物なども挙げられる。好ましくは、フタロシアニン化合物及びその金属錯体、もしく
はテトラベンゾポルフィリン等のポルフィリン化合物及びその金属錯体である。
p型半導体の材料として用いられるポルフィリン化合物及びその金属錯体(図中のQがCH)、フタロシアニン化合物及びその金属錯体(QがN)としては、例えば、以下のような構造の化合物が挙げられる。
The p-type semiconductor is not particularly limited, and examples thereof include a low molecular material and a high molecular material. Low molecular weight materials such as condensed aromatic hydrocarbons such as naphthacene, pentacene and pyrene; oligothiophenes containing 4 or more thiophene rings such as α-sexithiophene; thiophene ring, benzene ring, fluorene ring, naphthalene ring, anthracene A ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring, a benzothiazole ring having a total of 4 or more linked; a phthalocyanine compound and a metal complex thereof, and a porphyrin compound such as tetrabenzoporphyrin and a macrocycle compound such as a metal complex thereof. A phthalocyanine compound and a metal complex thereof, or a porphyrin compound such as tetrabenzoporphyrin and a metal complex thereof are preferable.
Examples of the porphyrin compound and its metal complex (Q in the figure are Q), the phthalocyanine compound and its metal complex (Q is N) used as a p-type semiconductor material include compounds having the following structures.

ここで、Mは金属あるいは2個の水素原子を表し、金属としては、Cu、Zn、Pb、Mg、Co、Ni等の2価の金属のほか、軸配位子を有する3価以上の金属、例えば、TiO、VO、SnCl2、AlCl、InClさらには、Si等も挙げられる。
〜Yはそれぞれ独立に、水素原子,もしくは炭素数1−24のアルキル基である
。炭素数1−24のアルキル基とは、好ましくは炭素数1−12のアルキル基を表す。
Here, M represents a metal or two hydrogen atoms. As the metal, in addition to a divalent metal such as Cu, Zn, Pb, Mg, Co, Ni, a trivalent or higher metal having an axial ligand. For example, TiO, VO, SnCl2, AlCl, InCl, Si, and the like can also be mentioned.
Y 1 to Y 4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 24 carbon atoms preferably represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

フタロシアニン化合物及びその金属錯体の中でも、好ましくは、29H,31H−フタロシアニン、銅フタロシアニン錯体、亜鉛フタロシアニン錯体、チタンフタロシアニンオキシド錯体、マグネシウムフタロシアニン錯体、鉛フタロシアニン錯体、銅4,4’,4’’,4’’’−テトラアザ−29H,31H−フタロシアニン錯体であり、より好ましくは、29H,31H−フタロシアニン、銅フタロシアニン錯体である。なお、上記一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。   Among the phthalocyanine compounds and metal complexes thereof, 29H, 31H-phthalocyanine, copper phthalocyanine complex, zinc phthalocyanine complex, titanium phthalocyanine oxide complex, magnesium phthalocyanine complex, lead phthalocyanine complex, copper 4,4 ′, 4 ″, 4 '' '-Tetraaza-29H, 31H-phthalocyanine complex, more preferably 29H, 31H-phthalocyanine, copper phthalocyanine complex. In addition, the above kind of compound or a mixture of plural kinds of compounds may be used.

ポルフィリン化合物及びその金属錯体の中でも、好ましくは、5,10,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィン、5,10,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィンコバルト(II)、5,10,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィン銅(II)、5,10,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィン亜鉛(II)、5,10,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィンバナジウム(IV)オキシド、5,10,15,20−テトラ(4−ピリジル)−21H,23H−ポルフィンであり、好ましくは、5,10,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィンである。なお、上記一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。
なお、上記一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。低分子材料は、蒸着法によって製膜したり、半導体化合物前駆体を塗布後、半導体に変換することで製膜する方法がある。
Among the porphyrin compounds and metal complexes thereof, 5,10,15,20-tetraphenyl-21H, 23H-porphine, 5,10,15,20-tetraphenyl-21H, 23H-porphine cobalt (II), 5,10,15,20-tetraphenyl-21H, 23H-porphine copper (II), 5,10,15,20-tetraphenyl-21H, 23H-porphine zinc (II), 5,10,15,20- Tetraphenyl-21H, 23H-porphine vanadium (IV) oxide, 5,10,15,20-tetra (4-pyridyl) -21H, 23H-porphine, preferably 5,10,15,20-tetraphenyl -21H, 23H-porphine. In addition, the above kind of compound or a mixture of plural kinds of compounds may be used.
In addition, the above kind of compound or a mixture of plural kinds of compounds may be used. Low molecular weight materials include film formation by vapor deposition or film formation by applying a semiconductor compound precursor and then converting it to a semiconductor.

本発明に係る半導体化合物前駆体とは、半導体化合物前駆体に対して例えば過熱や光照射等の外的刺激を与えることにより、半導体化合物前駆体の化学構造が変化し、半導体化合物に変換されるものである。
また、本発明に係る半導体化合物前駆体は、成膜性に優れるものが好ましい。特に、塗布法を適用できるようにするためには、当該半導体化合物前駆体自体が液状で塗布可能であるか、当該半導体化合物前駆体が何らかの溶媒に対して溶解性が高く溶液として塗布可能であることが好ましい。溶解性の好適な範囲をあげると、半導体化合物前駆体の溶媒に対する溶解性は、通常0.1重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上である。
The semiconductor compound precursor according to the present invention is converted into a semiconductor compound by changing the chemical structure of the semiconductor compound precursor by applying an external stimulus such as overheating or light irradiation to the semiconductor compound precursor. Is.
Further, the semiconductor compound precursor according to the present invention is preferably excellent in film formability. In particular, in order to be able to apply the coating method, the semiconductor compound precursor itself can be applied in a liquid state, or the semiconductor compound precursor can be applied as a solution with high solubility in some solvent. It is preferable. If the suitable range of solubility is raised, the solubility with respect to the solvent of a semiconductor compound precursor will be 0.1 weight% or more normally, Preferably it is 0.5 weight% or more, More preferably, it is 1 weight% or more.

溶媒の種類としては、半導体前駆体化合物を均一に溶解あるいは分散できるものであれば特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、プロパノールなどの低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチルなどのエステル類;クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレンなどのハロゲン炭化水素類;エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類等が挙げられる。その中でも好ましくは、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類やクロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレンなどのハロゲン炭化水素類である。   The type of the solvent is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the semiconductor precursor compound. For example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, isooctane, nonane, decane; toluene, xylene Aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and orthodichlorobenzene; lower alcohols such as methanol, ethanol and propanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate and methyl lactate Halogen hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, dichloroethane, trichloroethane, trichloroethylene; ethers such as ethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane; dimethylformamide, dimethylacetate Amides such as amides. Among these, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, chlorobenzene and orthodichlorobenzene, and halogen hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, dichloroethane, trichloroethane and trichloroethylene are preferable.

さらに、本発明に係る半導体化合物前駆体は、容易に半導体化合物に変換できることが好ましい。後述する半導体化合物前駆体から半導体化合物への変換工程において、どのような外的な刺激を半導体前躯体に与えるかは任意であるが、通常は、熱処理、光処理などを行なう。好ましくは、熱処理である。この場合には、半導体化合物前駆体の骨格の一部に逆ディールス・アルダー反応によって脱離可能な所定の溶媒に対する親溶媒性の基を有
するものが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the semiconductor compound precursor according to the present invention can be easily converted into a semiconductor compound. In the step of converting a semiconductor compound precursor to a semiconductor compound, which will be described later, what kind of external stimulus is given to the semiconductor precursor is arbitrary, but usually heat treatment, light treatment, etc. are performed. Preferably, it is heat treatment. In this case, it is preferable that a part of the skeleton of the semiconductor compound precursor has a solvophilic group with respect to a predetermined solvent that can be eliminated by a reverse Diels-Alder reaction.

また、本発明に係る半導体化合物前駆体は、変換工程を経て、高い収率で半導体化合物に変換されることが好ましい。この際、半導体化合物前駆体から変換して得られる半導体化合物の収率は有機光電変換素子の性能を損なわない限り任意である。収率の好適な範囲をあげると、半導体化合物前躯体から得られる半導体化合物の収率は高いほど好ましく、通常90モル%以上、好ましくは95モル%以上、より好ましくは99モル%以上である。   Moreover, it is preferable that the semiconductor compound precursor which concerns on this invention is converted into a semiconductor compound with a high yield through a conversion process. Under the present circumstances, the yield of the semiconductor compound obtained by converting from a semiconductor compound precursor is arbitrary unless the performance of an organic photoelectric conversion element is impaired. If the suitable range of a yield is raised, the yield of the semiconductor compound obtained from a semiconductor compound precursor is so preferable that it is high, and is 90 mol% or more normally, Preferably it is 95 mol% or more, More preferably, it is 99 mol% or more.

本発明に係る半導体化合物前駆体として、上記特徴を有していれば特段に制限はないが、具体的な半導体化合物前駆体としては、特開2007−324587に記載の化合物が用いられうる。その中でも、好ましい例としては、下記式(1)で表わされる化合物が挙
げられる。
The semiconductor compound precursor according to the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described characteristics, but as a specific semiconductor compound precursor, a compound described in JP-A-2007-324587 can be used. Among them, preferred examples include compounds represented by the following formula (1).

式(1)において、X1及びX2の少なくとも一方はπ共役した2価の芳香族環を形成する基を表わし、Z1−Z2は熱または光により脱離可能な基であって、Z1−Z2が脱離して得られるπ共役化合物が顔料分子となるものを表わす。また、X1及びX2のうちπ共役した2価の芳香族環を形成する基でないものは、置換又は無置換のエテニレン基を表わす。
式(1)で表わされる化合物は、下記化学反応式に示すように熱又は光によりZ1−Z2が脱離して、平面性の高いπ共役化合物を生成する。この生成されたπ共役化合物が本発明に係る半導体化合物である。本発明においては、この半導体化合物が半導体特性を示すことが好ましい。
In formula (1), at least one of X 1 and X 2 represents a group that forms a π-conjugated divalent aromatic ring, Z 1 -Z 2 is a group that can be removed by heat or light, The π-conjugated compound obtained by elimination of Z 1 -Z 2 represents a pigment molecule. Further, X 1 and X 2 which are not a group forming a π-conjugated divalent aromatic ring represent a substituted or unsubstituted ethenylene group.
In the compound represented by the formula (1), Z 1 -Z 2 is eliminated by heat or light as shown in the following chemical reaction formula to form a π-conjugated compound having high planarity. This produced π-conjugated compound is a semiconductor compound according to the present invention. In the present invention, the semiconductor compound preferably exhibits semiconductor characteristics.

式(1)で表わされる化合物の例としては、以下のものが挙げられる。なお、t−Buはt−ブチル基を表わす。Mは、2価の金属原子、又は、3価以上の金属と他の原子とが結合した原子団を表わす。   Examples of the compound represented by the formula (1) include the following. T-Bu represents a t-butyl group. M represents a divalent metal atom or an atomic group in which a trivalent or higher metal and another atom are bonded.

例えば、上記半導体化合物前駆体を変換する具体例としては、以下のものが挙げられる。   For example, specific examples of converting the semiconductor compound precursor include the following.

高分子材料として、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリチエニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリアニリン等の共役ポリマー半導体;アルキル置換されたオリゴチオフェン等のポリマー半導体も挙げられる。これらは、有機溶媒に可溶な半導体であり、有機太陽電池素子の製造プロセスにおいて塗布法を使用できるため、好ましい。なお、上記一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。   Examples of the polymer material include conjugated polymer semiconductors such as polythiophene, polyfluorene, polythienylene vinylene, polyacetylene, and polyaniline; and polymer semiconductors such as alkyl-substituted oligothiophene. These are semiconductors that are soluble in an organic solvent, and are preferable because a coating method can be used in the manufacturing process of an organic solar cell element. In addition, the above kind of compound or a mixture of plural kinds of compounds may be used.

p型半導体としてはポルフィリン化合物及び/又はポリマー半導体を用いることが望ましい。
本発明に係るn型半導体とは、n型半導体としては、具体的にはフラーレン化合物、8−ヒドロキシキノリンアルミニウムに代表されるキノリノール誘導体金属錯体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸ジイミドなどの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、ターピリジン金属錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体、ペリノン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ビススチリル誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジン誘導体、アントラセン、ピレン、ナフタセン、ペンタセンなど縮合多環芳香族の全フッ化物、単層カーボンナノチューブ、ポリキノリン、ポリピリジン、ポリアニリン、ポリ(ベンゾビスイミダゾベンゾフェナ
ントロリン)、ホウ素ポリマー、シアノ置換されたポリフェニレンビニレン等が挙げられ
る。その中でも好ましくは、フラーレン化合物である。これらを一種又は二種以上含んでも良い。
It is desirable to use a porphyrin compound and / or a polymer semiconductor as the p-type semiconductor.
The n-type semiconductor according to the present invention is specifically an n-type semiconductor such as a fullerene compound, a quinolinol derivative metal complex typified by 8-hydroxyquinoline aluminum, naphthalene tetracarboxylic acid diimide, and perylene tetracarboxylic acid diimide. Fused ring tetracarboxylic acid diimides, terpyridine metal complexes, tropolone metal complexes, flavonol metal complexes, perinone derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, aldazine derivatives, bisstyryl Derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, benzoquinoline derivatives, bipyridine derivatives, anthracene, pyrene, naphthacene, pentacene, etc. All fluorides case polycyclic aromatic, single-walled carbon nanotubes, polyquinoline, polypyridine, polyaniline, poly (benzo-bis-imidazo benzo phenanthroline), boron polymer, cyano-substituted polyphenylene vinylene, and the like. Among them, a fullerene compound is preferable. One or more of these may be included.

本発明のフラーレン化合物としては、一般式(I), (II), (III)及び(IV)で示されるフ
ラーレン化合物が好ましい。
As the fullerene compound of the present invention, fullerene compounds represented by the general formulas (I), (II), (III) and (IV) are preferable.

式中、FLNとは、閉殻構造を有する炭素クラスターであるフラーレンを表わす。フラーレンの炭素数は、通常60 〜 1 3 0 の偶数であれば何でも良い。フラーレンとし
ては、例えば、C6 0 、C 7 0 、C 7 6 、C 7 8 、C 8 2 、C 8 4 、C 9 0 、C 9
4 、C 9 6 及びこれらよりも多くの炭素を有する高次の炭素クラスターなどが挙げられる。その中でも、C 6 0 もしくはC7 0 が好ましい。フラーレンとしては、一部のフラ
ーレン環上の炭素―炭素結合が切れていても良い。又、一部の炭素原子が、他の原子に置き換えられていても良い。さらに、金属原子、非金属原子あるいはこれらから構成される原子団をフラーレンケージ内に内包していても良い。
In the formula, FLN represents fullerene which is a carbon cluster having a closed shell structure. The carbon number of fullerene is not limited as long as it is usually an even number of 60 to 1 3 0. The fullerene, for example, C 6 0, C 7 0 , C 7 6, C 7 8, C 8 2, C 8 4, C 9 0, C 9
4, such as C 9 6 and higher carbon cluster having a number of carbon than these. Among these, C 60 or C 70 is preferable. As fullerenes, carbon-carbon bonds on some fullerene rings may be broken. Some carbon atoms may be replaced with other atoms. Furthermore, a metal atom, a non-metal atom, or an atomic group composed of these may be included in the fullerene cage.

a、b、c、dは整数であり、通常a、b、c、dの合計が1〜5であり、好ましくは
1〜3である。(I), (II), (III), (IV)中の付加基は、フラーレン骨格中の同一の五員環もしくは六員環に付加される。eは1〜8の整数である。eとして好ましくは1以上4以下の整数であり、さらに好ましくは1以上2以下の整数である。
一般式(I)中のR1は置換基を有していても良い炭素数1〜14のアルキル基、置換基
を有しても良い炭素数1〜14のアルコキシ基、置換基を有していても良い芳香族基である。アルキル基として好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基もしくはイソブチル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基である。アルコキシ基として好ましくは、炭素数1〜10のアルコキシ基であり、さらに好ましくは炭素数1〜6のアルコキシ基であり、特に好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。芳香族基は、炭素数3〜10の芳香族炭化水素基あるいは芳香族複素環基であり、好ましくはフェニル基、チエニル基、フリル基、ピリジル基であり、さらに好ましくはフェニル基、チエニル基である。上記アルキル基に置換しても良い置換基とは、ハロゲン原子又はシリル基である。置換しても良いハロゲン原子として好ましくはフッ素原子である。置換しても良いシリル基とは、ジアリールアルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、トリアリールシリル基、トリアルキルシリル基であり、好ましくは、ジアルキルアリールシリル基であり、さらに好ましくは、ジメチルアリールシリル基である。
a, b, c and d are integers, and the sum of a, b, c and d is usually 1 to 5, preferably 1 to 3. The additional group in (I), (II), (III), (IV) is added to the same 5-membered ring or 6-membered ring in the fullerene skeleton. e is an integer of 1-8. e is preferably an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 1 to 2.
R 1 in the general formula (I) has an optionally substituted alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, an optionally substituted alkoxy group having 1 to 14 carbon atoms, and a substituent. An aromatic group that may be present. The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group or an isobutyl group, particularly preferably a methyl group, It is an ethyl group. The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methoxy group or an ethoxy group. The aromatic group is an aromatic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group, preferably a phenyl group, a thienyl group, a furyl group, or a pyridyl group, more preferably a phenyl group or a thienyl group. is there. The substituent which may be substituted on the alkyl group is a halogen atom or a silyl group. The halogen atom that may be substituted is preferably a fluorine atom. The silyl group that may be substituted is a diarylalkylsilyl group, a dialkylarylsilyl group, a triarylsilyl group, or a trialkylsilyl group, preferably a dialkylarylsilyl group, more preferably a dimethylarylsilyl group. It is.

一般式(II)中のR2〜R4は各々独立した置換基を表し、水素原子、炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のフッ化アルキル基、置換基を有していても良い芳香族基である。アルキル基として好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基であり、さらに好ましく
はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基である。フッ化アルキル基として好ましくは、パーフルオロオクチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロブチル基である。芳香族基は、炭素数3〜10の芳香族炭化水素基あるいは芳香族複素環基であり、好ましくはフェニル基、チエニル基、フリル基、ピリジル基であり、さらに好ましくはフェニル基、チエニル基である。芳香族基が有していても良い置換基は、フッ素原子、炭素数1〜14のアルキル基あるいはフッ化アルキル基あるいはアルコキシ基、炭素数3〜10の芳香族基であり、好ましくはフッ素原子あるいは炭素数1〜14のアルコキシ基であり、さらに好ましくはメトキシ基、n−ブトキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基である。芳香族基が置換基を有する場合、その数に限定は無いが、好ましくは1〜3であり、より好ましくは1である。芳香族基が置換基を複数有する場合、その置換基の種類は異なっていても良いが、好ましくは同一である。
R 2 to R 4 in the general formula (II) each represent an independent substituent, and have a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and a substituent. May be an aromatic group. The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, or an n-hexyl group. It is a group. The fluorinated alkyl group is preferably a perfluorooctyl group, a perfluorohexyl group, or a perfluorobutyl group. The aromatic group is an aromatic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group, preferably a phenyl group, a thienyl group, a furyl group, or a pyridyl group, more preferably a phenyl group or a thienyl group. is there. The substituent that the aromatic group may have is a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, a fluorinated alkyl group or an alkoxy group, and an aromatic group having 3 to 10 carbon atoms, preferably a fluorine atom. Or it is a C1-C14 alkoxy group, More preferably, they are a methoxy group, n-butoxy group, and 2-ethylhexyloxy group. When the aromatic group has a substituent, the number is not limited, but is preferably 1 to 3, and more preferably 1. When the aromatic group has a plurality of substituents, the types of the substituents may be different, but are preferably the same.

一般式(III)中のR5〜Rは各々独立に、水素原子あるいは炭素数1〜14のアルキル基あるいは置換基を有していても良い芳香族基である。アルキル基として好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、オクチル基であり、より好ましくはメチル基である。芳香族基は、炭素数3〜10の芳香族炭化水素基あるいは芳香族複素環基であり、好ましくはフェニル基、ピリジル基であり、さらに好ましくはフェニル基である。芳香族基が有して良い置換基として特に限定は無いが、好ましくはフッ素原子、炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のフッ化アルキル基、炭素数1〜14のアルコキシ基であり、さらに好ましくは炭素数1〜14のアルコキシ基であり、さらに好ましくはメトキシ基である。置換基を有する場合、その数に限定は無いが、好ましくは1〜3であり、より好ましくは1である。置換基の種類は異なっていても良いが、好ましくは同一である。 R 5 to R 9 in the general formula (III) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms or an aromatic group which may have a substituent. The alkyl group is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-hexyl group, or an octyl group, and more preferably a methyl group. The aromatic group is an aromatic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group, preferably a phenyl group or a pyridyl group, and more preferably a phenyl group. Although there is no limitation in particular as a substituent which an aromatic group may have, Preferably it is a fluorine atom, a C1-C14 alkyl group, a C1-C14 fluorinated alkyl group, and a C1-C14 alkoxy group. More preferably, it is a C1-C14 alkoxy group, More preferably, it is a methoxy group. When it has a substituent, there is no limitation in the number, However, Preferably it is 1-3, More preferably, it is 1. The types of substituents may be different but are preferably the same.

一般式(III)中のArは、置換基を有していても良い炭素数3〜10の芳香族炭化水
素基あるいは芳香族複素環基であり、好ましくはフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、チエニル基、フリル基、ピリジル基,ピリミジル基、キノリル基、キノキサリル基であり、さらに好ましくはフェニル基、チエニル基、フリル基である。有していても良い置換基として限定は無いが、好ましくはフッ素原子、炭素数1〜14のアルキル基、フッ化アルキル基、アルコキシ基、エステル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基であり、さらに好ましくはフッ素原子、アルコキシ基、エステル基、アリールカルボニル基であり、さらに好ましくはメトキシ基、メチルエステル基、n−ブチルエステル基、ベンゾイル基である。置換基を有する場合、その数に限定は無いが、好ましくは1〜3であり、より好ましくは1〜2である。置換基が複数の場合、その種類は異なっていても良いが、好ましくは同一である。
Ar 1 in the general formula (III) is an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms, preferably a phenyl group, a naphthyl group, or a biphenyl group. , Thienyl group, furyl group, pyridyl group, pyrimidyl group, quinolyl group and quinoxalyl group, more preferably phenyl group, thienyl group and furyl group. The substituent that may be present is not limited, but is preferably a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, a fluorinated alkyl group, an alkoxy group, an ester group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, Preferred are a fluorine atom, an alkoxy group, an ester group and an arylcarbonyl group, and more preferred are a methoxy group, a methyl ester group, an n-butyl ester group and a benzoyl group. When it has a substituent, although there is no limitation in the number, Preferably it is 1-3, More preferably, it is 1-2. When there are a plurality of substituents, the types may be different but are preferably the same.

一般式(III)中のR10〜R13は各々独立して、水素原子、酸素原子、硫黄原子、置換基
を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアミノ基、あるいは置換基を有しても良いアルコキシ基である。R10もしくはR11とR12もしくはR13との間で、あるいは、R10もしくはR11とR12もしくはR13のいずれか一方と(III)の骨格を形成する炭素原子
との間で結合し環を形成しても良い。環を形成する場合における構造は、例えば、芳香族基が縮合したビシクロ構造である一般式(V)で示すことができる。一般式(V)中におけるfはcと同様であり、Xは、酸素原子、硫黄原子、メチル基やエチル基等の炭素数1〜6のアルキル基で置換されていてもよいアミノ基、メトキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシル基あるいは炭素数1〜5の炭化水素基もしくは炭素数3〜10の芳香族炭化水素基
あるいは芳香族複素環基で置換されていてもよい炭素数1又は2のアルキレン基又はフェ
ニレン基等のアリーレン基である。
R 10 to R 13 in the general formula (III) are each independently a hydrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkyl group which may have a substituent, an amino group which may have a substituent, or An alkoxy group which may have a substituent. Bonded between R 10 or R 11 and R 12 or R 13 , or between R 10 or R 11 and one of R 12 or R 13 and the carbon atom forming the skeleton of (III). A ring may be formed. The structure in the case of forming a ring can be represented by, for example, the general formula (V) which is a bicyclo structure in which an aromatic group is condensed. F in the general formula (V) is the same as c, and X is an amino group, methoxy which may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as an oxygen atom, a sulfur atom, a methyl group or an ethyl group. 1 or 6 carbon atoms which may be substituted with an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a group, a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group 2 is an arylene group such as an alkylene group or a phenylene group.

一般式(IV)中のR14〜R15は各々独立して、水素原子、アルコキシカルボニル基、置換基を有していても良い炭素数1〜14のアルキル基、あるいは置換基を有していても良い芳香族基である。
アルコキシカルボニル基におけるアルコキシ基は、炭素数1〜12の炭化水素基あるいはフッ化アルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜12の炭化水素基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、オクチル基、2-プロピルペンチル基、2−エチルヘキシル基
、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ベンジル基であり、さらに好ましく
はメチル基、エチル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基である。
R 14 to R 15 in the general formula (IV) are each independently a hydrogen atom, an alkoxycarbonyl group, an optionally substituted alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, or a substituent. May be an aromatic group.
The alkoxy group in the alkoxycarbonyl group is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a fluorinated alkyl group, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, n -Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-hexyl group, octyl group, 2-propylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexylmethyl group, benzyl group, more preferably Are a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and an n-hexyl group.

アルキル基として好ましくは、炭素数1〜8の直鎖アルキル基であり、より好ましくはn−プロピル基である。アルキル基が有しても良い置換基に特に限定は無いが、好ましくはアルコキシカルボニル基である。アルコキシカルボニル基のアルコキシ基は、炭素数1〜14の炭化水素基あるいはフッ化アルキル基であり、好ましくは炭素数1〜14の炭化水素基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、オクチル基、2-プロピルペンチル基、
2−エチルヘキシル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ベンジル基で
あり、さらに好ましくはメチル基、n−ブチル基である。
The alkyl group is preferably a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an n-propyl group. There is no particular limitation on the substituent that the alkyl group may have, but an alkoxycarbonyl group is preferred. The alkoxy group of the alkoxycarbonyl group is a hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms or a fluorinated alkyl group, preferably a hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, n- Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-hexyl group, octyl group, 2-propylpentyl group,
2-ethylhexyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexylmethyl group and benzyl group, more preferably methyl group and n-butyl group.

芳香族基は、炭素数3〜10の芳香族炭化水素基あるいは芳香族複素環基であり、好ましくはフェニル基、ビフェニル基、チエニル基、フリル基、ピリジル基であり、さらに好ましくはフェニル基、チエニル基である。芳香族基が有していても良い置換基として、好ましくは炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のフッ化アルキル基、炭素数1〜14のアルコキシ基であり、さらに好ましくは炭素数1〜14のアルコキシ基であり、さらに好ましくはメトキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基である。置換基を有する場合、その数に限定は無いが、好ましくは1〜3であり、より好ましくは1である。置換基の種類は異なっていても同一でも良く、好ましくは同一である。   The aromatic group is an aromatic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group, preferably a phenyl group, a biphenyl group, a thienyl group, a furyl group, or a pyridyl group, more preferably a phenyl group, Thienyl group. The substituent that the aromatic group may have is preferably an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 14 carbon atoms, and more preferably It is a C1-C14 alkoxy group, More preferably, they are a methoxy group and 2-ethylhexyloxy group. When it has a substituent, there is no limitation in the number, However, Preferably it is 1-3, More preferably, it is 1. The types of substituents may be different or the same, preferably the same.

一般式(IV)の構造として好ましくは、R14、R15が共にアルコキシカルボニル基であるか、R14、R15が共に芳香族基であるか、R14が芳香族基で、かつR15が3−(アルコキシカルボニル)プロピル基である。
なお、フラーレン化合物としては、上記一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。
Preferably, as the structure of the general formula (IV), R 14 and R 15 are both alkoxycarbonyl groups, R 14 and R 15 are both aromatic groups, R 14 is an aromatic group, and R 15 Is a 3- (alkoxycarbonyl) propyl group.
In addition, as a fullerene compound, the said 1 type compound or the mixture of multiple types of compound may be sufficient.

フラーレン化合物は、塗布法を適用できるようにするためには、当該フラーレン化合物自体が液状で塗布可能であるか、当該半導体化合物前駆体が何らかの溶媒に対して溶解性が高く溶液として塗布可能であることが好ましい。溶解性の好適な範囲をあげると、25℃でのトルエンに対する溶解度が、通常0.1重量%以上、好ましくは0.4重量%以上、より好ましくは0.7重量%以上である。溶解度が小さすぎると、フラーレン化合物の
分散安定性が低下し、凝集、沈降、分離等を起こしやすくなるため好ましくない。
In order for the fullerene compound to be applicable to the coating method, the fullerene compound itself can be applied in a liquid state, or the semiconductor compound precursor can be applied as a solution with high solubility in some solvent. It is preferable. As a preferable range of solubility, the solubility in toluene at 25 ° C. is usually 0.1% by weight or more, preferably 0.4% by weight or more, more preferably 0.7% by weight or more. If the solubility is too low, the dispersion stability of the fullerene compound is lowered, and aggregation, sedimentation, separation, and the like are likely to occur.

有機活性層の作成方法としては、特段に制限はないが、塗布法が好ましい。塗布法については、以下の任意の方法で行うことができる。例えば、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法などが挙げられる。   Although there is no restriction | limiting in particular as a preparation method of an organic active layer, The coating method is preferable. The coating method can be performed by any of the following methods. Examples include reverse roll coating, gravure coating, kiss coating, roll brushing, spray coating, air knife coating, wire barber coating, pipe doctor method, impregnation / coating method, curtain coating method and the like.

有機活性層の膜厚は特に限定されないが、10nm未満では均一性が十分ではなく、短絡を起こしやすいという問題が生じる。他方、有機活性層の厚さが1000nmを超えると内部抵抗が大きくなり、また電極間の距離が離れて電荷の拡散が悪くなる問題が生じるため、好ましくない。そこで、有機活性層の膜厚は10〜1000nmが好ましく、50〜200nmがさらに好ましい。   The thickness of the organic active layer is not particularly limited, but if it is less than 10 nm, there is a problem that uniformity is not sufficient and a short circuit is likely to occur. On the other hand, when the thickness of the organic active layer exceeds 1000 nm, the internal resistance increases, and the problem arises that the distance between the electrodes is increased and the charge diffusion is deteriorated, which is not preferable. Therefore, the thickness of the organic active layer is preferably 10 to 1000 nm, and more preferably 50 to 200 nm.

<光電素子の製造方法>
[概要]
本発明は、基板、前記基板上に形成された、少なくとも一対の電極、電極間に形成された半導体層及び特定の化合物を含有する電子取り出し層を備えた光電変換素子の製造方法において、該光電変換素子の基板、一対の電極、半導体層及び電子取り出し層を全て積層した後に加熱する工程を含むことを特徴とする光電変換素子の製造方法である。
<Production method of photoelectric element>
[Overview]
The present invention relates to a method for producing a photoelectric conversion element comprising a substrate, at least a pair of electrodes formed on the substrate, a semiconductor layer formed between the electrodes, and an electron extraction layer containing a specific compound. A process for producing a photoelectric conversion element comprising a step of heating after all of a substrate of a conversion element, a pair of electrodes, a semiconductor layer, and an electron extraction layer are stacked.

基板、一対の電極、有機活性層及び電子取り出し層の製造方法については、特段の制限はないが、上記のそれぞれの項目に記載の方法を使用し得る。
基板、一対の電極、有機活性層及び電子取り出し層を全て積層した光電変換素子を加熱する工程(アニール処理工程と記載することもある)とは、当該光電変換素子を通常50℃以上、好ましくは80℃以上、一方、通常280℃以下、好ましくは250℃以下の温度範囲において,加熱することが好ましい。該アニール処理工程の温度が低すぎると、電子取り出し層と電極及び/又は電子取り出し層と半導体層の密着性を向上の効果が十分に得られず、該アニール処理工程の温度が高すぎると、有機活性層の化合物が熱分解してしまう可能性がある。なお、温度操作については上記範囲内で段階的に加熱してもよい。
Although there is no special restriction | limiting about the manufacturing method of a board | substrate, a pair of electrode, an organic active layer, and an electronic taking-out layer, The method as described in each said item can be used.
The step of heating the photoelectric conversion element in which the substrate, the pair of electrodes, the organic active layer, and the electron extraction layer are all laminated (sometimes referred to as an annealing treatment step) means that the photoelectric conversion element is usually 50 ° C. or higher, preferably It is preferable to heat in the temperature range of 80 ° C. or higher, usually 280 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower. If the temperature of the annealing process is too low, the effect of improving the adhesion between the electron extraction layer and the electrode and / or the electron extraction layer and the semiconductor layer cannot be sufficiently obtained, and if the temperature of the annealing process is too high, There is a possibility that the compound of the organic active layer is thermally decomposed. In addition, about temperature operation, you may heat in steps within the said range.

加熱する時間としては、通常1分以上、好ましくは3分以上、一方、通常3時間以下、好ましくは1時間以下である。該アニール処理は太陽電池性能のパラメーターである開放電圧、短絡電流、およびフィルファクターが一定の値になったところで終了させることが好ましい。また、該アニール処理の雰囲気は常圧下で不活性ガス雰囲気で実施することが好ましい。   The heating time is usually 1 minute or longer, preferably 3 minutes or longer, and usually 3 hours or shorter, preferably 1 hour or shorter. The annealing treatment is preferably terminated when the open circuit voltage, the short circuit current, and the fill factor, which are parameters of the solar cell performance, reach constant values. Further, it is preferable to carry out the annealing treatment in an inert gas atmosphere under normal pressure.

該アニール処理工程により,電子取り出し層と電極及び/又は電子取り出し層と有機活性層の密着性を向上させることで、光電変換素子の熱安定性や耐久性等が向上する効果とともに、有機活性層の自己組織化が促進される効果が得られる。
加熱する方法としては、ホットプレート等の熱源に当該光電変換素子を載せても良いし、オーブン等の加熱雰囲気下に当該光電変換素子を入れても良い。又、バッチ式であっても連続方式であっても構わない。
The annealing step improves the adhesion between the electron extraction layer and the electrode and / or the electron extraction layer and the organic active layer, thereby improving the thermal stability and durability of the photoelectric conversion element, as well as the organic active layer. The effect of promoting self-organization is obtained.
As a method for heating, the photoelectric conversion element may be placed on a heat source such as a hot plate, or the photoelectric conversion element may be put in a heating atmosphere such as an oven. Further, it may be a batch type or a continuous type.

<太陽電池モジュール>
本発明の光電変換素子は、太陽電池素子として薄膜太陽電池として使用されることが好ましい。
図2は本発明の一実施形態としての薄膜太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。図2に示すように、本実施形態の薄膜太陽電池14は、耐候性保護フィルム1と、紫外線カットフィルム2と、ガスバリアフィルム3と、ゲッター材フィルム4と、封止材5と、
太陽電池素子6と、封止材7と、ゲッター材フィルム8と、ガスバリアフィルム9と、バックシート10とをこの順に備え、更に、耐候性保護フィルム1とバックシート10の縁部をシールするシール材11を備えている。そして、耐候性保護フィルム1が形成された側(図中下方)から光が照射されて、太陽電池素子6が発電するようになっている。なお、後述するバックシート10としてアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フィルムを接着したシートなど防水性の高いシートを用いる場合は、用途によりゲッター材フィルム8及び/又はガスバリアフィルム9を用いなくてもよい。
<Solar cell module>
It is preferable that the photoelectric conversion element of this invention is used as a thin film solar cell as a solar cell element.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a thin film solar cell as one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the thin-film solar cell 14 of this embodiment includes a weather-resistant protective film 1, an ultraviolet cut film 2, a gas barrier film 3, a getter material film 4, a sealing material 5,
A solar cell element 6, a sealing material 7, a getter material film 8, a gas barrier film 9, and a backsheet 10 are provided in this order, and a seal that seals the edge of the weatherproof protective film 1 and the backsheet 10. A material 11 is provided. And light is irradiated from the side (downward in the figure) where the weather-resistant protective film 1 is formed, and the solar cell element 6 generates power. In addition, when using a highly waterproof sheet such as a sheet in which a fluororesin film is bonded to both surfaces of an aluminum foil as the back sheet 10 described later, the getter material film 8 and / or the gas barrier film 9 may not be used depending on the application. .

[耐候性保護フィルム1]
耐候性保護フィルム1は天候変化から太陽電池素子6を保護するフィルムである。
太陽電池素子6の構成部品のなかには、温度変化、湿度変化、自然光、風雨による侵食などにより劣化するものがある。そこで、耐候性保護フィルム1で太陽電池素子6を覆うことにより、太陽電池素子6等を天候変化などから保護し、発電能力を高く維持するようにしている。
[Weather-resistant protective film 1]
The weather-resistant protective film 1 is a film that protects the solar cell element 6 from weather changes.
Some components of the solar cell element 6 are deteriorated by temperature change, humidity change, natural light, erosion caused by wind and rain, and the like. Therefore, by covering the solar cell element 6 with the weather-resistant protective film 1, the solar cell element 6 and the like are protected from weather changes and the power generation capacity is kept high.

耐候性保護フィルム1は、薄膜太陽電池14の最表層に位置するため、耐候性、耐熱性、透明性、撥水性、耐汚染性、機械強度などの、薄膜太陽電池14の表面被覆材として好適な性能を備え、しかもそれを屋外暴露において長期間維持する性質を有することが好ましい。
また、耐候性保護フィルム1は、太陽電池素子6の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、特に好ましくは95%である。
Since the weather-resistant protective film 1 is located on the outermost layer of the thin-film solar cell 14, it is suitable as a surface covering material for the thin-film solar cell 14 such as weather resistance, heat resistance, transparency, water repellency, stain resistance, and mechanical strength. It is preferable that it has a good performance and has the property of maintaining it for a long period of time in outdoor exposure.
Moreover, the weather-resistant protective film 1 is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not preventing the solar cell element 6 from absorbing light. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95%.

さらに、薄膜太陽電池14は光を受けて熱せられることが多いため、耐候性保護フィルム1も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、耐候性保護フィルム1の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120以上、より好ましくは130以上であり、また、通常350以下、好ましくは320以下、より好ましくは300以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池14の使用時に耐候性保護フィルム1が融解・劣化する可能性を低減できる。   Furthermore, since the thin-film solar cell 14 is often heated by receiving light, it is preferable that the weather-resistant protective film 1 also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the weather-resistant protective film 1 is usually 100 ° C. or higher, preferably 120 or higher, more preferably 130 or higher, and usually 350 or lower, preferably 320 or lower, more preferably 300 or lower. It is. By increasing the melting point, it is possible to reduce the possibility that the weather resistant protective film 1 is melted and deteriorated when the thin film solar cell 14 is used.

耐候性保護フィルム1を構成する材料は、天候変化から太陽電池素子6を保護することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、AS(アクリロニトリル−スチレン)樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。   The material which comprises the weather-resistant protective film 1 is arbitrary as long as it can protect the solar cell element 6 from a weather change. Examples of the material include polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic polyolefin resin, AS (acrylonitrile-styrene) resin, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, polyvinyl chloride resin, fluorine resin, polyethylene terephthalate, polyethylene Examples thereof include polyester resins such as naphthalate, phenol resins, polyacrylic resins, polyamide resins such as various nylons, polyimide resins, polyamide-imide resins, polyurethane resins, cellulose resins, silicone resins, and polycarbonate resins.

中でも好ましくはフッ素系樹脂が挙げられ、その具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、4−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体(PFA)、4−フッ化エチレン−6−フッ化プロピレン共重合体(FEP)、2−エチレン−4−フッ化エチレン共重合体(ETFE)、ポリ3−フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリフッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。   Among them, fluorine resin is preferable, and specific examples thereof include polytetrafluoroethylene (PTFE), 4-fluoroethylene-perchloroalkoxy copolymer (PFA), 4-fluoroethylene-6-fluoride. Propylene copolymer (FEP), 2-ethylene-4-fluoroethylene copolymer (ETFE), poly-3-fluoroethylene chloride (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), etc. Can be mentioned.

なお、耐候性保護フィルム1は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。また、耐候性保護フィルム1は単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
耐候性保護フィルム1の厚みは特に規定されないが、通常10μm以上、好ましくは1
5μm以上、より好ましくは20μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。
In addition, the weather-resistant protective film 1 may be formed with 1 type of material, and may be formed with 2 or more types of materials. Moreover, although the weather-resistant protective film 1 may be formed with the single layer film, the laminated | multilayer film provided with the film of 2 or more layers may be sufficient as it.
The thickness of the weather-resistant protective film 1 is not particularly specified, but is usually 10 μm or more, preferably 1
It is 5 μm or more, more preferably 20 μm or more, and is usually 200 μm or less, preferably 180 μm or less, more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase mechanical strength, and decreasing the thickness tends to increase flexibility.

また耐候性保護フィルム1には、他のフィルムとの接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行なってもよい。
耐候性保護フィルム1は、薄膜太陽電池14においてできるだけ外側に設けることが好ましい。薄膜太陽電池14の構成部材のうちより多くのものを保護できるようにするためである。
Moreover, you may perform surface treatments, such as a corona treatment and a plasma treatment, for the weather-resistant protective film 1 in order to improve adhesiveness with another film.
The weatherproof protective film 1 is preferably provided on the outer side as much as possible in the thin-film solar cell 14. This is because more of the constituent members of the thin-film solar cell 14 can be protected.

[紫外線カットフィルム2]
紫外線カットフィルム2は紫外線の透過を防止するフィルムである。
薄膜太陽電池14の構成部品のなかには紫外線により劣化するものがある。また、ガスバリアフィルム3,9などは種類によっては紫外線により劣化するものがある。そこで、紫外線カットフィルム2を薄膜太陽電池14の受光部分に設け、紫外線カットフィルム2で太陽電池素子6の受光面6aを覆うことにより、太陽電池素子6及び必要に応じてガスバリアフィルム3,9等を紫外線から保護し、発電能力を高く維持することができるようになっている。
[UV cut film 2]
The ultraviolet cut film 2 is a film that prevents the transmission of ultraviolet rays.
Some components of the thin film solar cell 14 are deteriorated by ultraviolet rays. Some of the gas barrier films 3 and 9 are deteriorated by ultraviolet rays depending on the type. Therefore, the ultraviolet cut film 2 is provided in the light receiving portion of the thin-film solar cell 14, and the ultraviolet cut film 2 covers the light receiving surface 6a of the solar cell element 6, so that the solar cell element 6 and, if necessary, the gas barrier films 3, 9 etc. Can be protected from ultraviolet rays and the power generation capacity can be kept high.

紫外線カットフィルム2に要求される紫外線の透過抑制能力の程度は、紫外線(例えば、波長300nm)の透過率が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、特に好ましくは10%以下である。
また、紫外線カットフィルム2は、太陽電池素子6の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、特に好ましくは95%以上である。
The degree of the ability to suppress the transmission of ultraviolet rays required for the ultraviolet cut film 2 is such that the transmittance of ultraviolet rays (for example, wavelength 300 nm) is preferably 50% or less, more preferably 30% or less, and particularly preferably. 10% or less.
Further, the ultraviolet cut film 2 is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not preventing the solar cell element 6 from absorbing light. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.

さらに、薄膜太陽電池14は光を受けて熱せられることが多いため、紫外線カットフィルム2も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、紫外線カットフィルム2の構成材料の融点は、通常100以上、好ましくは120以上、より好ましくは130以上であり、また、通常350以下、好ましくは320以下、より好ましくは300以下である。融点が低すぎると薄膜太陽電池14の使用時に紫外線カットフィルム2が融解する可能性がある。   Furthermore, since the thin film solar cell 14 is often heated by receiving light, the ultraviolet cut film 2 preferably has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the ultraviolet cut film 2 is usually 100 or more, preferably 120 or more, more preferably 130 or more, and usually 350 or less, preferably 320 or less, more preferably 300 or less. . If the melting point is too low, the ultraviolet cut film 2 may melt when the thin film solar cell 14 is used.

また、紫外線カットフィルム2は、柔軟性が高く、隣接するフィルムとの接着性が良好であり、水蒸気や酸素をカットしうるものが好ましい。
紫外線カットフィルム2を構成する材料は、紫外線の強度を弱めることができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、エステル系の樹脂に紫外線吸収剤を配合して成膜したフィルムなどが挙げられる。また、紫外線吸収剤を樹脂中に分散あるいは溶解させたものの層(以下、適宜「紫外線吸収層」という)を基材フィルム上に形成したフィルムを用いても良い。
Moreover, the ultraviolet cut film 2 has a high softness | flexibility, its adhesiveness with an adjacent film is favorable, and what can cut water vapor | steam and oxygen is preferable.
The material which comprises the ultraviolet cut film 2 is arbitrary if the intensity | strength of an ultraviolet-ray can be weakened. Examples of the material include films formed by blending an ultraviolet absorber with an epoxy, acrylic, urethane, or ester resin. Further, a film in which a layer of an ultraviolet absorbent dispersed or dissolved in a resin (hereinafter referred to as “ultraviolet absorbing layer” as appropriate) is formed on a base film may be used.

紫外線吸収剤としては、例えば、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾル系、シアノアクリレート系のものを用いることができる。中でもベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系が好ましい。この例としては、ベンゾフェノン系やベンゾトリアゾール系の種々の芳香族系有機化合物などが挙げられる。なお、紫外線吸収剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As the ultraviolet absorber, for example, a salicylic acid-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, or cyanoacrylate-based one can be used. Of these, benzophenone and benzotriazole are preferable. Examples of this include various aromatic organic compounds such as benzophenone and benzotriazole. In addition, a ultraviolet absorber may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

前記したように、紫外線吸収フィルムとしては紫外線吸収層を基材フィルム上に形成したフィルムを用いることもできる。このようなフィルムは、例えば、紫外線吸収剤を含む
塗布液を基材フィルム上に塗布し、乾燥させることで作製できる。
基材フィルムの材質は特に限定されないが、耐熱性、柔軟性のバランスが良好なフィルムが得られる点で、例えばポリエステルが挙げられる。
As described above, a film in which an ultraviolet absorbing layer is formed on a base film can be used as the ultraviolet absorbing film. Such a film can be produced, for example, by applying a coating solution containing an ultraviolet absorber on a substrate film and drying it.
Although the material of a base film is not specifically limited, For example, polyester is mentioned at the point from which the balance of heat resistance and a softness | flexibility is obtained.

塗布は任意の方法で行うことができる。例えば、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法などが挙げられる。また、これらの方法は1種を単独で行なってもよく、2種以上を任意に組み合わせて行うこともできる。   Application | coating can be performed by arbitrary methods. Examples include reverse roll coating, gravure coating, kiss coating, roll brushing, spray coating, air knife coating, wire barber coating, pipe doctor method, impregnation / coating method, curtain coating method and the like. In addition, these methods may be performed alone or in any combination of two or more.

塗布液に用いる溶剤は、紫外線吸収剤を均一に溶解あるいは分散できるものであれば特に限定されない。例えば液状の樹脂を溶剤として用いることができ、その例を挙げると、ポリエステル系、アクリル系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリカ−ボネ−ト系、ポリスチレン系などの各種合成樹脂などが挙げられる。また、例えば、ゼラチン、セルロース誘導体などの天然高分子;水、水とエタノール等のアルコール混合溶液なども溶剤として用いることができる。さらに、溶剤として有機溶剤を使用してもよい。有機溶剤を使用すれば、色素や樹脂を溶解または分散させることが可能となり、塗工性を向上させることが可能となる。なお、溶剤は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   The solvent used for the coating solution is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the UV absorber. For example, liquid resin can be used as a solvent, and examples thereof include various synthetic resins such as polyester, acrylic, polyamide, polyurethane, polyolefin, polycarbonate, and polystyrene. It is done. Further, for example, natural polymers such as gelatin and cellulose derivatives; water, alcohol mixed solutions such as water and ethanol, and the like can also be used as the solvent. Further, an organic solvent may be used as the solvent. If an organic solvent is used, it becomes possible to dissolve or disperse the pigment and the resin, and to improve the coatability. In addition, 1 type may be used for a solvent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

塗布液にはさらに界面活性剤も含有させてもよい。界面活性剤の使用により、紫外線吸収色素の樹脂への分散性が向上する。これにより、紫外線吸収層において、微小な泡によるヌケ、異物などの付着による凹み、乾燥工程でのハジキなどの発生が抑制される。
界面活性剤としては、公知の界面活性剤(カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤)を用いることができる。中でも、シリコン系界面活性剤またはフッ素系界面活性剤が好ましい。なお、界面活性剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
The coating solution may further contain a surfactant. Use of the surfactant improves the dispersibility of the ultraviolet absorbing dye in the resin. Thereby, in an ultraviolet absorption layer, generation | occurrence | production of the dent by adhesion of foreign matters etc. by a fine bubble, the repelling in a drying process, etc. are suppressed.
Known surfactants (cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants) can be used as the surfactant. Among these, a silicon-based surfactant or a fluorine-based surfactant is preferable. In addition, 1 type may be used for surfactant and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

なお、塗布液を基材フィルムに塗布した後の乾燥は、例えば熱風乾燥、赤外線ヒーターによる乾燥など、公知の乾燥方法が採用できる。中でも、乾燥速度が速い熱風乾燥が好適である。
紫外線カットフィルム2の具体的な商品の例を挙げると、カットエース(MKVプラスティック株式会社)などが挙げられる。
In addition, the drying after apply | coating a coating liquid to a base film can employ | adopt well-known drying methods, such as hot air drying and drying by an infrared heater, for example. Among these, hot air drying with a high drying speed is preferable.
Examples of specific products of the ultraviolet cut film 2 include Cut Ace (MKV Plastic Co., Ltd.).

なお、紫外線カットフィルム2は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。また、紫外線カットフィルム2は単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
紫外線カットフィルム2の厚みは特に規定されないが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚みを厚くすることで紫外線の吸収が高まる傾向にあり、薄くすることで可視光の透過率を増加させられる傾向にある。
The ultraviolet cut film 2 may be formed of one kind of material or may be formed of two or more kinds of materials. Further, the ultraviolet cut film 2 may be formed of a single layer film, but may be a laminated film including two or more layers.
The thickness of the ultraviolet cut film 2 is not particularly defined, but is usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 180 μm or less, more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase the absorption of ultraviolet rays, and decreasing the thickness tends to increase the transmittance of visible light.

紫外線カットフィルム2は、太陽電池素子6の受光面6aの少なくとも一部を覆う位置に設ければよいが、好ましくは太陽電池素子6の受光面6aの全てを覆う位置に設ける。
ただし、太陽電池素子6の受光面6aを覆う位置以外の位置にも紫外線カットフィルム2が設けられていてもよい。
[ガスバリアフィルム3]
ガスバリアフィルム3は水及び酸素の透過を防止するフィルムである。
Although the ultraviolet cut film 2 should just be provided in the position which covers at least one part of the light-receiving surface 6a of the solar cell element 6, Preferably it is provided in the position which covers all the light-receiving surfaces 6a of the solar cell element 6. FIG.
However, the ultraviolet cut film 2 may be provided at a position other than the position covering the light receiving surface 6 a of the solar cell element 6.
[Gas barrier film 3]
The gas barrier film 3 is a film that prevents permeation of water and oxygen.

太陽電池素子6は湿気及び酸素に弱い傾向があり、特に、ZnO:Al等の透明電極や、化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子が水分及び酸素により劣化することがある。そこで、ガスバリアフィルム3で太陽電池素子6を被覆することにより、太陽電池素子6を水及び酸素から保護し、発電能力を高く維持することができる。
ガスバリアフィルム3に要求される防湿能力の程度は、太陽電池素子6の種類などに応じて様々である。例えば、太陽電池素子6が化合物半導体系太陽電池素子である場合には、単位面積(1m)の1日あたりの水蒸気透過率が、1×10−1g/m/day以下であることが好ましく、1×10−2g/m/day以下であることがより好ましく、1×10−3g/m/day以下であることが更に好ましく、1×10−4g/m/day以下であることが中でも好ましく、1×10−5g/m/day以下であることがとりわけ好ましく、1×10−6g/m/day以下であることが特に好ましい。
The solar cell element 6 tends to be vulnerable to moisture and oxygen. In particular, transparent electrodes such as ZnO: Al, compound semiconductor solar cell elements, and organic solar cell elements may be deteriorated by moisture and oxygen. Therefore, by covering the solar cell element 6 with the gas barrier film 3, the solar cell element 6 can be protected from water and oxygen, and the power generation capacity can be kept high.
The degree of moisture resistance required for the gas barrier film 3 varies depending on the type of the solar cell element 6 and the like. For example, when the solar cell element 6 is a compound semiconductor solar cell element, the water vapor permeability per unit area (1 m 2 ) per day is 1 × 10 −1 g / m 2 / day or less. Is preferably 1 × 10 −2 g / m 2 / day or less, more preferably 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less, and further preferably 1 × 10 −4 g / m 2. / Day or less is particularly preferable, 1 × 10 −5 g / m 2 / day or less is particularly preferable, and 1 × 10 −6 g / m 2 / day or less is particularly preferable.

また、太陽電池素子6が有機太陽電池素子である場合には、単位面積(1m)の1日あたりの水蒸気透過率が、1×10−1g/m/day以下であることが好ましく、1×10−2g/m/day以下であることがより好ましく、1×10−3g/m/day以下であることが更に好ましく、1×10−4g/m/day以下であることが中でも好ましく、1×10−5g/m/day以下であることがとりわけ好ましく、1×10−6g/m/day以下であることが特に好ましい。水蒸気が透過しなければしないほど、太陽電池素子6及び当該素子6のZnO:Al等の透明電極の水分との反応に起因する劣化が抑えられるので、発電効率が上がると共に寿命が延びる。 Moreover, when the solar cell element 6 is an organic solar cell element, it is preferable that the water vapor permeability per unit area (1 m 2 ) per day is 1 × 10 −1 g / m 2 / day or less. It is more preferably 1 × 10 −2 g / m 2 / day or less, further preferably 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less, and further preferably 1 × 10 −4 g / m 2 / day. Among them, the following is particularly preferable, and it is particularly preferably 1 × 10 −5 g / m 2 / day or less, and particularly preferably 1 × 10 −6 g / m 2 / day or less. The more water vapor has to pass through, the lower the degradation caused by the reaction of the solar cell element 6 and the transparent electrode such as ZnO: Al of the element 6 with moisture, thus increasing the power generation efficiency and extending the life.

ガスバリアフィルム3に要求される酸素透過性の程度は、太陽電池素子6の種類などに応じて様々である。例えば、太陽電池素子6が化合物半導体系太陽電池素子である場合には、単位面積(1m)の1日あたりの酸素透過率が、1×10−1cc/m/day/atm以下であることが好ましく、1×10−2cc/m/day/atm以下であることがより好ましく、1×10−3cc/m/day/atm以下であることが更に好ましく、1×10−4cc/m/day/atm以下であることが中でも好ましく、1×10−5cc/m/day/atm以下であることがとりわけ好ましく、1×10−6cc/m/day/atm以下であることが特に好ましい。また、例えば、太陽電池素子6が有機太陽電池素子である場合には、単位面積(1m)の1日あたりの酸素透過率が、1×10−1cc/m/day/atm以下であることが好ましく、1×10−2cc/m/day/atm以下であることがより好ましく、1×10−3cc/m/day/atm以下であることが更に好ましく、1×10−4cc/m/day/atm以下であることが中でも好ましく、1×10−5cc/m/day/atm以下であることがとりわけ好ましく、1×10−6cc/m/day/atm以下であることが特に好ましい。酸素が透過しなければしないほど、太陽電池素子6及び当該素子6のZnO:Al等の透明電極の酸化による劣化が抑えられる。 The degree of oxygen permeability required for the gas barrier film 3 varies depending on the type of the solar cell element 6 and the like. For example, when the solar cell element 6 is a compound semiconductor solar cell element, the oxygen permeability per unit area (1 m 2 ) per day is 1 × 10 −1 cc / m 2 / day / atm or less. Preferably, it is 1 × 10 −2 cc / m 2 / day / atm or less, more preferably 1 × 10 −3 cc / m 2 / day / atm or less, and further preferably 1 × 10 2. −4 cc / m 2 / day / atm or less is particularly preferable, and 1 × 10 −5 cc / m 2 / day / atm or less is particularly preferable, and 1 × 10 −6 cc / m 2 / day. / Atm or less is particularly preferable. For example, when the solar cell element 6 is an organic solar cell element, the oxygen permeability per unit area (1 m 2 ) per day is 1 × 10 −1 cc / m 2 / day / atm or less. Preferably, it is 1 × 10 −2 cc / m 2 / day / atm or less, more preferably 1 × 10 −3 cc / m 2 / day / atm or less, and further preferably 1 × 10 2. −4 cc / m 2 / day / atm or less is particularly preferable, and 1 × 10 −5 cc / m 2 / day / atm or less is particularly preferable, and 1 × 10 −6 cc / m 2 / day. / Atm or less is particularly preferable. The deterioration due to oxidation of the solar cell element 6 and the transparent electrode such as ZnO: Al of the element 6 is suppressed as the oxygen does not permeate.

従来はこのように高い防湿及び酸素遮断能力を有するガスバリアフィルム3の実装が困難であったため、化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子のように優れた太陽電池素子を備えた太陽電池を実現することが困難であったが、このようなガスバリアフィルム3を適用することにより化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子等の優れた性質を活かした薄膜太陽電池14の実施が容易となる。   Conventionally, it has been difficult to mount the gas barrier film 3 having such a high moisture-proof and oxygen-blocking capability, so that a solar cell including an excellent solar cell element such as a compound semiconductor solar cell element and an organic solar cell element is realized. Although it was difficult to carry out, implementation of the thin film solar cell 14 which utilized the outstanding properties, such as a compound semiconductor type solar cell element and an organic solar cell element, becomes easy by applying such a gas barrier film 3.

また、ガスバリアフィルム3は、太陽電池素子6の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。   Further, the gas barrier film 3 is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not preventing the light absorption of the solar cell element 6. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is usually 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more, and particularly preferably 85% or more. Preferably it is 90% or more, Especially preferably, it is 95% or more, Especially preferably, it is 97% or more. This is to convert more sunlight into electrical energy.

さらに、薄膜太陽電池14は光を受けて熱せられることが多いため、ガスバリアフィルム3も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ガスバリアフィルム3の構成材料の融点は、通常100以上、好ましくは120以上、より好ましくは130以上であり、また、通常350以下、好ましくは320以下、より好ましくは300以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池14の使用時にガスバリアフィルム3が融解・劣化する可能性を低減できる。   Furthermore, since the thin film solar cell 14 is often heated by receiving light, it is preferable that the gas barrier film 3 also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the gas barrier film 3 is usually 100 or more, preferably 120 or more, more preferably 130 or more, and usually 350 or less, preferably 320 or less, more preferably 300 or less. By increasing the melting point, it is possible to reduce the possibility that the gas barrier film 3 is melted and deteriorated when the thin film solar cell 14 is used.

ガスバリアフィルム3の具体的な構成は、太陽電池素子6を水から保護できる限り任意である。ただし、ガスバリアフィルム3を透過しうる水蒸気や酸素の量を少なくできるフィルムほど製造コストが高くなるため、これらの点を総合的に勘案して適切なものを使用することが好ましい。
以下、ガスバリアフィルム3の構成について、例を挙げて説明する。
The specific configuration of the gas barrier film 3 is arbitrary as long as the solar cell element 6 can be protected from water. However, since the production cost increases as the amount of water vapor or oxygen that can permeate the gas barrier film 3 increases, it is preferable to use an appropriate film considering these points comprehensively.
Hereinafter, the configuration of the gas barrier film 3 will be described with examples.

ガスバリアフィルム3の構成として好ましいものは2例が挙げられる。
一つ目の例は、プラスチックフィルム基材に無機バリア層を配置したフィルムである。この際、無機バリア層は、プラスチックフィルム基材の片面のみに形成してもよいし、プラスチックフィルム基材の両面に形成してもよい。両面に形成するときは、両面に形成する無機バリア層の数が、それぞれ一致していていもよく、異なっていてもよい。
Two examples of the configuration of the gas barrier film 3 are preferable.
The first example is a film in which an inorganic barrier layer is disposed on a plastic film substrate. In this case, the inorganic barrier layer may be formed only on one side of the plastic film substrate, or may be formed on both sides of the plastic film substrate. When forming on both surfaces, the number of inorganic barrier layers formed on both surfaces may be the same or different.

二つ目の例は、プラスチックフィルム基材に、無機バリア層とポリマー層とが互いに隣接して配置された2層からなるユニット層が形成されたフィルムである。この際、無機バリア層とポリマー層とが互いに隣接して配置された2層からなるユニット層を1単位として、このユニット層が1単位(無機バリア層1層とポリマー層1層を合わせて1単位の意味)のみを形成しても良いが、2単位以上形成しても良い。例えば2〜5単位、積層してもよい。   The second example is a film in which a unit layer composed of two layers in which an inorganic barrier layer and a polymer layer are arranged adjacent to each other is formed on a plastic film substrate. At this time, a unit layer composed of two layers in which an inorganic barrier layer and a polymer layer are arranged adjacent to each other is regarded as one unit, and this unit layer is composed of one unit (one inorganic barrier layer and one polymer layer are combined into one unit). (Meaning of unit) may be formed, but two or more units may be formed. For example, 2 to 5 units may be laminated.

ユニット層は、プラスチックフィルム基材の片面のみに形成してもよいし、プラスチックフィルム基材の両面に形成してもよい。両面に形成するときは、両面に形成する無機バリア層及びポリマー層の数が、それぞれ一致していていもよく、異なっていてもよい。また、プラスチックフィルム基材上にユニット層を形成する場合、無機バリア層を形成してからその上にポリマー層を形成してもよいし、ポリマー層を形成してから無機バリア層を形成してもよい。   The unit layer may be formed only on one side of the plastic film substrate, or may be formed on both sides of the plastic film substrate. When forming on both surfaces, the numbers of inorganic barrier layers and polymer layers formed on both surfaces may be the same or different. In addition, when forming a unit layer on a plastic film substrate, an inorganic barrier layer may be formed and then a polymer layer may be formed thereon, or after forming a polymer layer and forming an inorganic barrier layer. Also good.

(プラスチックフィルム基材)
ガスバリアフィルム3に使用されるプラスチックフィルム基材は、上記の無機バリア層及びポリマー層を保持しうるフィルムであれば特に制限はなく、ガスバリアフィルム3の使用目的等から適宜選択することができる。
プラスチックフィルム基材の材料の例を挙げると、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、アクリロイル化合物が挙げられる。また、スピロビインダン、スピロビクロマンを含む縮合ポリマーを用いるのも好ましい。ポリエステル樹脂の中でも、二軸延伸を施したポリエチレンテレフタレート(PET)、同じく二軸延伸したポリエチレンナフタレート(PEN)は、熱的寸度安定性に優れるため、プラスチックフィルム基材として好ましく用いられる。
(Plastic film substrate)
The plastic film substrate used for the gas barrier film 3 is not particularly limited as long as it is a film capable of holding the above-described inorganic barrier layer and polymer layer, and can be appropriately selected from the purpose of use of the gas barrier film 3 and the like.
Examples of the plastic film base material include polyester resin, polyarylate resin, polyethersulfone resin, fluorene ring-modified polycarbonate resin, alicyclic modified polycarbonate resin, and acryloyl compound. It is also preferable to use a condensation polymer containing spirobiindane or spirobichroman. Among the polyester resins, biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) and biaxially stretched polyethylene naphthalate (PEN) are preferably used as a plastic film substrate because they are excellent in thermal dimensional stability.

なおプラスチックフィルム基材の材料は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
プラスチックフィルム基材の厚みは特に規定されないが、通常10μm以上、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上であり、また、通常200μm以下、好ま
しくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。
In addition, 1 type may be used for the material of a plastic film base material, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.
The thickness of the plastic film substrate is not particularly defined, but is usually 10 μm or more, preferably 15 μm or more, more preferably 20 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 180 μm or less, more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase mechanical strength, and decreasing the thickness tends to increase flexibility.

プラスチックフィルム基材は、太陽電池素子6の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。   The plastic film substrate is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not preventing the solar cell element 6 from absorbing light. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is usually 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more, and particularly preferably 85% or more. Preferably it is 90% or more, Especially preferably, it is 95% or more, Especially preferably, it is 97% or more. This is to convert more sunlight into electrical energy.

プラスチックフィルム基材には、無機バリア層との密着性向上のため、アンカーコート剤の層(アンカーコート層)を形成してもよい。通常、アンカーコート層はアンカーコート剤を塗布して形成される。アンカーコート剤としては、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、イソシアネート含有樹脂及びこれらの共重合体などが挙げられる。中でも、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂の1種類以上と、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、イソシアネート基含有樹脂の1種類以上とを組み合わせたものが好ましい。なお、アンカーコート剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   An anchor coat agent layer (anchor coat layer) may be formed on the plastic film substrate in order to improve adhesion to the inorganic barrier layer. Usually, the anchor coat layer is formed by applying an anchor coat agent. Examples of the anchor coating agent include polyester resins, urethane resins, acrylic resins, oxazoline group-containing resins, carbodiimide group-containing resins, epoxy group-containing resins, isocyanate-containing resins, and copolymers thereof. Among these, a combination of at least one of a polyester resin, a urethane resin, and an acrylic resin and at least one of an oxazoline group-containing resin, a carbodiimide group-containing resin, an epoxy group-containing resin, and an isocyanate group-containing resin is preferable. In addition, an anchor coat agent may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

アンカーコート層の厚さは、通常0.005μm以上、好ましくは0.01μm以上であり、通常5μm以下、好ましくは1μm以下である。この範囲の上限値以下の厚さであれば滑り性が良好であり、アンカーコート層自体の内部応力によるプラスチックフィルム基材からの剥離もほとんどない。また、この範囲の下限値以上の厚さであれば、均一な厚さを保つことができ好ましい。   The thickness of the anchor coat layer is usually 0.005 μm or more, preferably 0.01 μm or more, and usually 5 μm or less, preferably 1 μm or less. If the thickness is less than or equal to the upper limit of this range, the slipperiness is good, and there is almost no peeling from the plastic film substrate due to the internal stress of the anchor coat layer itself. Moreover, if it is the thickness more than the lower limit of this range, a uniform thickness can be maintained and it is preferable.

また、プラスチックフィルム基材へのアンカーコート剤の塗布性、接着性を改良するため、アンカーコート剤の塗布前に、プラスチックフィルム基材に通常の化学処理、放電処理などの表面処理を施してもよい。
(無機バリア層)
無機バリア層は通常は金属酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物により形成される層である。なお、無機バリア層を形成する金属酸化物、窒化物及び酸化窒化物は、1種でもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
In addition, in order to improve the applicability and adhesion of the anchor coating agent to the plastic film substrate, the plastic film substrate may be subjected to a surface treatment such as normal chemical treatment or electric discharge treatment before application of the anchor coating agent. Good.
(Inorganic barrier layer)
The inorganic barrier layer is usually a layer formed of a metal oxide, nitride or oxynitride. In addition, the metal oxide, nitride, and oxynitride which form an inorganic barrier layer may be 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

金属酸化物としては、例えば、Si、Al、Mg、In、Ni、Sn、Zn、Ti、Cu、Ce、Ta等の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物などが挙げられる。中でも、高いバリア性と高透明性とを両立させるために、酸化アルミニウムまたは酸化珪素を含むことが好ましく、特に水分の透過性、光線透過性の観点から、酸化珪素を含むことが好ましい。   Examples of the metal oxide include oxides such as Si, Al, Mg, In, Ni, Sn, Zn, Ti, Cu, Ce, and Ta, nitrides, and oxynitrides. Among these, in order to achieve both high barrier properties and high transparency, it is preferable to include aluminum oxide or silicon oxide, and it is particularly preferable to include silicon oxide from the viewpoint of moisture permeability and light transmittance.

各々の金属原子と酸素原子との比率も任意であるが、無機バリア層の透明度を向上させ着色を防ぐためには、酸素原子の比率が酸化物の化学量論的な比率から極端に少なくないことが望ましい。一方、無機バリア層の緻密性を向上させバリア性を高くするためには、酸素原子を少なくすることが望ましい。この観点から、例えば金属酸化物としてSiOを用いる場合には前記xの値は1.5〜1.8が特に好ましい。また、例えば金属酸化物としてAlOを用いる場合には前記xの値は1.0〜1.4が特に好ましい。 The ratio of each metal atom to oxygen atom is also arbitrary, but in order to improve the transparency of the inorganic barrier layer and prevent coloring, the oxygen atom ratio should be extremely small from the stoichiometric ratio of the oxide. Is desirable. On the other hand, in order to improve the denseness of the inorganic barrier layer and increase the barrier property, it is desirable to reduce oxygen atoms. From this viewpoint, for example, when SiO x is used as the metal oxide, the value of x is particularly preferably 1.5 to 1.8. For example, when AlO x is used as the metal oxide, the value of x is particularly preferably 1.0 to 1.4.

また、2種以上の金属酸化物より無機バリア層を構成する場合、金属酸化物としては酸化アルミニウムおよび酸化珪素を含むことが望ましい。中でも無機バリア層が酸化アルミニウムおよび酸化珪素からなる場合、無機バリア層中のアルミニウムとケイ素との比率は
任意に設定することができるが、Si/Alの比率は、通常1/9以上、好ましくは2/8以上であり、また、通常9/1以下、好ましくは2/8以下である。
Moreover, when an inorganic barrier layer is comprised from 2 or more types of metal oxides, it is desirable to contain aluminum oxide and silicon oxide as a metal oxide. Among them, when the inorganic barrier layer is made of aluminum oxide and silicon oxide, the ratio of aluminum to silicon in the inorganic barrier layer can be arbitrarily set, but the ratio of Si / Al is usually 1/9 or more, preferably 2/8 or more, and usually 9/1 or less, preferably 2/8 or less.

無機バリア層の厚みを厚くするとバリア性が高まる傾向にあるが、曲げた際にクラックを生じにくくし割れを防ぐためには、厚みを薄くすることが望ましい。そこで無機バリア層の適正な厚みとしては、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常1000nm以下、好ましくは200nm以下である。
無機バリア層の成膜方法に制限は無いが、一般的にスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法などで行うことができる。例えばスパッタリング法では1種類のあるいは複数の金属ターゲットと酸素ガスを原料とし、プラズマを用いた反応性スパッタ方式で形成することができる。
When the thickness of the inorganic barrier layer is increased, the barrier property tends to be increased. However, it is desirable to reduce the thickness in order to prevent cracking and prevent cracking when bent. Therefore, the appropriate thickness of the inorganic barrier layer is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and is usually 1000 nm or less, preferably 200 nm or less.
Although there is no restriction | limiting in the film-forming method of an inorganic barrier layer, Generally, it can carry out by sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion plating method, plasma CVD method etc. For example, the sputtering method can be formed by a reactive sputtering method using plasma using one or more metal targets and oxygen gas as raw materials.

(ポリマー層)
ポリマー層にはいずれのポリマーでも使用することができ、例えば真空チャンバー内で成膜できるものも用いることができる。なお、ポリマー層を構成するポリマーは、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
前記ポリマーを与える化合物としては多種多様なものを用いることができるが、例えば以下の(i)〜(vii)のようなものが例示される。なお、モノマーは1種を用いてもよ
く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(Polymer layer)
Any polymer can be used for the polymer layer, and for example, a film that can be formed in a vacuum chamber can be used. In addition, the polymer which comprises a polymer layer may use 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
A wide variety of compounds can be used as the compound that gives the polymer, and examples include the following (i) to (vii). In addition, 1 type may be used for a monomer and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(i)例えばヘキサメチルジシロキサン等のシロキサンが挙げられる。ヘキサメチルジシロキサンを用いる場合のポリマー層の形成方法の例を挙げると、RF電極を用いた平行平板型のプラズマ装置にヘキサメチルジシロキサンを蒸気として導入し、プラズマ中で重合反応を起こさせ、プラスチックフィルム基材上に堆積させることでポリマー層をポリシロキサン薄膜として形成できる。   (I) Examples include siloxanes such as hexamethyldisiloxane. An example of a method for forming a polymer layer in the case of using hexamethyldisiloxane is to introduce hexamethyldisiloxane as a vapor into a parallel plate type plasma apparatus using an RF electrode, to cause a polymerization reaction in the plasma, The polymer layer can be formed as a polysiloxane thin film by being deposited on a plastic film substrate.

(ii)例えばジパラキシリレン等のパラキシリレンが挙げられる。ジパラキシリレンを用いる場合のポリマー層の形成方法の例を挙げると、まず高真空中でジパラキシリレンの蒸気を650〜700で加熱することで熱分解させて熱ラジカルを発生させる。そして、そのラジカルモノマー蒸気をチャンバー内に導いて、プラスチックフィルム基材への吸着させると同時にラジカル重合反応を進行させてポリパラキシリレンを堆積させることでポリマー層を形成できる。   (Ii) Examples include paraxylylene such as diparaxylylene. An example of a method for forming a polymer layer in the case of using diparaxylylene is as follows. First, the vapor of diparaxylylene is heated at 650 to 700 in a high vacuum to generate thermal radicals. And the polymer layer can be formed by guiding the radical monomer vapor into the chamber and adsorbing it on the plastic film substrate, and at the same time proceeding radical polymerization reaction to deposit polyparaxylylene.

(iii)例えば二種のモノマーを交互に繰り返し付加重合させることができるモノマー
が挙げられる。これにより得られるポリマーは重付加ポリマーである。重付加ポリマーとしては、例えば、ポリウレタン(ジイソシアナート/グリコール)、ポリ尿素(ジイソシアナート/ジアミン)、ポリチオ尿素(ジチオイソシアナート/ジアミン)、ポリチオエーテルウレタン(ビスエチレンウレタン/ジチオール)、ポリイミン(ビスエポキシ/第一アミン)、ポリペプチドアミド(ビスアゾラクトン/ジアミン)、ポリアミド(ジオレフィン/ジアミド)などが挙げられる。
(Iii) For example, a monomer capable of alternately repeating addition polymerization of two kinds of monomers can be mentioned. The polymer thus obtained is a polyaddition polymer. Examples of the polyaddition polymer include polyurethane (diisocyanate / glycol), polyurea (diisocyanate / diamine), polythiourea (dithioisocyanate / diamine), polythioether urethane (bisethyleneurethane / dithiol), polyimine ( Bisepoxy / primary amine), polypeptide amide (bisazolactone / diamine), polyamide (diolefin / diamide) and the like.

(iv)例えばアクリレートモノマーが挙げられる。アクリレートモノマーには単官能、2官能、多官能のアクリレートモノマーがあるが、いずれを用いてもよい。ただし、適切な蒸発速度、硬化度、硬化速度等を得るために、前記のアクリレートモノマーを2種以上組み合わせて併用することが好ましい。
また、単官能アクリレートモノマーとしては、例えば脂肪族アクリレートモノマー、脂環式アクリレートモノマー、エーテル系アクリレートモノマー、環状エーテル系アクリレートモノマー、芳香族系アクリレートモノマー、水酸基含有アクリレートモノマー、カルボキシ基含有アクリレートモノマー等があるが、いずれも用いることができる。
(Iv) For example, an acrylate monomer can be mentioned. The acrylate monomer includes monofunctional, bifunctional, and polyfunctional acrylate monomers, and any of them may be used. However, in order to obtain an appropriate evaporation rate, degree of cure, cure rate, and the like, it is preferable to use a combination of two or more of the above acrylate monomers.
Examples of monofunctional acrylate monomers include aliphatic acrylate monomers, alicyclic acrylate monomers, ether acrylate monomers, cyclic ether acrylate monomers, aromatic acrylate monomers, hydroxyl group-containing acrylate monomers, carboxy group-containing acrylate monomers, and the like. There are, but any can be used.

(v)例えばエポキシ系やオキセタン系等の、光カチオン硬化ポリマーが得られるモノマーが挙げられる。エポキシ系モノマーとしては、例えば、脂環式エポキシ系モノマー、2官能性モノマー、多官能性オリゴマーなどが挙げられる。また、オキセタン系モノマーとしては、例えば、単官能オキセタン、2官能オキセタン、シルセスキオキサン構造を有するオキセタン等が挙げられる。   (V) Monomers capable of obtaining a photocationically cured polymer, such as epoxy and oxetane, are exemplified. As an epoxy-type monomer, an alicyclic epoxy-type monomer, a bifunctional monomer, a polyfunctional oligomer etc. are mentioned, for example. Examples of the oxetane monomer include monofunctional oxetane, bifunctional oxetane, and oxetane having a silsesquioxane structure.

(vi)例えば酢酸ビニルが挙げられる。モノマーとして酢酸ビニルを用いると、その重合体をケン化することでポリビニルアルコールが得られ、このポリビニルアルコールをポリマーとして使用できる。
(vii)例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、
イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸などが挙げられる。これらは、エチレンとの共重合体を構成させ、この共重合体をポリマーとして使用できる。さらに、これらの混合物、あるいはグリシジルエーテル化合物を混合した混合物、さらにはエポキシ化合物との混合物もポリマーとして用いることができる。
(Vi) An example is vinyl acetate. When vinyl acetate is used as a monomer, polyvinyl alcohol is obtained by saponifying the polymer, and this polyvinyl alcohol can be used as a polymer.
(Vii) For example, acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, fumaric acid, maleic acid,
Examples thereof include unsaturated carboxylic acids such as itaconic acid, monomethyl maleate, monoethyl maleate, maleic anhydride and itaconic anhydride. These constitute a copolymer with ethylene, and the copolymer can be used as a polymer. Furthermore, a mixture thereof, a mixture obtained by mixing glycidyl ether compounds, and a mixture with an epoxy compound can also be used as the polymer.

前記のモノマーを重合してポリマーを生成させる際、モノマーの重合方法に制限は無い。ただし、通常は、モノマーを含む組成物を塗布または蒸着して成膜した後で重合を行うようにする。重合方法の例を挙げると、熱重合開始剤を用いたときはヒーター等による接触加熱;赤外線、マイクロ波等の放射加熱;などにより重合を開始させる。また、光重合開始剤を用いたときは活性エネルギー線を照射して重合を開始させる。活性エネルギー線を照射する場合には様々な光源を使用することができ、例えば、水銀アークランプ、キセノンアークランプ、蛍光ランプ、炭素アークランプ、タングステンーハロゲン輻射ランプおよび日光による照射光などを用いることができる。また、電子線照射や大気圧プラズマ処理を行うこともできる。   There is no restriction | limiting in the polymerization method of a monomer when superposing | polymerizing the said monomer and producing | generating a polymer. However, the polymerization is usually carried out after a composition containing a monomer is applied or deposited to form a film. As an example of the polymerization method, when a thermal polymerization initiator is used, the polymerization is started by contact heating with a heater or the like; radiation heating with infrared rays, microwaves or the like; Moreover, when a photoinitiator is used, an active energy ray is irradiated and polymerization is started. Various light sources can be used when irradiating active energy rays, such as mercury arc lamps, xenon arc lamps, fluorescent lamps, carbon arc lamps, tungsten-halogen radiation lamps, and sunlight irradiation light. Can do. Further, electron beam irradiation or atmospheric pressure plasma treatment can also be performed.

ポリマー層の形成方法は、例えば、塗布法、真空成膜法等が挙げられる。
塗布法でポリマー層を形成する場合、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、カーテンフローコート、スプレーコート、バーコート等の方法を用いることができる。また、ポリマー層形成用の塗布液をミスト状で塗布するようにしてもよい。この場合の液滴の平均粒径は適切な範囲に調整すればよく、例えば重合性モノマーを含有する塗布液をミスト状でプラスチックフィルム基材上に成膜して形成する場合には、液滴の平均粒径は5μm以下、好ましくは1μm以下である。
Examples of the method for forming the polymer layer include a coating method and a vacuum film forming method.
When the polymer layer is formed by a coating method, for example, methods such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, curtain flow coating, spray coating, and bar coating can be used. Moreover, you may make it apply | coat the coating liquid for polymer layer formation in mist form. In this case, the average particle size of the droplets may be adjusted to an appropriate range. For example, when forming a coating liquid containing a polymerizable monomer in the form of a mist on a plastic film substrate, the droplets The average particle size of is 5 μm or less, preferably 1 μm or less.

他方、真空成膜法でポリマー層を形成する場合、例えば、蒸着、プラズマCVD等の成膜方法が挙げられる。
ポリマー層の厚みについては特に限定はないが、通常10nm以上であり、また、通常5000nm以下、好ましくは2000nm以下、より好ましくは1000nm以下である。ポリマー層の厚みを厚くすることで、厚みの均一性が得やすくなり無機バリア層の構造欠陥を効率よくポリマー層で埋めることができ、バリア性が向上する傾向にある。また、ポリマー層の厚みを薄くする事で、曲げ等の外力によりポリマー層自身がクラックを発生しにくくなるためバリア性が向上しうる。
On the other hand, when forming a polymer layer by a vacuum film-forming method, film-forming methods, such as vapor deposition and plasma CVD, are mentioned, for example.
The thickness of the polymer layer is not particularly limited, but is usually 10 nm or more, and is usually 5000 nm or less, preferably 2000 nm or less, more preferably 1000 nm or less. By increasing the thickness of the polymer layer, the uniformity of the thickness can be easily obtained, and structural defects of the inorganic barrier layer can be efficiently filled with the polymer layer, and the barrier property tends to be improved. In addition, by reducing the thickness of the polymer layer, the barrier property can be improved because the polymer layer itself is less likely to crack due to an external force such as bending.

中でも好適なガスバリアフィルム3としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)或いはポリエチレンナフタレート(PEN)等の基材フィルムにSiOを真空蒸着したフィルムなどが挙げられる。
なお、ガスバリアフィルム3は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。また、ガスバリアフィルム3は単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
Particularly suitable gas barrier film 3 includes, for example, a film obtained by vacuum-depositing SiO x on a base film such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN).
In addition, the gas barrier film 3 may be formed with 1 type of material, and may be formed with 2 or more types of materials. The gas barrier film 3 may be formed of a single layer film, but may be a laminated film including two or more layers.

ガスバリアフィルム3の厚みは特に規定されないが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚みを厚くすることでガスバリア性が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まりまた可視光の透過率が向上する傾向にある。   The thickness of the gas barrier film 3 is not particularly defined, but is usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, and is usually 200 μm or less, preferably 180 μm or less, more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase gas barrier properties, and decreasing the thickness tends to increase flexibility and improve visible light transmittance.

ガスバリアフィルム3は、太陽電池素子6を被覆して湿気及び酸素から保護できればその形成位置に制限は無いが、太陽電池素子6の正面(受光面側の面。図2では下側の面)及び背面(受光面とは反対側の面。図2では上側の面)を覆うことが好ましい。薄膜太陽電池14においてはその正面及び背面が他の面よりも大面積に形成されることが多いためである。本実施形態ではガスバリアフィルム3が太陽電池素子6の正面を覆い、後述するガスバリアフィルム9が太陽電池素子6の背面を覆うようになっている。そして、ガスバリアフィルム3,9の縁部をシール材11でシールし、ガスバリアフィルム3,9及びシール材11で囲まれた空間内に太陽電池素子6を納めることにより、太陽電池素子6を湿気及び酸素から保護できるようになっている。なお、後述するバックシート10としてアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フィルムを接着したシートなど防水性の高いシートを用いる場合は、用途によりゲッター材フィルム8及び/又はガスバリアフィルム9を用いなくてもよい。   As long as the gas barrier film 3 covers the solar cell element 6 and can be protected from moisture and oxygen, the formation position is not limited. However, the front surface of the solar cell element 6 (surface on the light receiving surface side, lower surface in FIG. 2) and It is preferable to cover the back surface (the surface opposite to the light receiving surface; the upper surface in FIG. 2). This is because the front and back surfaces of the thin film solar cell 14 are often formed in a larger area than the other surfaces. In this embodiment, the gas barrier film 3 covers the front surface of the solar cell element 6, and a gas barrier film 9 described later covers the back surface of the solar cell element 6. Then, the edges of the gas barrier films 3 and 9 are sealed with the sealing material 11, and the solar cell elements 6 are placed in the space surrounded by the gas barrier films 3 and 9 and the sealing material 11, so that the solar cell elements 6 It can be protected from oxygen. In addition, when using a highly waterproof sheet such as a sheet in which a fluororesin film is bonded to both surfaces of an aluminum foil as the back sheet 10 described later, the getter material film 8 and / or the gas barrier film 9 may not be used depending on the application. .

[ゲッター材フィルム4]
ゲッター材フィルム4は水分及び/又は酸素を吸収するフィルムである。太陽電池素子6の構成部品のなかには前記のように水分で劣化するものがあり、また、酸素によって劣化するものもある。そこで、ゲッター材フィルム4で太陽電池素子6を覆うことにより、太陽電池素子6等を水分及び/又は酸素から保護し、発電能力を高く維持するようにしている。
[Getter material film 4]
The getter material film 4 is a film that absorbs moisture and / or oxygen. Some components of the solar cell element 6 are deteriorated by moisture as described above, and some are deteriorated by oxygen. Therefore, by covering the solar cell element 6 with the getter material film 4, the solar cell element 6 and the like are protected from moisture and / or oxygen, and the power generation capacity is kept high.

ここで、ゲッター材フィルム4は前記のようなガスバリアフィルム3とは異なり、水分の透過を妨げるものではなく、水分を吸収するものである。水分を吸収するフィルムを用いることにより、ガスバリアフィルム3等で太陽電池素子6を被覆した場合に、ガスバリアフィルム3,9及びシール材11で形成される空間に僅かに浸入する水分をゲッター材フィルム4が捕捉して水分による太陽電池素子6への影響を排除できる。   Here, unlike the gas barrier film 3 as described above, the getter material film 4 does not prevent moisture permeation but absorbs moisture. By using a film that absorbs moisture, when the solar cell element 6 is covered with the gas barrier film 3 or the like, the getter material film 4 absorbs moisture that slightly enters the space formed by the gas barrier films 3 and 9 and the sealing material 11. Can be captured and the influence of moisture on the solar cell element 6 can be eliminated.

ゲッター材フィルム4の水分吸収能力の程度は、通常0.1mg/cm以上、好ましくは0.5mg/cm以上、より好ましくは1mg/cm以上である。この数値が高いほど水分吸収能力が高く太陽電池素子6の劣化を抑制しうる。また、上限に制限は無いが、通常10mg/cm以下である。
また、ゲッター材フィルム4が酸素を吸収することにより、ガスバリアフィルム3,9等で太陽電池素子6を被覆した場合に、ガスバリアフィルム3,9及びシール材11で形成される空間に僅かに浸入する酸素をゲッター材フィルム4が捕捉して酸素による太陽電池素子6への影響を排除できる。
The degree of water absorption capacity of the getter material film 4 is usually 0.1 mg / cm 2 or more, preferably 0.5 mg / cm 2 or more, more preferably 1 mg / cm 2 or more. The higher this value, the higher the water absorption capacity, and the deterioration of the solar cell element 6 can be suppressed. Moreover, although there is no restriction | limiting in an upper limit, it is usually 10 mg / cm < 2 > or less.
Further, when the getter material film 4 absorbs oxygen, when the solar cell element 6 is covered with the gas barrier films 3, 9, etc., it slightly enters the space formed by the gas barrier films 3, 9 and the seal material 11. Oxygen is captured by the getter material film 4 and the influence of the oxygen on the solar cell element 6 can be eliminated.

さらに、ゲッター材フィルム4は、太陽電池素子6の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。   Furthermore, the getter material film 4 is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not preventing the solar cell element 6 from absorbing light. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is usually 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more, and particularly preferably 85% or more. Preferably it is 90% or more, Especially preferably, it is 95% or more, Especially preferably, it is 97% or more. This is to convert more sunlight into electrical energy.

さらに、薄膜太陽電池14は光を受けて熱せされることが多いため、ゲッター材フィルム4も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ゲッター材フィルム4の
構成材料の融点は、通常100以上、好ましくは120以上、より好ましくは130以上であり、また、通常350以下、好ましくは320以下、より好ましくは300以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池14の使用時にゲッター材フィルム4が融解・劣化する可能性を低減できる。
Furthermore, since the thin film solar cell 14 is often heated by receiving light, the getter material film 4 preferably has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the getter material film 4 is usually 100 or more, preferably 120 or more, more preferably 130 or more, and usually 350 or less, preferably 320 or less, more preferably 300 or less. . By increasing the melting point, it is possible to reduce the possibility that the getter material film 4 melts and deteriorates when the thin-film solar cell 14 is used.

ゲッター材フィルム4を構成する材料は、水分及び/又は酸素を吸収することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、水分を吸収する物質としてアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、シリカゲル、ゼオライト系化合物、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸ニッケル等の硫酸塩、アルミニウム金属錯体、アルミニウムオキサイドオクチレート等の有機金属化合物などが挙げられる。具体的には、アルカリ土類金属としては、Ca、Sr、Baなどが挙げられる。アルカリ土類金属の酸化物としては、CaO、SrO、BaO等が挙げられる。その他にZr−Al−BaOや、アルミニウム金属錯体等も挙げられる。具体的な商品名を挙げると、例えば、OleDry(双葉電子社製)等が挙げられる。   The material constituting the getter material film 4 is arbitrary as long as it can absorb moisture and / or oxygen. Examples of the material include alkali metal, alkaline earth metal, alkaline earth metal oxide, alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, silica gel, zeolite compound, magnesium sulfate as a substance that absorbs moisture. And sulfates such as sodium sulfate and nickel sulfate, and organometallic compounds such as aluminum metal complexes and aluminum oxide octylates. Specifically, examples of the alkaline earth metal include Ca, Sr, and Ba. Examples of the alkaline earth metal oxide include CaO, SrO, and BaO. In addition, Zr-Al-BaO, an aluminum metal complex, etc. are also mentioned. Specific product names include, for example, OleDry (manufactured by Futaba Electronics).

酸素を吸収する物質としては、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、酸化マグネシウム、酸化鉄等が挙げられる。またFe、Mn、Zn、及びこれら金属の硫酸塩・塩化物塩・硝酸塩等の無機塩も挙げられる。
なお、ゲッター材フィルム4は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。また、ゲッター材フィルム4は単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
Examples of the substance that absorbs oxygen include activated carbon, silica gel, activated alumina, molecular sieve, magnesium oxide, and iron oxide. In addition, Fe, Mn, Zn, and inorganic salts such as sulfates, chlorides, and nitrates of these metals are also included.
In addition, the getter material film 4 may be formed of one type of material or may be formed of two or more types of materials. The getter material film 4 may be formed of a single layer film, but may be a laminated film including two or more layers.

ゲッター材フィルム4の厚みは特に規定されないが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。
ゲッター材フィルム4は、ガスバリアフィルム3,9及びシール材11で形成される空間内であればその形成位置に制限は無いが、太陽電池素子6の正面(受光面側の面。図2では下側の面)及び背面(受光面とは反対側の面。図2では上側の面)を覆うことが好ましい。薄膜太陽電池14においてはその正面及び背面が他の面よりも大面積に形成されることが多いため、これらの面を介して水分及び酸素が浸入する傾向があるからである。この観点から、ゲッター材フィルム4はガスバリアフィルム3と太陽電池素子6との間に設けることが好ましい。本実施形態ではゲッター材フィルム4が太陽電池素子6の正面を覆い、後述するゲッター材フィルム8が太陽電池素子6の背面を覆い、ゲッター材フィルム4,8がそれぞれ太陽電池素子6とガスバリアフィルム3,9との間に位置するようになっている。なお、後述するバックシート10としてアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フィルムを接着したシートなど防水性の高いシートを用いる場合は、用途によりゲッター材フィルム8及び/又はガスバリアフィルム9を用いなくてもよい。
The thickness of the getter material film 4 is not particularly specified, but is usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 180 μm or less, more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase mechanical strength, and decreasing the thickness tends to increase flexibility.
If the getter material film 4 is in the space formed by the gas barrier films 3, 9 and the sealing material 11, the formation position is not limited. However, the front surface of the solar cell element 6 (surface on the light receiving surface side; lower in FIG. 2). Side surface) and the back surface (surface opposite to the light receiving surface; upper surface in FIG. 2) are preferably covered. This is because, in the thin film solar cell 14, the front and back surfaces are often formed in a larger area than the other surfaces, and therefore moisture and oxygen tend to enter through these surfaces. From this viewpoint, the getter material film 4 is preferably provided between the gas barrier film 3 and the solar cell element 6. In this embodiment, the getter material film 4 covers the front surface of the solar cell element 6, a getter material film 8 described later covers the back surface of the solar cell element 6, and the getter material films 4 and 8 are respectively the solar cell element 6 and the gas barrier film 3. , 9 are located between them. In addition, when using a highly waterproof sheet such as a sheet in which a fluororesin film is bonded to both surfaces of an aluminum foil as the back sheet 10 described later, the getter material film 8 and / or the gas barrier film 9 may not be used depending on the application. .

ゲッター材フィルム4は吸水剤又は乾燥剤の種類に応じて任意の方法で形成することができるが、例えば、吸水剤又は乾燥剤を分散したフィルムを粘着剤で添付する方法、吸水剤又は乾燥剤の溶液をスピンコート法、インクジェット法、ディスペンサー法等で塗布する方法などを用いることができる。また真空蒸着法、スパッタリング法などの成膜法を使用してもよい。   The getter material film 4 can be formed by any method depending on the type of the water-absorbing agent or desiccant. For example, a method of attaching a film in which the water-absorbing agent or desiccant is dispersed with an adhesive, water-absorbing agent or desiccant A method of applying the solution by a spin coating method, an inkjet method, a dispenser method, or the like can be used. A film forming method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method may be used.

吸水剤又は乾燥剤のためのフイルムとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を用いることができる。中でも、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂
、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のフィルムが好ましい。なお、前記樹脂は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Examples of the film for the water absorbing agent or the drying agent include polyethylene resins, polypropylene resins, cyclic polyolefin resins, polystyrene resins, acrylonitrile-styrene copolymers (AS resins), and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers. (ABS resin), polyvinyl chloride resin, fluorine resin, poly (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, and the like can be used. Among these, films of polyethylene resin, fluorine resin, cyclic polyolefin resin, and polycarbonate resin are preferable. In addition, the said resin may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

[封止材5]
封止材5は、太陽電池素子6を補強するフィルムである。太陽電池素子6は薄いため通常は強度が弱く、ひいては薄膜太陽電池の強度が弱くなる傾向があるが、封止材5により強度を高く維持することが可能である。
また、封止材5は、薄膜太陽電池14の強度保持の観点から強度が高いことが好ましい。
[Sealing material 5]
The sealing material 5 is a film that reinforces the solar cell element 6. Since the solar cell element 6 is thin, the strength is usually weak, and thus the strength of the thin film solar cell tends to be weak. However, the strength can be maintained high by the sealing material 5.
Moreover, it is preferable that the sealing material 5 has high strength from the viewpoint of maintaining the strength of the thin-film solar cell 14.

具体的強度については、封止材5以外の耐候性保護フィルム1やバックシート10の強度とも関係することになり一概には規定しにくいが、薄膜太陽電池14全体が良好な曲げ加工性を有し、折り曲げ部分の剥離を生じないような強度を有するのが望ましい。
また、封止材5は、太陽電池素子6の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
The specific strength is related to the strength of the weatherproof protective film 1 other than the sealing material 5 and the strength of the back sheet 10 and is generally difficult to define, but the thin film solar cell 14 as a whole has good bending workability. However, it is desirable to have a strength that does not cause peeling of the bent portion.
In addition, the sealing material 5 is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not preventing the solar cell element 6 from absorbing light. For example, the transmittance of visible light (wavelength 360 to 830 nm) is usually 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more, and particularly preferably 85% or more. Preferably it is 90% or more, Especially preferably, it is 95% or more, Especially preferably, it is 97% or more. This is to convert more sunlight into electrical energy.

さらに、薄膜太陽電池14は光を受けて熱せられることが多いため、封止材5も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、封止材5の構成材料の融点は、通常100以上、好ましくは120以上、より好ましくは130以上であり、また、通常350以下、好ましくは320以下、より好ましくは300以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池14の使用時に封止材5が融解・劣化する可能性を低減できる。   Furthermore, since the thin film solar cell 14 is often heated by receiving light, it is preferable that the sealing material 5 also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the sealing material 5 is usually 100 or more, preferably 120 or more, more preferably 130 or more, and usually 350 or less, preferably 320 or less, more preferably 300 or less. . By increasing the melting point, it is possible to reduce the possibility that the sealing material 5 melts and deteriorates when the thin film solar cell 14 is used.

封止材5の厚みは特に規定されないが、通常100μm以上、好ましくは150μm以上、より好ましくは200μm以上であり、また、通常700μm以下、好ましくは600μm以下、より好ましくは500μm以下である。厚みを厚くすることで薄膜太陽電池14全体の強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まりまた可視光の透過率が向上する傾向にある。   The thickness of the sealing material 5 is not particularly defined, but is usually 100 μm or more, preferably 150 μm or more, more preferably 200 μm or more, and usually 700 μm or less, preferably 600 μm or less, more preferably 500 μm or less. Increasing the thickness tends to increase the strength of the thin-film solar cell 14 as a whole, and decreasing the thickness tends to increase flexibility and improve visible light transmittance.

封止材5を構成する材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂組成物をフィルムにしたもの(EVAフィルム)などを用いることができる。EVAフィルムには通常は耐候性の向上のために架橋剤を配合して架橋構造を構成させる。この架橋剤としては、一般に、100℃以上でラジカルを発生する有機過酸化物が用いられる。このような有機過酸化物としては、例えば、2,5−ジメチルヘキサン;2,5−ジハイドロパーオキサイド;2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン;3−ジ−t−ブチルパーオキサイド等を用いることができる。これらの有機過酸化物の配合量は、EVA樹脂100重量部に対して、通常5重量部以下、好ましくは3重量部以下であり、通常1重量部以上である。なお、架橋剤は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   As a material which comprises the sealing material 5, what used the ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) resin composition for the film (EVA film) etc. can be used, for example. In order to improve weather resistance, the EVA film is usually blended with a crosslinking agent to form a crosslinked structure. As the crosslinking agent, an organic peroxide that generates radicals at 100 ° C. or higher is generally used. Examples of such an organic peroxide include 2,5-dimethylhexane; 2,5-dihydroperoxide; 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane; Di-t-butyl peroxide or the like can be used. The compounding amount of these organic peroxides is usually 5 parts by weight or less, preferably 3 parts by weight or less, and usually 1 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the EVA resin. In addition, 1 type may be used for a crosslinking agent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

このEVA樹脂組成物には、接着力向上の目的で、シランカップリング剤を含有させてもよい。この目的に供されるシランカップリング剤としては、例えば、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン;ビニルトリクロロシラン;ビニルトリエトキシシラン;ビニル−トリス−(β−メトキシエトキシ)シラン;γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン;β−(3,4−エトキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤の配合量は、EVA樹脂100重量部に対して、通常5重量部以下、好ましくは2重量部以下であり、通常0.1重量部以上である。
なお、シランカップリング剤は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
This EVA resin composition may contain a silane coupling agent for the purpose of improving the adhesive strength. Examples of silane coupling agents used for this purpose include γ-chloropropyltrimethoxysilane; vinyltrichlorosilane; vinyltriethoxysilane; vinyl-tris- (β-methoxyethoxy) silane; γ-methacryloxypropyltri Methoxysilane; β- (3,4-ethoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and the like can be mentioned. The compounding amount of these silane coupling agents is usually 5 parts by weight or less, preferably 2 parts by weight or less, and usually 0.1 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the EVA resin.
In addition, 1 type may be used for a silane coupling agent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

更に、EVA樹脂のゲル分率を向上させ、耐久性を向上するために、EVA樹脂組成物に架橋助剤を含有させてもよい。この目的に供される架橋助剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルイソシアネート等の3官能の架橋助剤等の単官能の架橋助剤等が挙げられる。これらの架橋助剤の配合量は、EVA樹脂100重量部に対して、通常10重量部以下、好ましくは5重量部以下であり、また、通常1重量部以上である。なお、架橋助剤は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Furthermore, in order to improve the gel fraction of the EVA resin and improve the durability, a crosslinking aid may be included in the EVA resin composition. Examples of the crosslinking aid provided for this purpose include monofunctional crosslinking aids such as trifunctional crosslinking aids such as triallyl isocyanurate and triallyl isocyanate. The amount of these crosslinking aids is usually 10 parts by weight or less, preferably 5 parts by weight or less, and usually 1 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the EVA resin. In addition, 1 type may be used for a crosslinking adjuvant, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.

更に、EVA樹脂の安定性を向上する目的で、EVA樹脂組成物に、例えばハイドロキノン;ハイドロキノンモノメチルエーテル;p−ベンゾキノン;メチルハイドロキノンなどを含有させてもよい。これらの配合量は、EVA樹脂100重量部に対して、通常5重量部以下である。
しかし、EVA樹脂の架橋処理には1〜2時間程度の比較的長時間を要するため、薄膜太陽電池14の生産速度および生産効率を低下させる原因となる場合がある。また、長期間使用の際には、EVA樹脂組成物の分解ガス(酢酸ガス)またはEVA樹脂自体が有する酢酸ビニル基が、太陽電池素子6に悪影響を与えて発電効率が低下させる場合がある。そこで、封止材5としては、EVAフィルムの他に、プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体からなる共重合体のフィルムを用いることもできる。この共重合体としては、例えば、下記成分1および成分2が配合された熱可塑性樹脂組成物が挙げられる。
Furthermore, for the purpose of improving the stability of the EVA resin, the EVA resin composition may contain, for example, hydroquinone; hydroquinone monomethyl ether; p-benzoquinone; methyl hydroquinone. These compounding quantities are normally 5 weight part or less with respect to 100 weight part of EVA resin.
However, since the EVA resin cross-linking process requires a relatively long time of about 1 to 2 hours, it may cause a reduction in the production rate and production efficiency of the thin-film solar cell 14. Further, when used for a long period of time, the decomposition gas (acetic acid gas) of the EVA resin composition or the vinyl acetate group of the EVA resin itself may adversely affect the solar cell element 6 and reduce the power generation efficiency. Therefore, as the sealing material 5, in addition to the EVA film, a copolymer film made of a propylene / ethylene / α-olefin copolymer can also be used. As this copolymer, the thermoplastic resin composition with which the following component 1 and the component 2 were mix | blended is mentioned, for example.

・成分1:プロピレン系重合体が、通常0重量部以上、好ましくは10重量部以上であり、また、通常70重量部以下、好ましくは50重量部以下。
・成分2:軟質プロピレン系共重合体が、30重量部以上、好ましくは50重量部以上であり、また、通常100重量部以下、好ましくは90重量部以下。
なお、成分1および成分2の合計量は100重量部である。上記のように、成分1および成分2が好ましい範囲にあると、封止材5のシートへの成形性が良好であるとともに、得られる封止材5の耐熱性、透明性および柔軟性が良好となり、薄膜太陽電池14に好適である。
Component 1: The propylene-based polymer is usually 0 part by weight or more, preferably 10 parts by weight or more, and usually 70 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight or less.
-Component 2: A soft propylene-type copolymer is 30 weight part or more, Preferably it is 50 weight part or more, and is 100 weight part or less normally, Preferably it is 90 weight part or less.
The total amount of component 1 and component 2 is 100 parts by weight. As described above, when component 1 and component 2 are in a preferred range, the moldability of the encapsulant 5 into a sheet is good, and the resulting encapsulant 5 has good heat resistance, transparency, and flexibility. Therefore, it is suitable for the thin film solar cell 14.

上記の成分1および成分2が配合された熱可塑性樹脂組成物は、メルトフローレート(ASTM D 1238、230度、荷重2.16kg)が、通常0.0001g/10分以上であり、また、通常1000g/10分以下、好ましくは900g/10分以下、より好ましくは800g/10分以下である。
成分1および成分2が配合された熱可塑性樹脂組成物の融点は、通常100以上、好ましくは110以上である。また通常140以下、好ましくは135以下である。
The thermoplastic resin composition in which the above component 1 and component 2 are blended has a melt flow rate (ASTM D 1238, 230 degrees, load 2.16 kg) of usually 0.0001 g / 10 min or more. It is 1000 g / 10 min or less, preferably 900 g / 10 min or less, more preferably 800 g / 10 min or less.
The melting point of the thermoplastic resin composition containing component 1 and component 2 is usually 100 or more, preferably 110 or more. Moreover, it is 140 or less normally, Preferably it is 135 or less.

また成分1および成分2が配合・BR>ウれた熱可塑性樹脂組成物の密度は、0.98g
/cm以下が好ましく、0.95g/cm以下がより好ましく、0.94g/cm以下がさらに好ましい。
この封止材5においては、上記成分1および成分2に、プラスチックなどに対する接着促進剤としてカップリング剤を配合することが可能である。カップリング剤は、シラン系、チタネート系、クロム系の各カップリング剤が好ましく用いられ、特にシラン系のカップリング剤(シランカップリング剤)が好適に用いられる。
In addition, the density of the thermoplastic resin composition in which component 1 and component 2 are blended and BR> wound is 0.98 g.
/ Cm 3 or less is preferable, 0.95 g / cm 3 or less is more preferable, and 0.94 g / cm 3 or less is more preferable.
In this sealing material 5, it is possible to mix | blend a coupling agent with the said component 1 and component 2 as an adhesion promoter with respect to a plastics. As the coupling agent, silane, titanate, and chromium coupling agents are preferably used, and a silane coupling agent (silane coupling agent) is particularly preferably used.

上記シランカップリング剤としては公知のものが使用でき、特に制限はないが、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシーエトキシシラン)、γ−グリシドキシプロピルートリピルトリーメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。なお、カップリング剤は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Known silane coupling agents can be used and are not particularly limited. For example, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltris (β-methoxy-ethoxysilane), γ-glycidoxypropyl-tri Piltrie methoxysilane, γ-
Examples include aminopropyltriethoxysilane. In addition, 1 type may be used for a coupling agent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

また、これらは熱可塑性樹脂組成物(成分1および成分2の合計量)100重量部に対して、上記シランカップリング剤を通常0.1重量部以上、また、通常5重量部以下、好ましくは3重量部以下含むことが望ましい。
また、上記カップリング剤は、有機過酸化物を用いて、当該熱可塑性樹脂組成物にグラフト反応させてもよい。この場合、熱可塑性樹脂組成物(成分1および成分2の合計量)100重量部に対して、上記カップリング剤を0.1〜5重量部含むことが望ましい。シラングラフト化された熱可塑性樹脂組成物を用いても、ガラス、プラスチックに対して、シランカップリング剤ブレンドと同等以上の接着性が得られる。
These are usually 0.1 parts by weight or more, usually 5 parts by weight or less, preferably 100 parts by weight of the silane coupling agent, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin composition (total amount of Component 1 and Component 2). It is desirable to contain 3 parts by weight or less.
The coupling agent may be grafted to the thermoplastic resin composition using an organic peroxide. In this case, it is desirable that 0.1 to 5 parts by weight of the coupling agent is included with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin composition (total amount of component 1 and component 2). Even if a silane-grafted thermoplastic resin composition is used, the same or better adhesiveness as that of the silane coupling agent blend can be obtained for glass and plastic.

有機過酸化物を用いる場合、有機過酸化物は、熱可塑性樹脂組成物(成分1および成分2の合計量)100重量部に対して、通常0.001重量部以上、好ましくは0.01重量部以上、また、通常5重量部以下、好ましくは3重量部以下である。
また、封止材5としてエチレン・α−オレフィン共重合体からなる共重合体を用いることもできる。この共重合体としては、下記に示す成分Aおよび成分Bからなる封止材用樹脂組成物と基材とを積層してなる、ホットタック性が5〜25℃のラミネートフィルムが例示される。
When the organic peroxide is used, the organic peroxide is usually 0.001 part by weight or more, preferably 0.01 part by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin composition (total amount of Component 1 and Component 2). Part or more, and usually 5 parts by weight or less, preferably 3 parts by weight or less.
Further, a copolymer made of an ethylene / α-olefin copolymer can be used as the sealing material 5. Examples of the copolymer include a laminate film having a hot tack property of 5 to 25 ° C., which is formed by laminating a resin composition for a sealing material comprising the following components A and B and a substrate.

・成分A:エチレン系樹脂。
・成分B:以下の(a)〜(d)の性状を有するエチレンとα−オレフィンとの共重合体。
(a)密度が0.86〜0.935g/cm
(b)メルトフローレート(MFR)が1〜50g/10分。
Component A: ethylene resin.
Component B: a copolymer of ethylene and an α-olefin having the following properties (a) to (d).
(A) Density is 0.86-0.935 g / cm 3 .
(B) Melt flow rate (MFR) is 1 to 50 g / 10 min.

(c)温度上昇溶離分別(TREF)によって得られる溶出曲線のピークが1つであり;該ピーク温度が100以下である。
(d)温度上昇溶離分別(TREF)による積分溶出量が、90℃のとき90%以上である。
成分Aと成分Bとの配合割合(成分A/成分B)は、重量比で、通常50/50以上、好ましくは55/45以上、より好ましくは60/40以上であり、また、通常99/1以下、好ましくは90/10以下、より好ましくは85/15以下である。成分Bの配合量を多くすることで透明性やヒートシール性が高まる傾向にあり、成分Bの配合量を少なくすることでフィルムの作業性が高まる傾向にある。
(C) There is one peak in the elution curve obtained by temperature rising elution fractionation (TREF); the peak temperature is 100 or less.
(D) The integrated elution amount by temperature rising elution fractionation (TREF) is 90% or more at 90 ° C.
The blending ratio (component A / component B) of component A and component B is usually 50/50 or more, preferably 55/45 or more, more preferably 60/40 or more, and usually 99 / 1 or less, preferably 90/10 or less, more preferably 85/15 or less. Increasing the amount of component B tends to increase transparency and heat sealability, and decreasing the amount of component B tends to increase the workability of the film.

成分Aと成分Bを配合して生成される封止材用樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)は、通常2g/10分以上、好ましくは3g/10分以上であり、通常50g/10分以下、好ましくは40g/10分以下である。なおMFRの測定と評価は、JIS K7210(190℃、2.16kg荷重)に準拠する方法によって実施することができる。   The melt flow rate (MFR) of the resin composition for a sealing material produced by blending component A and component B is usually 2 g / 10 minutes or more, preferably 3 g / 10 minutes or more, and usually 50 g / 10 minutes. Hereinafter, it is preferably 40 g / 10 min or less. In addition, the measurement and evaluation of MFR can be implemented by the method based on JISK7210 (190 degreeC, 2.16kg load).

封止材用樹脂組成物の融点は、好ましくは50以上、より好ましくは55以上であり、また、通常300以下、好ましくは250以下、さらに好ましくは200以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池14の使用時に融解・劣化する可能性を低減できる。
封止材用樹脂組成物の密度は、0.80g/cm以上が好ましく、0.85g/cm以上がより好ましく、また、0.98g/cm以下が好ましく、0.95g/cm以下がより好ましく、0.94g/cm以下がさらに好ましい。なお、密度の測定と評価は、JIS K7112に準拠する方法によって実施することができる。
The melting point of the encapsulant resin composition is preferably 50 or more, more preferably 55 or more, and is usually 300 or less, preferably 250 or less, and more preferably 200 or less. By increasing the melting point, the possibility of melting and deterioration during use of the thin-film solar cell 14 can be reduced.
The density of the resin composition for a sealing material is preferably 0.80 g / cm 3 or more, more preferably 0.85 g / cm 3 or more, and preferably 0.98 g / cm 3 or less, 0.95 g / cm 3. The following is more preferable, and 0.94 g / cm 3 or less is more preferable. The measurement and evaluation of density can be performed by a method based on JIS K7112.

さらに、エチレン・α−オレフィン共重合体を用いた封止材5において、前記プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体を用いた場合と同様に、カップリング剤を用いることが可能である。
上述した封止材5は、材料由来の分解ガスを発生することがないため、太陽電池素子6への悪影響がなく、良好な耐熱性、機械強度、柔軟性(太陽電池封止性)および透明性を有する。また、材料の架橋工程を必要としないため、シート成形時および薄膜太陽電池100の製造時間が大きく短縮できるとともに、使用後の薄膜太陽電池14のリサイクルも容易となる。
Further, in the encapsulant 5 using the ethylene / α-olefin copolymer, a coupling agent can be used as in the case of using the propylene / ethylene / α-olefin copolymer.
Since the sealing material 5 described above does not generate a decomposition gas derived from the material, the solar cell element 6 is not adversely affected, and has good heat resistance, mechanical strength, flexibility (solar cell sealing property), and transparency. Have sex. Further, since no material cross-linking step is required, the manufacturing time of the thin film solar cell 100 during sheet molding can be greatly reduced, and the thin film solar cell 14 after use can be easily recycled.

なお、封止材5は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。また、封止材5は単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
封止材5の厚みは、通常2μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上であり、また、通常500μm以下、好ましくは300μm以下、より好ましくは100μm以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まりまた光線透過率が高まる傾向にある。
In addition, the sealing material 5 may be formed with 1 type of material, and may be formed with 2 or more types of materials. Moreover, although the sealing material 5 may be formed with the single layer film, the laminated | multilayer film provided with the film of 2 or more layers may be sufficient as it.
The thickness of the sealing material 5 is usually 2 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and usually 500 μm or less, preferably 300 μm or less, more preferably 100 μm or less. Increasing the thickness tends to increase mechanical strength, and decreasing the thickness tends to increase flexibility and light transmittance.

封止材5を設ける位置に制限は無いが、通常は太陽電池素子6を挟み込むように設ける。太陽電池素子6を確実に保護するためである。本実施形態では、太陽電池素子6の正面及び背面にそれぞれ封止材5及び封止材7を設けるようにしている。
[太陽電池素子6]
太陽電池素子6は、先日の光電変換素子と同様である。
Although there is no restriction | limiting in the position which provides the sealing material 5, Usually, it provides so that the solar cell element 6 may be inserted | pinched. This is for reliably protecting the solar cell element 6. In this embodiment, the sealing material 5 and the sealing material 7 are provided on the front surface and the back surface of the solar cell element 6, respectively.
[Solar cell element 6]
The solar cell element 6 is the same as the photoelectric conversion element of the other day.

・太陽電池素子同士の接続
太陽電池素子6は、薄膜太陽電池14の1個あたり1個だけを設けてもよいが、通常は2個以上の太陽電池素子6を設ける。具体的な太陽電池素子6の個数は任意に設定すればよい。太陽電池素子6を複数設ける場合、太陽電池素子6はアレイ状に並べて設けられていることが多い。
-Connection between solar cell elements Only one solar cell element 6 may be provided for each thin film solar cell 14, but usually two or more solar cell elements 6 are provided. The specific number of solar cell elements 6 may be set arbitrarily. When a plurality of solar cell elements 6 are provided, the solar cell elements 6 are often arranged in an array.

太陽電池素子6を複数設ける場合、通常は、太陽電池素子6同士は電気的に接続され、接続された一群の太陽電池素子6から生じた電気を端子(図示せず)から取り出すようになっていて、この際、電圧を高めるため通常は太陽電池素子は直列に接続される。
このように太陽電池素子6同士を接続する場合には、太陽電池素子6間の距離は小さいことが好ましく、ひいては、太陽電池素子6と太陽電池素子6との間の隙間は狭いことが好ましい。太陽電池素子6の受光面積を広くして受光量を増加させ、薄膜太陽電池14の発電量を増加させるためである。
When a plurality of solar cell elements 6 are provided, the solar cell elements 6 are usually electrically connected to each other, and electricity generated from the connected group of solar cell elements 6 is taken out from a terminal (not shown). At this time, the solar cell elements are usually connected in series in order to increase the voltage.
Thus, when connecting the solar cell elements 6, it is preferable that the distance between the solar cell elements 6 is small, and the clearance between the solar cell element 6 and the solar cell element 6 is preferably narrow. This is because the light receiving area of the solar cell element 6 is widened to increase the amount of received light, and the amount of power generated by the thin film solar cell 14 is increased.

[封止材7]
封止材7は、上述した封止材5と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他は封止材7と同様のものを同様に用いることができる。
また、太陽電池素子6よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。
[Encapsulant 7]
The sealing material 7 is a film similar to the sealing material 5 described above, and the same material as the sealing material 7 can be used in the same manner except that the arrangement position is different.
Moreover, since the constituent member on the back side of the solar cell element 6 does not necessarily need to transmit visible light, a member that does not transmit visible light can be used.

[ゲッター材フィルム8]
ゲッター材フィルム8は、上述したゲッター材フィルム4と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他はゲッター材フィルム4と同様のものを同様に必要に応じて用いることができる。
また、太陽電池素子6よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。また使用する水分あるいは酸素吸収剤をゲッター材フィルム4よりも多く含有するフィルムを用いることも可能となる
。このような吸収剤としては、水分吸収剤としてCaO、BaO、Zr−Al−BaO、酸素の吸収剤として活性炭、モレキュラーシーブなどが挙げられる。
[Getter material film 8]
The getter material film 8 is the same film as the getter material film 4 described above, and the same material as the getter material film 4 can be used as necessary, except for the arrangement position.
Moreover, since the constituent member on the back side of the solar cell element 6 does not necessarily need to transmit visible light, a member that does not transmit visible light can be used. It is also possible to use a film containing more water or oxygen absorbent than the getter material film 4. Examples of such absorbents include CaO, BaO, Zr-Al-BaO as moisture absorbents, and activated carbon, molecular sieves, etc. as oxygen absorbents.

[ガスバリアフィルム9]
ガスバリアフィルム9は、上述したガスバリアフィルム3と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他はガスバリアフィルム9と同様のものを同様に必要に応じて用いることができる。
また、太陽電池素子6よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。
[Gas barrier film 9]
The gas barrier film 9 is the same film as the gas barrier film 3 described above, and the same material as the gas barrier film 9 can be used as necessary except that the arrangement position is different.
Moreover, since the constituent member on the back side of the solar cell element 6 does not necessarily need to transmit visible light, a member that does not transmit visible light can be used.

[バックシート10]
バックシート10は、上述した耐候性保護フィルム1と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他は耐候性保護フィルム1と同様のものを同様に用いることができる。また、このバックシート10が水及び酸素を透過させ難いものであれば、バックシート10をガスバリア層として機能させることも可能である。
[Backsheet 10]
The back sheet 10 is the same film as the weather-resistant protective film 1 described above, and the same material as the weather-resistant protective film 1 can be used in the same manner except that the arrangement position is different. In addition, if the back sheet 10 is difficult to permeate water and oxygen, the back sheet 10 can also function as a gas barrier layer.

また、太陽電池素子6よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。このため、バックシート10としては、以下に説明するもの(i)〜(iv)を用いることが特に好ましい。
(i)バックシート10としては、強度に優れ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性に優れた各種の樹脂のフィルムないしシートを使用することができる。例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリルースチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、その他等の各種の樹脂のシートを使用することができる。これらの樹脂のシートの中でも、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂のシートを使用することが好ましい。なお、これらは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Moreover, since the constituent member on the back side of the solar cell element 6 does not necessarily need to transmit visible light, a member that does not transmit visible light can be used. For this reason, it is particularly preferable to use the following (i) to (iv) as the backsheet 10.
(I) As the back sheet 10, various resin films or sheets excellent in strength and excellent in weather resistance, heat resistance, water resistance, and light resistance can be used. For example, polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyvinyl chloride resin, fluorine Resins, poly (meth) acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, polyamide resins such as various nylons, polyimide resins, polyamideimide resins, polyarylphthalate resins Sheet of various resins such as silicone resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyethersulfone resin, polyurethane resin, acetal resin, cellulose resin, etc. It is possible to use. Among these resin sheets, it is preferable to use a fluorine resin, a cyclic polyolefin resin, a polycarbonate resin, a poly (meth) acrylic resin, a polyamide resin, or a polyester resin sheet. In addition, these may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(ii)バックシート10としては、金属薄膜を用いることもできる。例えば、腐蝕防止したアルミニウム金属箔、ステンレス製薄膜などが挙げられる。なお、前記の金属は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(iii)バックシート10としては、例えばアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フイルムを
接着した防水性の高いシートを用いても良い。フッ素系樹脂としては、例えば、一弗化エチレン(商品名:テドラー,デュポン社製)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとエチレン又はプロピレンとのコポリマー(ETFE)、フッ化ビニリデン系樹脂(PVDF)、フッ化ビニル系樹脂(PVF)等が挙げられる。なお、フッ素系樹脂は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(Ii) As the back sheet 10, a metal thin film can also be used. For example, corrosion-resistant aluminum metal foil, stainless steel thin film, and the like can be mentioned. In addition, the said metal may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
(Iii) As the back sheet 10, for example, a highly waterproof sheet in which a fluorine resin film is bonded to both surfaces of an aluminum foil may be used. Examples of the fluorine-based resin include ethylene monofluoride (trade name: Tedlar, manufactured by DuPont), polytetrafluoroethylene (PTFE), a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene or propylene (ETFE), and vinylidene fluoride-based resin. (PVDF), vinyl fluoride resin (PVF) and the like. In addition, 1 type may be used for fluororesin and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(iv)バックシート10としては、例えば、基材フィルムの片面あるは両面に、無機酸化物の蒸着膜を設け、更に、上記の無機酸化物の蒸着膜を設けた基材フィルムの両面に、耐熱性のポリプロピレン系樹脂フィルムを積層したものを用いてもよい。なお、通常は、基材フィルムにポリプロピレン系樹脂フィルムを積層する場合には、ラミネート用接着剤で張り合わせることで積層する。無機酸化物の蒸着膜を設けることで、水分、酸素等の侵
入を防止する防湿性に優れたバックシート10として使用できる。
(Iv) As the back sheet 10, for example, an inorganic oxide vapor-deposited film is provided on one side or both sides of the base film, and further, on both sides of the base film provided with the inorganic oxide vapor-deposited film, You may use what laminated | stacked the heat resistant polypropylene resin film. Usually, when a polypropylene resin film is laminated on the base film, the lamination is performed by laminating with a laminating adhesive. By providing an inorganic oxide vapor-deposited film, it can be used as a back sheet 10 having excellent moisture resistance that prevents intrusion of moisture, oxygen and the like.

・基材フィルム
基材フィルムとしては、基本的には、無機酸化物の蒸着膜等との密接着性に優れ、強度に優れ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性に優れた各種の樹脂のフィルムを使用することができる。例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリルースチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、その他等の各種の樹脂のフィルムを使用することができる。中でも、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、または、ポリエステル系樹脂のフィルムを使用することが好ましい。
・ Base film
Basically, as the base film, various resin films having excellent close adhesion with an inorganic oxide vapor deposition film, etc., excellent strength, weather resistance, heat resistance, water resistance, and light resistance are used. Can be used. For example, polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyvinyl chloride resin, fluorine Resins, poly (meth) acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, polyamide resins such as various nylons, polyimide resins, polyamideimide resins, polyaryl phthalate resins Silicone resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyethersulfone resin, polyurethane resin, acetal resin, cellulosic resin, etc. It is possible to use. Among these, it is preferable to use a film of a fluorine resin, a cyclic polyolefin resin, a polycarbonate resin, a poly (meth) acrylic resin, a polyamide resin, or a polyester resin.

上記のような各種の樹脂のフィルムのなかでも、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ化ビニリデン系樹脂(PVDF)、または、フッ化ビニル系樹脂(PVF)等のフッ素系樹脂のフィルムを使用することがより好ましい。更に、このフッ素系樹脂のフィルムの中でも、特に、ポリフッ化ビニル系樹脂(PVF);テトラフルオロエチレンとエチレン又はプロピレンとのコポリマー(ETFE)からなるフッ素系樹脂のフィルムが、強度等の観点から特に好ましい。なお、前記樹脂は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   Among the various resin films described above, for example, a film of a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), or vinyl fluoride resin (PVF) is used. More preferably it is used. Further, among the fluororesin films, in particular, a fluororesin film (PVF); a fluororesin film made of a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene or propylene (ETFE) is particularly preferable from the viewpoint of strength and the like. preferable. In addition, the said resin may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

また、上記のような各種の樹脂のフィルムのなかでも、シクロペンタジエン及びその誘導体、シクロヘキサジエン及びその誘導体等の環状ポリオレフィン系樹脂のフィルムを使用することもより好ましい。
基材フィルムの膜厚としては、通常12μm以上、好ましくは20μm以上であり、また、通常300μm以下、好ましくは200μm以下である。
Of the various resin films as described above, it is more preferable to use a film of a cyclic polyolefin resin such as cyclopentadiene and a derivative thereof, cyclohexadiene and a derivative thereof.
The film thickness of the base film is usually 12 μm or more, preferably 20 μm or more, and is usually 300 μm or less, preferably 200 μm or less.

・無機酸化物の蒸着膜
無機酸化物の蒸着膜としては、基本的に金属の酸化物を蒸着した薄膜であれば使用可能である。例えば、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、の酸化物の蒸着膜を使用することができる。この際、酸化ケイ素としては例えばSiO(x=1.0〜2.0)を用いることができ、酸化アルミニウムとしては例えばAlO(x=0.5〜1.5)を用いることができる。
・ Deposited film of inorganic oxide
As the inorganic oxide vapor-deposited film, basically any thin film on which a metal oxide is vapor-deposited can be used. For example, a deposited film of an oxide of silicon (Si) or aluminum (Al) can be used. At this time, for example, SiO x (x = 1.0 to 2.0) can be used as silicon oxide, and for example, AlO x (x = 0.5 to 1.5) can be used as aluminum oxide. .

なお、使用する金属及び無機酸化物の種類は1種でもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
無機酸化物の蒸着膜の膜厚としては、通常50以上、好ましくは100以上であり、また、通常4000以下、好ましくは1000以下である。
蒸着膜の作製方法としては、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法、CVD法)等を用いることができる。具体例を挙げると、基材フィルムの一方の面に、有機珪素化合物等の蒸着用モノマーガスを原料とし、キャリヤーガスとして、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを使用し、更に、酸素供給ガスとして、酸素ガス等を使用し、低温プラズマ発生装置等を利用する低温プラズマ化学気相成長法を用いて酸化珪素等の無機酸化物の蒸着膜を形成することができる。
In addition, the kind of metal and inorganic oxide to be used may be 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
The thickness of the inorganic oxide vapor-deposited film is usually 50 or more, preferably 100 or more, and usually 4000 or less, preferably 1000 or less.
As a method for forming the deposited film, a chemical vapor deposition method (chemical vapor deposition method, CVD method) such as a plasma chemical vapor deposition method, a thermal chemical vapor deposition method, or a photochemical vapor deposition method can be used. As a specific example, on one surface of the base film, a monomer gas for vapor deposition such as an organosilicon compound is used as a raw material, an inert gas such as argon gas or helium gas is used as a carrier gas, and oxygen is supplied. An oxygen oxide vapor or the like can be used as a gas, and a vapor deposition film of an inorganic oxide such as silicon oxide can be formed using a low temperature plasma chemical vapor deposition method using a low temperature plasma generator or the like.

・ポリプロピレン系樹脂フィルム
ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレンの単独重合体;プロピレンと他のモノマー(例えばα−オレフィン等)との共重合体を使用することができる。また、ポリプロピレン系樹脂としては、アイソタクチック重合体を用いることもできる。
ポリプロピレン系樹脂の融点は通常164〜170であり、比重は通常0.90〜0.91であり、分子量は通常10万〜20万である。
-Polypropylene resin film As a polypropylene resin, the homopolymer of propylene; the copolymer of a propylene and another monomer (for example, alpha olefin etc.) can be used, for example. Moreover, an isotactic polymer can also be used as a polypropylene resin.
The melting point of the polypropylene resin is usually 164 to 170, the specific gravity is usually 0.90 to 0.91, and the molecular weight is usually 100,000 to 200,000.

ポリプロピレン系樹脂は、その結晶性により性質が大きく支配されるが、アイソタクチックの高いポリマーは、引っ張り強さ、衝撃強度に優れ、耐熱性、耐屈曲疲労強度を良好であり、かつ、加工性は極めて良好なものである。
・接着剤
基材フィルムにポリプロピレン系樹脂フィルムを積層する場合には、通常はラミネート用接着剤を用いる。これにより、基材フィルムとポリプロピレン系樹脂フィルムとはラミネート用接着剤層を介して積層されることになる。
Polypropylene resins are largely controlled by their crystallinity, but high isotactic polymers have excellent tensile strength and impact strength, good heat resistance and bending fatigue strength, and workability. Is very good.
-Adhesive When laminating a polypropylene resin film on a base film, an adhesive for laminating is usually used. Thereby, a base film and a polypropylene resin film are laminated | stacked via the adhesive bond layer for lamination.

ラミネート用接着剤層を構成する接着剤としては、例えば、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレン共重合体系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、アミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、反応型(メタ)アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤等が挙げられる。なお、接着剤は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   Examples of the adhesive constituting the adhesive layer for laminating include, for example, a polyvinyl acetate adhesive, a polyacrylate adhesive, a cyanoacrylate adhesive, an ethylene copolymer adhesive, a cellulose adhesive, and a polyester adhesive. Adhesives, polyamide adhesives, polyimide adhesives, amino resin adhesives, phenol resin adhesives, epoxy adhesives, polyurethane adhesives, reactive (meth) acrylic adhesives, silicone adhesives, etc. Is mentioned. In addition, 1 type may be used for an adhesive agent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

上記の接着剤の組成系は、水性型、溶液型、エマルジョン型、分散型等のいずれの組成物形態でもよい。また、その性状は、フィルム・シート状、粉末状、固形状等のいずれの形態でもよい。さらに、接着機構については、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれの形態でもよいものである。
上記の接着剤は、例えば、ロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、その他等のコート法、あるいは、印刷法等によって施すことができる。そのコーティング量としては、乾燥状態で0.1g/m〜10g/mが望ましい。
The composition system of the adhesive may be any composition form such as an aqueous type, a solution type, an emulsion type, and a dispersion type. Further, the property may be any of film / sheet, powder, solid and the like. Furthermore, the bonding mechanism may be any form such as a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a heat melting type, and a hot pressure type.
The adhesive can be applied by a coating method such as a roll coating method, a gravure roll coating method, a kiss coating method, or the like, or a printing method. As the amount of coating, 0.1g / m 2 ~10g / m 2 is desirable in the dry state.

[シール材11]
シール材11は、上述した耐候性保護フィルム1、紫外線カットフィルム2、ガスバリアフィルム3、ゲッター材フィルム4、封止材5、封止材7、ゲッター材フィルム8、ガスバリアフィルム9及びバックシート10の縁部をシールして、これらのフィルムで被覆された空間内に湿気及び酸素が浸入しないようにシールする部材である。
[Sealant 11]
The sealing material 11 includes the weatherproof protective film 1, the ultraviolet cut film 2, the gas barrier film 3, the getter material film 4, the sealing material 5, the sealing material 7, the getter material film 8, the gas barrier film 9, and the back sheet 10. It is a member that seals the edge so that moisture and oxygen do not enter the space covered with these films.

シール材11に要求される防湿能力の程度は、単位面積(1m)の1日あたりの水蒸気透過率が0.1g/m/day以下であることが好ましく、0.05g/m/day以下であることがより好ましい。従来はこのように高い防湿能力を有するシール材11の実装が困難であったため、化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子のように優れた太陽電池素子を備えた太陽電池を実現することが困難であったが、このようなシール材11を適用することにより化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子の優れた性質を活かした薄膜太陽電池14の実施が容易となる。 The degree of moisture capacity required for the sealing member 11 is preferably water vapor transmission rate per day unit area (1 m 2) is not more than 0.1g / m 2 / day, 0.05g / m 2 / More preferably, it is not more than day. Conventionally, since it has been difficult to mount the sealing material 11 having such a high moisture-proof capability, it is possible to realize a solar cell including an excellent solar cell element such as a compound semiconductor solar cell element and an organic solar cell element. Although it was difficult, the implementation of the thin-film solar cell 14 utilizing the excellent properties of the compound semiconductor solar cell element and the organic solar cell element is facilitated by applying such a sealing material 11.

さらに、薄膜太陽電池14は光を受けて熱せされることが多いため、シール材11も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、シール材11の構成材料の融点は、通常100以上、好ましくは120以上、より好ましくは130以上であり、また、通常250℃以下、好ましくは200以下、より好ましくは180以下である。
融点が低すぎると薄膜太陽電池14の使用時にシール材11が融解する可能性がある。
Furthermore, since the thin film solar cell 14 is often heated by receiving light, it is preferable that the sealing material 11 also has heat resistance. From this viewpoint, the melting point of the constituent material of the sealing material 11 is usually 100 or more, preferably 120 or more, more preferably 130 or more, and usually 250 ° C. or less, preferably 200 or less, more preferably 180 or less. .
If the melting point is too low, the sealing material 11 may melt when the thin film solar cell 14 is used.

シール材11を構成する材料としては、例えば、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂等のポリマーが挙げられる。
なお、シール材11は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。
シール材11は、少なくともガスバリアフィルム3,9の縁部をシールできる位置に設ける。これにより、少なくともガスバリアフィルム3,9及びシール材11で囲まれた空間を密閉し、この空間内に湿気及び酸素が侵入しないようにすることができる。
Examples of the material constituting the sealing material 11 include polymers such as a fluorine resin, a silicone resin, and an acrylic resin.
In addition, the sealing material 11 may be formed with 1 type of material, and may be formed with 2 or more types of materials.
The sealing material 11 is provided at a position where at least the edges of the gas barrier films 3 and 9 can be sealed. Thereby, the space surrounded by at least the gas barrier films 3 and 9 and the sealing material 11 can be sealed, and moisture and oxygen can be prevented from entering the space.

このシール材11を形成する方法に制限は無いが、例えば、材料を耐候性保護フィルム1とバックシート10との間に注入することにより形成できる。形成方法の具体例を挙げると、以下の方法が挙げられる。
即ち、例えば封止材5の硬化が進行する途中で、半硬化状態の薄膜太陽電池14を前記ラミネート装置から取り出し、太陽電池素子6の外周部であって耐候性保護シート1とバックシート10との間の部分に液状のポリマーを注入し、このポリマーを封止材5と共に硬化させればよい。また、封止材5の硬化が終了した後にラミネート装置から取り出して単独で硬化させてもよい。なお、前記のポリマーを架橋・硬化させるための温度範囲は通常130以上、好ましくは140以上であり、通常180以下、好ましくは170以下である。
Although there is no restriction | limiting in the method of forming this sealing material 11, For example, it can form by inject | pouring material between the weather-resistant protective film 1 and the back sheet | seat 10. FIG. Specific examples of the forming method include the following methods.
That is, for example, while the curing of the sealing material 5 proceeds, the semi-cured thin-film solar cell 14 is taken out from the laminating apparatus, and is the outer peripheral portion of the solar cell element 6, which is the weatherproof protective sheet 1 and the back sheet 10. A liquid polymer may be injected into a portion between the two and the polymer may be cured together with the sealing material 5. Further, after the sealing material 5 has been cured, it may be taken out from the laminating apparatus and cured alone. The temperature range for crosslinking and curing the polymer is usually 130 or more, preferably 140 or more, and usually 180 or less, preferably 170 or less.

[寸法等]
本実施形態の薄膜太陽電池14は、通常、膜状の薄い部材である。このように膜状の部材として薄膜太陽電池14を形成することにより、薄膜太陽電池14を建材、自動車、インテリア等に容易に設置できるようになっている。薄膜太陽電池14は、軽く、割れにくく、従って安全性の高い太陽電池が得られ、また曲面にも適用可能であるため更に多くの用途に使用しうる。薄くて軽いため輸送や保管など流通面でも好ましい。更に、膜状であるためロール・トゥ・ロール式の製造が可能であり大幅なコストカットが可能である。
[Dimensions]
The thin film solar cell 14 of the present embodiment is usually a thin film member. By forming the thin film solar cell 14 as a film-like member in this way, the thin film solar cell 14 can be easily installed in building materials, automobiles, interiors, and the like. The thin-film solar cell 14 is light and difficult to break, and thus a highly safe solar cell can be obtained and can be applied to a curved surface, so that it can be used for more applications. Since it is thin and light, it is preferable in terms of distribution such as transportation and storage. Furthermore, since it is in the form of a film, it can be manufactured in a roll-to-roll manner, and the cost can be greatly reduced.

薄膜太陽電池14の具体的な寸法に制限は無いが、その厚みは、通常300μm以上、好ましくは500μm以上、より好ましくは700μm以上であり、また、通常3000μm以下、好ましくは2000μm以下、より好ましくは1500μm以下である。
[製造方法]
本実施形態の薄膜太陽電池14の製造方法に制限は無いが、例えば、耐候性保護フィルム1とバックシート10との間に、1個又は2個以上の太陽電池素子6を直列または並列接続したものを、紫外線カットフィルム2、ガスバリアフィルム3,9、ゲッター材フィルム4,8及び封止材5,7と共に一般的な真空ラミネート装置でラミネートすることで製造できる。この際、加熱温度は通常130以上、好ましくは140以上であり、通常180以下、好ましくは170以下である。また、加熱時間は通常10分以上、好ましくは20分以上であり、通常100分以下、好ましくは90分以下である。圧力は通常0.001MPa以上、好ましくは0.01MPa以上であり、通常0.2MPa以下、好ましくは0.1MPa以下である。圧力をこの範囲とすることで封止を確実に行い、かつ、端部からの封止材5,7がはみ出しや過加圧による膜厚低減を抑え、寸法安定性を確保しうる。
Although there is no restriction | limiting in the specific dimension of the thin film solar cell 14, The thickness is 300 micrometers or more normally, Preferably it is 500 micrometers or more, More preferably, it is 700 micrometers or more, Moreover, it is 3000 micrometers or less normally, Preferably it is 2000 micrometers or less, More preferably. It is 1500 micrometers or less.
[Production method]
Although there is no restriction | limiting in the manufacturing method of the thin film solar cell 14 of this embodiment, For example, between the weather-resistant protective film 1 and the back sheet | seat 10, the 1 or 2 or more solar cell element 6 was connected in series or in parallel. The product can be manufactured by laminating with a general vacuum laminating apparatus together with the ultraviolet cut film 2, the gas barrier films 3, 9, the getter material films 4, 8 and the sealing materials 5, 7. At this time, the heating temperature is usually 130 or more, preferably 140 or more, and usually 180 or less, preferably 170 or less. The heating time is usually 10 minutes or longer, preferably 20 minutes or longer, usually 100 minutes or shorter, preferably 90 minutes or shorter. The pressure is usually 0.001 MPa or more, preferably 0.01 MPa or more, and usually 0.2 MPa or less, preferably 0.1 MPa or less. By setting the pressure within this range, sealing can be performed reliably, and the sealing materials 5 and 7 from the end can be prevented from protruding and film thickness reduction due to overpressure can be suppressed, and dimensional stability can be ensured.

[用途]
上述した薄膜太陽電池14の用途に制限はなく任意である。例えば、図3に模式的に示すように、何らかの基材12上に薄膜太陽電池14を設けた太陽電池モジュール13を用意し、これを使用場所に設置して用いればよい。具定例を挙げると、基材12として建材用板材を使用した場合、この板材の表面に薄膜太陽電池14を設けて太陽電池モジュール13として太陽電池パネルを作製し、この太陽電池パネルを建物の外壁等に設置して使用
すればよい。
[Usage]
There is no restriction | limiting in the use of the thin film solar cell 14 mentioned above, It is arbitrary. For example, as schematically shown in FIG. 3, a solar cell module 13 in which a thin film solar cell 14 is provided on a certain base material 12 is prepared and used at a place of use. As a specific example, when a building material plate is used as the base material 12, a thin film solar cell 14 is provided on the surface of the plate material to produce a solar cell panel as the solar cell module 13, and this solar cell panel is attached to the outer wall of the building. It can be installed and used.

基材12は太陽電池素子6を支持する支持部材である。基材12を形成する材料としては、例えば、ガラス、サファイア、チタニア等の無機材料;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、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、塩化ビニル、ポリエチレン、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリノルボルネン等の有機材料;紙、合成紙等の紙材料;ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属に、絶縁性を付与するために表面をコート或いはラミネートしたもの等の複合材料;などが挙げられる。なお、基材の材料は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、これら有機材料あるいは紙材料に炭素繊維を含ませ、機械的強度を補強させても良い。   The substrate 12 is a support member that supports the solar cell element 6. Examples of the material for forming the substrate 12 include inorganic materials such as glass, sapphire, and titania; polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyimide, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, fluorine. Organic materials such as resin films, vinyl chloride, polyethylene, cellulose, polyvinylidene chloride, aramid, polyphenylene sulfide, polyurethane, polycarbonate, polyarylate, polynorbornene; paper materials such as paper and synthetic paper; metals such as stainless steel, titanium, and aluminum In addition, a composite material such as a material whose surface is coated or laminated in order to impart insulating properties may be used. In addition, 1 type may be used for the material of a base material, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio. Moreover, carbon fiber may be included in these organic materials or paper materials to reinforce the mechanical strength.

本発明の薄膜太陽電池を適用する分野の例を挙げると、建材用太陽電池、自動車用太陽電池、インテリア用太陽電池、鉄道用太陽電池、船舶用太陽電池、飛行機用太陽電池、宇宙機用太陽電池、家電用太陽電池、携帯電話用太陽電池、玩具用太陽電池などに用いて好適である。具体例として以下のようなものを挙げることができる。
1.建築用途
1.1ハウス屋根材として太陽電池
基材として屋根用板材等を使用した場合、この板材の表面に薄膜太陽電池を設けて太陽電池ユニットとして太陽電池パネルを作製し、この太陽電池パネルをハウスの屋根の上に設置して使用すればよい。また、基材として瓦を直接用いることもできる。本発明の太陽電池が柔軟性を有するという特性を生かし、瓦の曲線に密着させることができるので好適である。
Examples of fields to which the thin film solar cell of the present invention is applied include solar cells for building materials, solar cells for automobiles, solar cells for interiors, solar cells for railways, solar cells for ships, solar cells for airplanes, solar cells for spacecraft. It is suitable for use in batteries, solar cells for home appliances, solar cells for mobile phones, solar cells for toys, and the like. Specific examples include the following.
1. Architectural use
1.1 Solar cell as a house roof material When a roof plate or the like is used as a base material, a thin film solar cell is provided on the surface of the plate material to produce a solar cell panel as a solar cell unit. Just install on the roof. Moreover, a roof tile can also be used directly as a base material. The solar cell of the present invention is suitable because it can be brought into close contact with the roof tiles by taking advantage of its flexibility.

1.2屋上
ビルの屋上に取り付けることもできる。基材上に薄膜太陽電池を設けた太陽電池ユニットを用意し、これをビルの屋上に設置することもできる。この時基材とともに防水シートを併用し、防水作用を有するのが望ましい。さらに、本発明の薄膜太陽電池が柔軟性を有するという特性を生かし、平面ではない屋根、例えば折半屋根に密着させることもできる。この場合も防水シートを併用するのが望ましい。
1.2 Rooftop
It can also be installed on the roof of a building. A solar cell unit in which a thin film solar cell is provided on a base material can be prepared and installed on the roof of a building. At this time, it is desirable to use a waterproof sheet together with the base material to have a waterproof action. Furthermore, taking advantage of the property that the thin film solar cell of the present invention has flexibility, it can be brought into close contact with a roof that is not flat, for example, a folded roof. In this case, it is desirable to use a waterproof sheet in combination.

1.3トップライト
エントランスや吹き抜け部分に外装として本発明の薄膜太陽電池を用いることもできる。何らかのデザイン処理を施されたエントランス等は曲線が用いられている場合が多く、そのような場合において本発明の薄膜太陽電池の柔軟性が生かされる。またエントランス等ではシースルーである場合があり、このような場合には、有機太陽電池の緑色系の色合いが、環境対策が重要視される時代において意匠的な美観も得られるので好適である。
1.3 Toplight The thin-film solar cell of the present invention can also be used as an exterior at the entrance or at the atrium. Curves are often used for entrances and the like that have undergone some design processing, and in such a case, the flexibility of the thin film solar cell of the present invention is utilized. In addition, there is a case of see-through in an entrance or the like. In such a case, the green color of the organic solar cell is suitable because a design aesthetic can be obtained in an era when environmental measures are regarded as important.

1.4壁
基材として建材用板材を使用した場合、この板材の表面に薄膜太陽電池を設けて太陽電池ユニットとして太陽電池パネルを作製し、この太陽電池パネルを建物の外壁等に設置して使用すればよい。また、カーテンウオールに設置することもできる。その他、スパンドレルや方立等への取り付けも可能である。
1.4 Wall
When a building material plate is used as the base material, a thin film solar cell is provided on the surface of the plate material to produce a solar cell panel as a solar cell unit, and this solar cell panel may be installed on the outer wall of a building and used. . It can also be installed on curtain walls. In addition, it can be attached to a spandrel or a vertical.

この場合、基材の形状に制限はないが、通常は板材を使用する。また、基材の材料、寸法等は、その使用環境に応じて任意に設定すればよい。このような基材の例を挙げると、アルポリック(登録商標;三菱樹脂製)などが挙げられる。
1.5窓
また、シースルーの窓に使用することもできる。有機太陽電池の緑色系の色合いが、環境対策が重要視される時代において意匠的な美観も得られるので好適である。
In this case, the shape of the substrate is not limited, but a plate material is usually used. Moreover, what is necessary is just to set the material of a base material, a dimension, etc. arbitrarily according to the use environment. As an example of such a substrate, Alpolic (registered trademark; manufactured by Mitsubishi Plastics) and the like can be mentioned.
1.5 windows
It can also be used for see-through windows. The green color of the organic solar cell is preferable because a design aesthetic can be obtained in an era when environmental measures are important.

1.6その他
その他建築の外装としてひさし、ルーバー、手摺等にも使用できる。このような場合においても、本発明の薄膜太陽電池の柔軟性が、これら用途にとり好適である。
2.内装
本発明の薄膜太陽電池はブラインドのスラットに取り付けることもできる。本発明の薄膜太陽電池は軽量であり、柔軟性に富むことから、このような用途が可能となる。また、内容用窓についても有機太陽電池素子がシースルーである特性を生かし使用することができる。
1.6 Other
It can also be used for eaves, louvers, handrails, etc. Even in such a case, the flexibility of the thin film solar cell of the present invention is suitable for these applications.
2. Interior
The thin film solar cell of the present invention can also be attached to a blind slat. Since the thin-film solar cell of the present invention is lightweight and rich in flexibility, such a use is possible. Further, the contents window can be used by utilizing the characteristic that the organic solar cell element is see-through.

3.野菜工場
蛍光灯などの照明光を活用する植物工場の設置件数は増えているが,照明に掛かる電気代や光源の交換費用などによって栽培コストを引き下げにくいというのが現状である。そこで本発明の薄膜太陽電池を野菜工場に設置し、LEDまたは蛍光灯と組み合わせた照明システムを作製することができる。
3. Vegetable factory
Although the number of plant factories that use illumination light such as fluorescent lamps has increased, the current situation is that it is difficult to reduce cultivation costs due to the cost of electricity for lighting and replacement costs for light sources. Then, the thin film solar cell of this invention can be installed in a vegetable factory, and the illumination system combined with LED or the fluorescent lamp can be produced.

このとき蛍光灯よりも寿命が長いLEDと本発明の太陽電池を組み合わせた照明システムを用いることで、照明に要するコストを現状に比べて30%程度減らせることができるので好適である。
また、野菜等を一定温度で輸送するリーファー・コンテナ(reefer container)の屋根や側壁に本発明の太陽電池を用いることもできる。
At this time, it is preferable to use an illumination system that combines an LED having a longer life than a fluorescent lamp and the solar cell of the present invention, because the cost required for illumination can be reduced by about 30% compared to the current situation.
Moreover, the solar cell of this invention can also be used for the roof and side wall of the reefer container (reefer container) which conveys vegetables etc. at fixed temperature.

4.道路資材・土木
本発明の薄膜太陽電池は、駐車場の外壁や高速道路の遮音壁や浄水場の外壁等にも用いることができる。
5.自動車
本発明の薄膜太陽電池は、自動車のボンネット、ルーフ、トランクリッド、ドア、フロントフェンダー、リアフェンダー、ピラー、バンパー、バックミラーなどの表面に用いることができる。得られた電力は走行用モータ、モータ駆動用バッテリー、電装品及び電装品用バッテリーのいずれに供給することができる。太陽電池パネルにおける発電状況と該走行用モータ、該モータ駆動用バッテリー、該電装品及び該電装品用バッテリーにおける電力使用状況とに合わせて選択する制御手段とを備えることで、得られた電力が適正にかつ効率的に使用することができる。
4). Road materials and civil engineering
The thin film solar cell of the present invention can be used for an outer wall of a parking lot, a sound insulation wall of an expressway, an outer wall of a water purification plant, and the like.
5. Automobile
The thin film solar cell of the present invention can be used on the surfaces of automobile bonnets, roofs, trunk lids, doors, front fenders, rear fenders, pillars, bumpers, rearview mirrors and the like. The obtained electric power can be supplied to any of a traveling motor, a motor driving battery, an electrical component, and an electrical component battery. By providing the power generation status in the solar cell panel and the control means for selecting according to the power usage status in the motor for driving, the battery for driving the motor, the electrical equipment, and the battery for electrical equipment, the obtained power is It can be used properly and efficiently.

前記の場合、基材12の形状に制限はないが、通常は板材を使用する。また、基材12の材料、寸法等は、その使用環境に応じて任意に設定すればよい。
このような基材12の例を挙げると、アルポリック(登録商標;三菱樹脂製)などが挙げられる。
In the above case, the shape of the substrate 12 is not limited, but a plate material is usually used. Moreover, what is necessary is just to set the material of the base material 12, a dimension, etc. arbitrarily according to the use environment.
Examples of such a substrate 12 include Alpolic (registered trademark; manufactured by Mitsubishi Plastics).

以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に限定されるものではない。
<合成例1>
POPy2の合成
Examples The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
<Synthesis Example 1>
Synthesis of POPy2

窒素雰囲気下,1-ブロモピレン(東京化成:14g,50mmol)を脱水THF(関東化学:200mL)に溶かし,―78℃に冷却した後,n-BuLi(関東化学:33mL,1.6M)をゆっくり滴下し,―78℃を保持したまま,30min攪拌した。つづいて,ジクロロフェニルホスフィン(
東京化成:4.3g,9.0mmol)を滴下し,十分攪拌した後,室温まで昇温し,1.5h攪拌した。得られた反応溶液にメタノール(純正化学)30mLを加え,得られた粗精製物を,ろ過
し,ベンゼンを用いて再結晶することにより,10.7gの目的物を得た。ここで得られた化
合物をTHF(純正化学)350mL,CH2Cl2(関東化学)300mL,アセトン(関東化学)1
00mLに溶かし,過酸化水素水(和光純薬:30%溶液10mL)を加え,室温で30min攪拌した。反応溶液に水30mLを加え600mLまで濃縮後,ろ過することにより,目的物POPy2を7.5g得た。
In a nitrogen atmosphere, 1-bromopyrene (Tokyo Kasei: 14 g, 50 mmol) is dissolved in dehydrated THF (Kanto Chemical: 200 mL), cooled to -78 ° C, and then n-BuLi (Kanto Chemical: 33 mL, 1.6 M) is slowly added dropwise. The mixture was stirred for 30 minutes while maintaining -78 ° C. Next, dichlorophenylphosphine (
(Tokyo Kasei: 4.3g, 9.0mmol) was added dropwise and stirred well, then warmed to room temperature and stirred for 1.5h. 10.7 g of the desired product was obtained by adding 30 mL of methanol (Pure Chemical) to the resulting reaction solution, filtering the obtained crude product, and recrystallizing with benzene. The compound obtained here was 350 mL of THF (Pure Chemical), 300 mL of CH2Cl2 (Kanto Chemical), Acetone (Kanto Chemical) 1
Dissolved in 00 mL, hydrogen peroxide solution (Wako Pure Chemical: 10 mL of 30% solution) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 min. The reaction solution was added with 30 mL of water, concentrated to 600 mL, and filtered to obtain 7.5 g of the target product POPy2.

<合成例2>
PSPy2の合成
<Synthesis Example 2>
Synthesis of PSPy2

N2雰囲気下,1−ブロモピレン(2.8g,10mmol)のTHF溶液を−78度まで冷却後,n−ブチルリチウム(6.8mL,1.6M)のヘキサン溶液を滴下した。3
0min攪拌した後,ジクロロフェニルホスフィン(880mg,5mmol)をゆっくり滴下後,室温まで昇温し、2時間攪拌した。得られた沈殿物をろ過し,ヘキサンで洗浄した後,ジクロロメタンに溶かし,不溶物をろ過により取り除き,濃縮した。得られた粗生成物をTHFに加え,S8(1.5g,50mmol)を加え,2時間加熱環流をおこなった.溶媒を濃縮後カラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/ヘキサン(1/1)を行うことにより,PSPy2(1.1g,2mmol)を40%の収率で得ることが出来た。得られた生成物は質量
分析法により同定した。
In a N 2 atmosphere, a THF solution of 1-bromopyrene (2.8 g, 10 mmol) was cooled to −78 ° C., and then a hexane solution of n-butyl lithium (6.8 mL, 1.6 M) was added dropwise. 3
After stirring for 0 min, dichlorophenylphosphine (880 mg, 5 mmol) was slowly added dropwise, and the mixture was warmed to room temperature and stirred for 2 hr. The resulting precipitate was filtered, washed with hexane, dissolved in dichloromethane, insolubles were removed by filtration, and concentrated. The obtained crude product was added to THF, S8 (1.5 g, 50 mmol) was added, and the mixture was refluxed for 2 hours. PSPy2 (1.1 g, 2 mmol) was obtained in 40% yield by column chromatography (dichloromethane / hexane (1/1) after concentration of the solvent. The obtained product was subjected to mass spectrometry. It was identified by the method.

<合成例3>
BINAPOの合成
<Synthesis Example 3>
Synthesis of BINAPO

BINAP(和光純薬:1.86g,3mmol) のTHF(80mL)溶液に30%過酸化水素水(和光純薬:3mLを加え,2.5時間攪拌した。水を20mL加え,THFを減圧留去し,得られた粗精製物をメタノールで洗浄ろ過することにより,目的物BINAPO (1.78g,2.7mmol)を91%の収率で得た。得られた生成物は質量分析法により同定した。
<合成例4>
BINAPSの合成
BINAP (Wako Pure Chemical: 1.86 g, 3 mmol) in THF (80 mL) solution was added 30% hydrogen peroxide (Wako Pure Chemical: 3 mL) and stirred for 2.5 hours. 20 mL of water was added and THF was distilled off under reduced pressure. The crude product obtained was washed with methanol and filtered to obtain the target product BINAPO (1.78 g, 2.7 mmol) in a yield of 91%, and the obtained product was identified by mass spectrometry.
<Synthesis Example 4>
Synthesis of BINAPS

BINAP(和光純薬:1.86g,3mmol) のTHF(80mL)溶液に硫黄(660mg,20mmol)を加え,3時間加熱環流した。濃縮後,塩化メチレン溶液に溶かし,塩化アンモニア水・飽和食塩水で洗浄後,塩化メチレン溶液をNa2SO4で乾燥し,ろ過濃縮をおこなった。得られた粗精製物をカラムクロマトグラフィー(展開溶剤ジクロロメタン)を用いて精製し,目的物BINAPS (1.9g,2.7mmol)を92%の収率で得た。得られた生成物は質量分析法により同定した。   Sulfur (660 mg, 20 mmol) was added to a solution of BINAP (Wako Pure Chemical: 1.86 g, 3 mmol) in THF (80 mL), and the mixture was refluxed for 3 hours. After concentration, the product was dissolved in methylene chloride solution, washed with aqueous ammonia chloride and saturated brine, dried over methylene chloride with Na2SO4, and concentrated by filtration. The obtained crude product was purified using column chromatography (developing solvent: dichloromethane) to obtain the target product BINAPS (1.9 g, 2.7 mmol) in a yield of 92%. The resulting product was identified by mass spectrometry.

<合成例5>
フラーレン化合物(C60(CH2SiMe2Ph)[CH2SiMe2(o-An)])の合成
<Synthesis Example 5>
Synthesis of fullerene compounds (C 60 (CH 2 SiMe 2 Ph) [CH 2 SiMe 2 (o-An)])

フラーレン化合物の合成は、以下のように行った。
[中間体1]
クロロメチル(2−メトキシフェニル)ジメチルシラン,(o-An)Me2SiCH2Cl
The fullerene compound was synthesized as follows.
[Intermediate 1]
Chloromethyl (2-methoxyphenyl) dimethylsilane, (o-An) Me 2 SiCH 2 Cl

500-mL三口ナスフラスコに、窒素雰囲気下、臭化2-メトキシフェニルマグネシウムの1.0M THF溶液(100 mL, 0.1 mol)を入れて室温で攪拌した。ここに、クロロメチルジメチルクロロシラン(11.25 mL, 0.085 mol)をゆっくり滴下した。室温で1時間攪拌後、4
0で3時間攪拌した。室温に戻し、ゆっくりと水を加えた。酢酸エチルで抽出し、食塩水洗浄後、硫酸ナトリウム上で乾燥、ろ過し、減圧下濃縮した。得られた液体を減圧蒸留することにより、目的物(クロロメチル(2−メトキシフェニル)ジメチルシラン)を無色液体として収率 52% (11.2 g, 0.0522 mol)で得た。
To a 500-mL three-necked eggplant flask, a 1.0 M THF solution (100 mL, 0.1 mol) of 2-methoxyphenylmagnesium bromide was placed in a nitrogen atmosphere and stirred at room temperature. Chloromethyldimethylchlorosilane (11.25 mL, 0.085 mol) was slowly added dropwise thereto. After stirring for 1 hour at room temperature, 4
Stir at 0 for 3 hours. It returned to room temperature and water was added slowly. The mixture was extracted with ethyl acetate, washed with brine, dried over sodium sulfate, filtered, and concentrated under reduced pressure. The obtained liquid was distilled under reduced pressure to obtain the desired product (chloromethyl (2-methoxyphenyl) dimethylsilane) as a colorless liquid in a yield of 52% (11.2 g, 0.0522 mol).

[中間体2]
1−(ジメチルフェニルシリルメチル)―1,9−ジヒドロ(C60-Ih)[5,6]フラーレン
,C60(CH2SiMe2Ph)H
[Intermediate 2]
1- (Dimethylphenylsilylmethyl) -1,9-dihydro (C 60 -I h ) [5,6] fullerene, C 60 (CH 2 SiMe 2 Ph) H

窒素雰囲気下、N,N-ジメチルホルムアミド (6.45 mL, 83.3 mmol)、フラーレンC60 (2.00 g, 2.78 mmol) 、1,2−ジクロロベンゼン溶液 (500 mL) を混合し、脱気した後、
窒素で復圧した。ここに、中間体1の製造で得られたクロロメチル(2−メトキシフェニル)ジメチルシランPhMe2SiCH2MgCl (9.80 mL, 0.850 M, 8.33 mmol)のTHF溶液を25で加
えた。10分間攪拌した後,脱気した飽和塩化アンモニウム水溶液 (1.0 mL) を加え攪拌した。得られた溶液を濃縮した後,トルエン (200 mL)に溶解させ, シリカゲルろ過カラム
を通した後、濃縮した。メタノール(約100〜200 mL)を加え,再沈させることにより茶色
の固体を得た。得られた固体をHPLC (Buckyprep column, eluent: toluene/2-propanol =
7/3) 分取することにより,目的物である1−(ジメチルフェニルシリルメチル)−1,9−ジヒドロ(C60−Ih)[5.6]フラーレン(1.99 g, 2.28 mmol, 82% isolated yield, analytically pure)を得た。
In a nitrogen atmosphere, N, N-dimethylformamide (6.45 mL, 83.3 mmol), fullerene C 60 (2.00 g, 2.78 mmol) and 1,2-dichlorobenzene solution (500 mL) were mixed and degassed.
The pressure was restored with nitrogen. A THF solution of chloromethyl (2-methoxyphenyl) dimethylsilane PhMe 2 SiCH 2 MgCl (9.80 mL, 0.850 M, 8.33 mmol) obtained in the production of Intermediate 1 was added thereto at 25. After stirring for 10 minutes, degassed saturated aqueous ammonium chloride solution (1.0 mL) was added and stirred. The resulting solution was concentrated, dissolved in toluene (200 mL), passed through a silica gel filtration column, and concentrated. Methanol (about 100 to 200 mL) was added and reprecipitated to obtain a brown solid. The obtained solid was HPLC (Buckyprep column, eluent: toluene / 2-propanol =
7/3) 1- (Dimethylphenylsilylmethyl) -1,9-dihydro (C 60 -Ih) [5.6] fullerene (1.99 g, 2.28 mmol, 82% isolated) yield, analytically pure).

フラーレン化合物(C60(CH2SiMe2Ph)[CH2SiMe2(o-An)]) Fullerene compounds (C 60 (CH 2 SiMe 2 Ph) [CH 2 SiMe 2 (o-An)])

窒素雰囲気下、中間体2の製造で得られた1−(ジメチルフェニルシリルメチル)−1,9−ジヒドロ(C60−Ih)[5.6]フラーレンC60(CH2SiMe2Ph)H (1.02 g, 1.17 mmol) のベンゾニトリル溶液を脱気した後、t−ブトキシカリウム (1.41 mL, 1.0 M, 1.41 mmol) のTHF溶液を25 °Cで加えた。10分間攪拌した後,中間体1の製造で得られたクロロメチル(2−メトキシフェニル)ジメチルシラン(o-An)Me2SiCH2Cl (5.03g, 23.4 mmol)とヨウ化カリウムを加え110℃で17時間攪拌した。得られた溶液に飽和塩化ア
ンモニウム水溶液1.0 mLを加え,濃縮した。得られた粗生成物にトルエン (100 mL)を加
え,ろ過濃縮した後,メタノール (ca. 50~100 mL) を加え,再沈を行った。得られた粗
生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (eluent: CS2/hexane = 1/1) 精製に供し、続いてHPLC分取 (Buckyprep column, eluents: toluene/2-propanol = 7/3)精製を行うことにより,目的物 (0.810 g, 0.772 mmol, 66% isolated yield) を得た。
1- (Dimethylphenylsilylmethyl) -1,9-dihydro (C 60 -Ih) [5.6] fullerene C 60 (CH 2 SiMe 2 Ph) H (obtained in the production of intermediate 2 under a nitrogen atmosphere 1.02 g, 1.17 mmol) of the benzonitrile solution was degassed, and then a THF solution of potassium t-butoxy (1.41 mL, 1.0 M, 1.41 mmol) was added at 25 ° C. After stirring for 10 minutes, chloromethyl (2-methoxyphenyl) dimethylsilane (o-An) Me 2 SiCH 2 Cl (5.03 g, 23.4 mmol) obtained in the production of Intermediate 1 and potassium iodide were added, and 110 ° C. For 17 hours. To the obtained solution was added 1.0 mL of saturated aqueous ammonium chloride solution, and the mixture was concentrated. Toluene (100 mL) was added to the obtained crude product, and the mixture was concentrated by filtration, and then methanol (ca. 50 to 100 mL) was added to perform reprecipitation. The obtained crude product was subjected to silica gel column chromatography (eluent: CS 2 / hexane = 1/1) purification, followed by HPLC fractionation (Buckyprep column, eluents: toluene / 2-propanol = 7/3) purification. By performing, the target product (0.810 g, 0.772 mmol, 66% isolated yield) was obtained.

<実施例1>
POPy2を用いた塗布変換型有機薄膜太陽電池
ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、正孔取り出し層としてポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホン酸)水性分散液(エイチ・シー・スタルク社製 商品名「CLEVIOSTM P VP AI4083」)をスピンコートにより塗布した後、当該基板を120のホットプレート上で大気中10分間、加熱処理を施した。その膜厚は約30nmであった。
<Example 1>
Coating conversion type organic thin film solar cell using POPy2 A poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonic acid) aqueous dispersion (H After applying a product name “CLEVIOS P VP AI4083” manufactured by Sea Starck Co., Ltd. by spin coating, the substrate was subjected to heat treatment in the air on a 120 hot plate for 10 minutes. The film thickness was about 30 nm.

メタルボートに下記式(A)で表される化合物(化合物A)テトラベンゾポルフィリンを入れ、上記基板上に真空蒸着し、その後、窒素雰囲気下で上記基板を180で20分間加熱処理することにより、正孔取り出し層の上に約25nmのp型半導体の層を形成した。   By putting a compound (compound A) tetrabenzoporphyrin represented by the following formula (A) into a metal boat, vacuum-depositing on the substrate, and then heat-treating the substrate at 180 for 20 minutes in a nitrogen atmosphere, A p-type semiconductor layer of about 25 nm was formed on the hole extraction layer.

クロロホルム/モノクロロベンゼンの1:1混合溶媒(重量)に、化合物Bを0.6重量%と合成例5で得られたフラーレン化合物を1.4重量%溶解した液を調製し、ろ過し、窒素雰囲気下で得られたろ液を1500rpmでスピンコートし、180で20分間加熱した。これによって、p型半導体の層上に約100nmのテトラベンゾポルフィリン(化合物A)とフラーレン化合物を含む混合物層を形成した。   A solution prepared by dissolving 0.6% by weight of Compound B and 1.4% by weight of the fullerene compound obtained in Synthesis Example 5 in a 1: 1 mixed solvent (weight) of chloroform / monochlorobenzene was prepared, filtered, and filtered. The filtrate obtained under the atmosphere was spin-coated at 1500 rpm and heated at 180 for 20 minutes. Thus, a mixture layer containing tetrabenzoporphyrin (compound A) and a fullerene compound of about 100 nm was formed on the p-type semiconductor layer.

次に、トルエンにフラーレン化合物を1.2重量%溶解した液を調整し、ろ過し、窒素雰囲気下で得られたろ液を3000rpmでスピンコートし、180で5分間加熱処理を施した。これによって、混合物層上に約50nmのフラーレン化合物の層を形成した。
次に、真空蒸着装置内に配置されたメタルボートに合成例1で得られたPOPy2を入れ、
加熱して、膜厚10nmになるまで蒸着し、フラーレン化合物の層上に電子取り出し層を形成した。
Next, a solution in which 1.2% by weight of a fullerene compound was dissolved in toluene was prepared and filtered, and the filtrate obtained in a nitrogen atmosphere was spin-coated at 3000 rpm and subjected to heat treatment at 180 for 5 minutes. This formed a fullerene compound layer of about 50 nm on the mixture layer.
Next, POPy2 obtained in Synthesis Example 1 is placed in a metal boat placed in a vacuum evaporation system.
It heated and vapor-deposited until it became a film thickness of 10 nm, and the electron taking-out layer was formed on the layer of a fullerene compound.

更に、電子取り出し層の上に真空蒸着により厚さが80nmのアルミニウム電極を設け、太陽電池を作成した。ガラス板を封止板として用いて封止した太陽電池に、ITO電極側からソーラシミュレーター(AM1.5G)で100mW/cmの強度の光を照射し、ソースメーター(ケイスレー社製,2400型)にて、ITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し(この値を加熱処理前の値とする)、表1に記載した。その後、この太陽電池を120℃のホットプレートで10分間加熱処理を行い、ITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し(この値を加熱処理後の値
とする)、表1に記載した。
Furthermore, an aluminum electrode having a thickness of 80 nm was provided on the electron extraction layer by vacuum vapor deposition to produce a solar cell. A solar cell sealed using a glass plate as a sealing plate was irradiated with light of 100 mW / cm 2 with a solar simulator (AM1.5G) from the ITO electrode side, and a source meter (Caysley, Model 2400) Then, the current-voltage characteristics between the ITO electrode and the aluminum electrode were measured (this value is the value before the heat treatment) and listed in Table 1. Then, this solar cell was heat-treated with a hot plate at 120 ° C. for 10 minutes, and the current-voltage characteristics between the ITO electrode and the aluminum electrode were measured (this value is the value after the heat treatment). Described.

<実施例2>
実施例1において、バッファ層にPOPy2の代わりに、合成例2で得られたPSPy2を用いた以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表1に記載した。
<実施例3>
実施例1において、バッファ層にPOPy2の代わりに、5nmの膜厚の合成例3で得られたBINAPOを用い、加熱処理の時間を15分間にしたことと、フラーレン化合物溶液のスピン
コート後の加熱温度を120℃にしたこと以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表1に記載した。
<Example 2>
In Example 1, a solar cell was prepared in the same manner except that PSPy2 obtained in Synthesis Example 2 was used instead of POPy2 in the buffer layer, and the current between the ITO electrode and the aluminum electrode before and after the heat treatment was -Voltage characteristics were measured and listed in Table 1.
<Example 3>
In Example 1, BINAPO obtained in Synthesis Example 3 with a film thickness of 5 nm was used for the buffer layer instead of POPy2, and the heat treatment time was set to 15 minutes, and heating after spin coating of the fullerene compound solution A solar cell was prepared in the same manner except that the temperature was 120 ° C., and the current-voltage characteristics between the ITO electrode and the aluminum electrode before and after the heat treatment were measured, and are shown in Table 1.

<実施例4>
実施例1において、バッファ層にPOPy2の代わりに、6nmの膜厚の合成例4で得られたBINAPSを用い、加熱処理の時間を50分間にしたことと、フラーレン化合物の溶液の濃度
を1.0重量%にしたこと、フラーレン化合物溶液のスピンコート後の加熱温度を120℃にしたこと以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表1に記載した。
<Example 4>
In Example 1, BINAPS obtained in Synthesis Example 4 having a film thickness of 6 nm was used instead of POPy2 for the buffer layer, the heat treatment time was set to 50 minutes, and the concentration of the fullerene compound solution was 1. A solar cell was produced in the same manner except that the heating temperature after spin coating of the fullerene compound solution was 120 ° C., and the current between the ITO electrode and the aluminum electrode before and after the heat treatment − The voltage characteristics were measured and listed in Table 1.

<比較例1>
実施例1において、電子取り出し層にPOPy2の代わりに、6nmの膜厚の2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP、同仁化学製)を用いた以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表1に記載した。
<Comparative Example 1>
In Example 1, it is the same except that 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP, manufactured by Dojindo Chemical Co., Ltd.) having a thickness of 6 nm is used for the electron extraction layer instead of POPy2. Thus, a solar cell was prepared, and the current-voltage characteristics between the ITO electrode and the aluminum electrode before and after the heat treatment were measured and listed in Table 1.

<比較例2>
実施例1において、電子取り出し層にPOPy2の代わりに、0.8nmの膜厚のLiF(フルウチ社製)を用いた以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表1に記載した。
<Comparative example 2>
In Example 1, a solar cell was prepared in the same manner except that LiF (manufactured by Furuuchi Co., Ltd.) having a thickness of 0.8 nm was used instead of POPy2 for the electron extraction layer. The current-voltage characteristics between the aluminum electrodes were measured and listed in Table 1.

<実施例5>
PSPy2を用いた高分子型有機薄膜太陽電池
電子供与性分子構造を有するレジオレギュラーポリ−3−ヘキシルチオフェン(P3HT、Rieke Metals社製)及び電子受容性分子構造を有する1−(3−メトキシカルボニル)プロピル−1−フェニル(6,6)−C61)(PCBM、フロンティアカーボン社製)を重量比1:0.8で、2.1重量%の濃度でo−ジクロロベンゼンに溶解させた。得られた溶液を、40℃で窒素雰囲気中、4時間スターラーで攪拌混合した。0.45μm
のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過し、有機活性層塗布液を作製した。
<Example 5>
Polymer type organic thin-film solar cell using PSPy2 Regioregular poly-3-hexylthiophene (P3HT, manufactured by Rieke Metals) having an electron-donating molecular structure and 1- (3-methoxycarbonyl) having an electron-accepting molecular structure Propyl-1-phenyl (6,6) -C61) (PCBM, manufactured by Frontier Carbon Co.) was dissolved in o-dichlorobenzene at a weight ratio of 1: 0.8 at a concentration of 2.1 wt%. The obtained solution was stirred and mixed with a stirrer at 40 ° C. in a nitrogen atmosphere for 4 hours. 0.45μm
Was filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter to prepare an organic active layer coating solution.

155nmの厚みでインジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を堆積したガラス基板を界面活性剤による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、120℃で大気中5分間加熱乾燥した。最後に紫外線オゾ
ン洗浄を行なった。
この透明基板上に、0.45μmのポリフッ化ビニリデン(PVDF)フィルターで濾
過したポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホン酸)水性分散液(エイチ・シー・スタルク社製 商品名「CLEVIOSTM P VP AI4083」)をスピンコートした後、120℃で大気中10分間加熱乾燥した。更に窒素雰囲気下で上記基板を180℃で3分間加熱処理を施した。その膜厚は60nmであった。
A glass substrate on which an indium tin oxide (ITO) transparent conductive film with a thickness of 155 nm is deposited is cleaned in the order of ultrasonic cleaning with a surfactant, water with ultrapure water, and ultrasonic cleaning with ultrapure water, followed by nitrogen blowing. And dried by heating at 120 ° C. in the air for 5 minutes. Finally, ultraviolet ozone cleaning was performed.
On this transparent substrate, an aqueous dispersion of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonic acid) filtered through a 0.45 μm polyvinylidene fluoride (PVDF) filter (manufactured by HC Starck Co., Ltd.) “CLEVIOS P VP AI4083”) was spin-coated and then heat-dried at 120 ° C. for 10 minutes in the air. Further, the substrate was heat-treated at 180 ° C. for 3 minutes in a nitrogen atmosphere. The film thickness was 60 nm.

窒素雰囲気下でガラス基板上に、前記有機活性層塗布液をスピンコートで塗布することにより、200nmの厚みの有機活性層を形成させた。窒素雰囲気中150で10分加熱処理を行った。その後、電子取り出し層として6nmの膜厚のPSPy2(合成例2)を、更に、80nmの膜厚のアルミニウムを抵抗加熱型真空蒸着法により順次成膜させ、5mm角のバルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池を作製した。   An organic active layer having a thickness of 200 nm was formed on the glass substrate by applying the organic active layer coating solution by spin coating under a nitrogen atmosphere. Heat treatment was performed at 150 in a nitrogen atmosphere for 10 minutes. Thereafter, PSPy2 (Synthesis Example 2) having a thickness of 6 nm as an electron extraction layer and aluminum having a thickness of 80 nm are sequentially formed by resistance heating vacuum deposition, and a 5 mm square bulk heterojunction organic thin film solar cell. Was made.

ガラス板を封止板として用いて封止した太陽電池に、ITO電極側からソーラシミュレーター(AM1.5G)で100mW/cmの強度の光を照射し、ソースメーター(ケイスレー社製,2400型)にて、ITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し(この値を加熱処理前の値とする)、表2に記載した。その後、この太陽電池を120のホットプレートで10分間加熱処理を行い、ITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し(この値を加熱処理後の値とする)、表2に記載した。 A solar cell sealed using a glass plate as a sealing plate was irradiated with light of 100 mW / cm 2 with a solar simulator (AM1.5G) from the ITO electrode side, and a source meter (Caysley, Model 2400) Then, the current-voltage characteristics between the ITO electrode and the aluminum electrode were measured (this value is the value before the heat treatment) and listed in Table 2. Then, this solar cell was heat-treated with 120 hot plates for 10 minutes, and the current-voltage characteristics between the ITO electrode and the aluminum electrode were measured (this value is the value after the heat treatment). did.

<実施例6>
実施例5において、電子取り出し層にPSPy2の代わりに、合成例3で得られたBINAPOを
用い、加熱処理の温度を100℃で行った以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表2に記載した。
<Example 6>
In Example 5, instead of PSPy2 for the electron extraction layer, BINAPO obtained in Synthesis Example 3 was used, except that the heat treatment was performed at 100 ° C. In the same manner, a solar cell was produced, and the heat treatment was performed. The current-voltage characteristics between the front and rear ITO electrodes and the aluminum electrode were measured and listed in Table 2.

<実施例7>
実施例5において、電子取り出し層にPSPy2の代わりに、合成例4で得られたBINAPSを
用い、加熱処理の温度を110℃で行った以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表2に記載した。
<Example 7>
In Example 5, instead of PSPy2 for the electron extraction layer, BINAPS obtained in Synthesis Example 4 was used, except that the heat treatment was performed at 110 ° C. In the same manner, a solar cell was produced, and the heat treatment was performed. The current-voltage characteristics between the front and rear ITO electrodes and the aluminum electrode were measured and listed in Table 2.

<比較例3>
実施例5において、電子取り出し層にPSPy2の代わりに2,9−ジメチル−4,7
−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP、東京化成社製)を用い、加熱処理の温度を60℃で行った以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表2に記載した。
<Comparative Example 3>
In Example 5, 2,9-dimethyl-4,7 was used instead of PSPy2 in the electron extraction layer.
A solar cell was prepared in the same manner except that diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used and the temperature of the heat treatment was 60 ° C., and the ITO electrode and aluminum before and after the heat treatment The current-voltage characteristics between the electrodes were measured and listed in Table 2.

<比較例4>
実施例5において、電子取り出し層にPSPy2の代わりにLiF(フルウチ社製)を
用い、加熱処理の温度を100℃で行った以外は、同様にして、太陽電池を作製し、加熱処理前後のITO電極とアルミニウム電極と間における電流−電圧特性を測定し、表2に記載した。
<Comparative Example 4>
In Example 5, a solar cell was prepared in the same manner except that LiF (manufactured by Furuuchi Co., Ltd.) was used instead of PSPy2 for the electron extraction layer, and the temperature of the heat treatment was 100 ° C., and ITO before and after the heat treatment The current-voltage characteristics between the electrode and the aluminum electrode were measured and listed in Table 2.

以上より、該光電変換素子の基板、一対の電極、半導体層及び特定の化合物を含有する電子取り出し層を全て積層した後に加熱する工程を含む製造方法で作成された光電変換素子は、太陽電池用途として好適である。   As mentioned above, the photoelectric conversion element produced by the manufacturing method including the process of heating after laminating | stacking all the board | substrates of this photoelectric conversion element, a pair of electrodes, a semiconductor layer, and the electron extraction layer containing a specific compound is a solar cell use. It is suitable as.

100 基板
101 透明電極
102 電子取り出し層
103 有機活性層(p型半導体、n型半導体混合層)
104 正孔取り出し層
105 対向電極
1 耐候性保護フィルム
2 紫外線カットフィルム
3,9 ガスバリアフィルム
4,8 ゲッター材フィルム
5,7 封止材
6 太陽電池素子
10 バックシート
11 シール材
12 基材
13 太陽電池モジュール
14 薄膜太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Substrate 101 Transparent electrode 102 Electron extraction layer 103 Organic active layer (p-type semiconductor, n-type semiconductor mixed layer)
104 Hole Extraction Layer 105 Counter Electrode 1 Weatherproof Protective Film
2 UV cut film
3,9 Gas barrier film
4,8 Getter material film
5,7 Sealing material
6 Solar cell elements
10 Back sheet
11 Sealing material
12 Base material
13 Solar cell module
14 Thin film solar cells

Claims (3)

基板、前記基板上に形成された、少なくとも一対の電極、該一対の電極間に形成された有機活性層及び下記一般式(I)で表される化合物を含有する電子取り出し層を備えた光電
変換素子の製造方法であって前記基板上に前記一対の電極、前記有機活性層及び前記電子取り出し層を積層した後に加熱する工程を含むことを特徴とする光電変換素子の製造方法。
式中、R〜Rは各々独立して置換基を有しても良い縮合多環芳香族基又は芳香族基を表わし、nは1以上の整数を表す。Rは芳香族基である。Xは酸素原子又は硫黄原子で
ある。
Photoelectric conversion comprising a substrate, at least a pair of electrodes formed on the substrate, an organic active layer formed between the pair of electrodes, and an electron extraction layer containing a compound represented by the following general formula (I) a method of manufacturing a device, on the substrate, the pair of electrodes, a method for manufacturing a photoelectric conversion element characterized in that it comprises a step of heating after laminating the organic active layer and the electron extraction layer.
Wherein, R 1 to R 2 represent each independently may condensation which may have a substituent polycyclic aromatic group or an aromatic radical, n represents an integer of 1 or more. R 3 is an aromatic group. X is an oxygen atom or a sulfur atom.
前記有機活性層を塗布法で形成することを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子の製造方法。   The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the organic active layer is formed by a coating method. 前記加熱する工程の温度が50〜280℃である請求項1又は2に記載の光電変換素子の製造方法。 Method of manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 1 or 2 temperature steps are fifty to two hundred eighty ° C. to the heat.
JP2010030052A 2010-02-15 2010-02-15 Method for manufacturing photoelectric conversion element Active JP5569021B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010030052A JP5569021B2 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Method for manufacturing photoelectric conversion element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010030052A JP5569021B2 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Method for manufacturing photoelectric conversion element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011166063A JP2011166063A (en) 2011-08-25
JP5569021B2 true JP5569021B2 (en) 2014-08-13

Family

ID=44596360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010030052A Active JP5569021B2 (en) 2010-02-15 2010-02-15 Method for manufacturing photoelectric conversion element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5569021B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013187329A (en) * 2012-03-07 2013-09-19 Mitsubishi Chemicals Corp Photoelectric conversion element, solar cell, and solar cell module
JP2021136402A (en) * 2020-02-28 2021-09-13 三菱ケミカル株式会社 Ink for creating photoelectric conversion layer, manufacturing method of photoelectric conversion element, photoelectric conversion element, and optical sensor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073583A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Toray Ind Inc Material for photoelectric conversion element and photoelectric conversion element using the same
EP2072557A4 (en) * 2006-10-11 2010-04-14 Toray Industries ORGANIC ELECTRON DONOR MATERIAL FOR PHOTOVOLTAIC DEVICES, MATERIAL AND PHOTOVOLTAIC DEVICES

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011166063A (en) 2011-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5920676B2 (en) Novel copolymer, organic semiconductor material, organic electronic device, photoelectric conversion element and solar cell module using the same
JP2011119648A (en) Photoelectric conversion element, and solar cell using the same
JP5622181B2 (en) Copolymer, organic semiconductor material, and organic electronic device, photoelectric conversion element and solar cell module using the same
JP5743301B2 (en) Polymer, organic semiconductor material, organic electronic device, photoelectric conversion element and solar cell module using the same
JPWO2012102390A1 (en) Photoelectric conversion element, solar cell and solar cell module
JP2012199541A (en) Organic thin-film solar cell element, solar cell, and solar cell module
JP2012216832A (en) Photoelectric conversion element, solar cell, solar cell module, and ink
JP5601039B2 (en) Thiadiazole-containing polymer
JP5652712B2 (en) Photoelectric conversion element, method for producing the same, and ink
JP5822117B2 (en) Photoelectric conversion element, method for producing fullerene compound, and fullerene compound
JP5633184B2 (en) Photoelectric conversion element
JP2012191194A (en) Photoelectric conversion element, solar cell, solar cell module, and method for manufacturing the same
JP2013065722A (en) Photoelectric conversion element and solar cell module
JP5605299B2 (en) Novel copolymer, organic semiconductor material, organic electronic device using the same, and solar cell module
JP5445200B2 (en) The composition for photoelectric conversion element semiconductor layer formation containing a bicycloporphyrin compound and a solvent, and a photoelectric conversion element obtained using it.
JP2013055322A (en) Photoelectric conversion element, solar cell, and solar cell module
JP5569021B2 (en) Method for manufacturing photoelectric conversion element
JP2011192916A (en) Photoelectric conversion element and method of manufacturing the same
JP5747706B2 (en) Novel copolymer, organic semiconductor material, organic electronic device, photoelectric conversion element and solar cell module using the same
JP2013110224A (en) Photoelectric conversion element, solar cell, and solar cell module
JP2012207104A (en) Method for producing copolymer using iodinated condensed thiophene compound and iodinated dioxopyrrolo-thiophene compound
JP5742204B2 (en) Photoelectric conversion element, solar cell and solar cell module
JP2012248766A (en) Fullerene compound, and photoelectric conversion element using the same, solar cell and solar cell module
JP2011046697A (en) New phosphine compound, electrode buffer material, and photoelectric conversion element using the same
JP2011176305A (en) Photoelectric conversion element, solar cell, and solar cell module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120824

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140527

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140609

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5569021

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350