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JP6196061B2 - 透明保護膜で表面を被覆した太陽電池用カバーガラス及び該カバーガラスを備えた太陽電池モジュール並びに透明保護膜形成用塗布液及び透明保護膜の形成方法 - Google Patents

透明保護膜で表面を被覆した太陽電池用カバーガラス及び該カバーガラスを備えた太陽電池モジュール並びに透明保護膜形成用塗布液及び透明保護膜の形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、透明保護膜で表面を被覆した太陽電池用カバーガラス及び該カバーガラスを備えた太陽電池モジュール、並びに透明保護膜形成用塗布液及び透明保護膜の形成方法に関する。
太陽電池モジュールとして、通常、太陽電池セルをバックシートとカバーガラスの間に入れ、封止樹脂材で封止した構造のものが採用されている。図１に一般的な太陽光発電システムに使用されるモジュールの例を示すが、太陽電池モジュールは野外で使用されるため、通常、内部のシリコン等の発電素子を保護部材としてのカバーガラスが用いられている。太陽電池の変換効率向上のためには、太陽電池セルにより多くの太陽光が取り込まれなければならないので、カバーガラスには高い透明性および低反射性能が要求される。
このような太陽電池用カバーガラスには、透明性などの光学特性のみならず、耐候性（耐ＵＶ光、耐湿、耐熱等）、機械的特性（引張強度、伸び、引裂き強度等）、封止樹脂層との接着一体化適合性などが必要となる。
ところで、太陽電池モジュールの耐用年数を決める一因として、太陽電池用カバーガラスの寿命が挙げられる。太陽電池用カバーガラスは、常時、風雨にさらされ、黄砂、灰、塵、ごみなどの付着物の酸化、分解による炭化などの化学反応の積み重ねによる劣化がおこるためである。
また、カバーガラス表面で水分の濡れと乾燥が繰り返されるため、ガラスから溶け出す成分（ナトリウムやカルシウム等）と空気中の二酸化炭素や亜硫酸ガスなどの酸性ガスが反応してガラスの表面が白濁する、いわゆる「ガラスのヤケ」が生じることがある。
このような結果、カバーガラスの透過率が低下し、太陽電池モジュールの発電効率が低下する問題があった。
一方、より光反射による効率低下を抑制し、集光効率を向上するために、表面を低反射膜で被覆した太陽電池用カバーガラスがこれまでに提案されている。
例えば、特許文献２にはガラス基板表面にフッ素樹脂コート層を有するカバーガラスが開示されている。
また、特許文献３には、透明ガラス基板の表面に、有機珪素化合物（Ａ）、４０〜２７０℃で熱分解するバインダー樹脂（Ｂ）および有機溶剤（Ｃ）を配合した処理液を塗布して乾燥し、得られた塗布膜付きのガラス基板を４００〜８００℃で焼成し、焼成後の被膜の気孔率が１５〜２５％になるように構成した太陽電池用カバーガラスが開示されている。また、特許文献４にはスパッタリング法で形成された酸化ケイ素（ＳｉＯ2）と酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を含む低反射膜で被覆された太陽電池用カバーガラスが開示されている。
特開２００１−３５８３４６号公報 特開２０１０−１９９１４３号公報 特開２００４−２９２１９４号公報 特開２００８−２６０６５４号公報
しかしながら、特許文献２で開示されたカバーガラスは、その表面に形成されるコート層が有機樹脂からなるため、長期間野外で使用される場合の耐久性に問題がある。
また、特許文献３で開示されたカバーガラスは、その表面に形成されるコート層を緻密化させるために、４００℃以上の高温を必要とするため、ガラス基板の熱劣化のため、透過率が低下したり、ガラス基板とコート層との反応が問題になる場合がある。
また、特許文献４で開示されたカバーガラスでは、該低反射膜の構成成分である酸化ニオブは、近紫外よりの可視光から赤外までを透過波長に持ち、低反射膜の成分として適しているものの、アルカリに対する耐性が低く、ガラス基板に含まれるナトリウム、カルシウム等と反応するおそれがある。また、スパッタリング法による製膜方法であるため、真空設備などの高価な装置を必要とし、コスト高になるという問題もある。
また、上記従来のカバーガラスは、常態的に水にさらされる環境で使用される場合に発生する「ガラス焼け」の問題を解決できるものではなかった。
さらに、ガラス焼けの問題を回避するために、カバーガラスとしてカルシウム、ナトリウムフリーのガラスを使用することもできるが、このようなガラスは高価であるため、太陽電池モジュール全体としてのコスト高となる。
また、ガラス基板に代えて、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の透明プラスチック基板を使用することもできるが、太陽電池モジュールの使用年数に対応する安定性を確保できるといい難い。
かかる状況下、本発明の目的は、透明性に優れるとともに長期使用しても、ガラス基板に含まれる成分との反応による「ガラス焼け」が発生しづらい透明保護膜で被覆した太陽電池パネル用カバーガラス及び該カバーガラスを備えた太陽電池モジュールを提供することである。また、本発明の他の目的は、上記透明保護膜を与えることができる塗布液、及び透明保護膜の形成方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ガラス基板をテルル化亜鉛を含む透明保護膜で被覆することにより、ナトリウムやカルシウム等を含む安価なガラス基板を使用しても、ガラスやけが発生しにくくなることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
＜１＞ テルル化亜鉛を含む透明保護膜でガラス基板の表面を被覆した太陽電池用カバーガラス。
＜２＞ 前記透明保護膜が、テルル化亜鉛をシリカ系バインダーで結合した透明保護膜である前記＜１＞に記載の太陽電池用カバーガラス。
＜３＞ 前記透明保護膜が、酸化チタンを含む前記＜１＞又は＜２＞に記載の太陽電池用カバーガラス。
＜４＞ 前記透明保護膜の厚みが、２０〜１２００ｎｍである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の太陽電池用カバーガラス。
＜５＞ 前記ガラス基板が、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含むガラス基板である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の太陽電池用カバーガラス。
＜６＞ 前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の太陽電池用カバーガラスを備えてなる太陽電池モジュール。
＜７＞ テルル化亜鉛を含み、かつ、ｐＨ９以上である透明保護膜形成用塗布液。
＜８＞ 塗布液の全重量１００重量％に対して、テルル化亜鉛を０．１〜２０重量％含む前記＜７＞に透明保護膜形成用塗布液。
＜９＞ 塗布液の全重量１００重量％に対して、さらにシリカ系バインダーを、ＳｉＯ2換算で０．１〜２０重量％含む前記＜７＞又は＜８＞に透明保護膜形成用塗布液。
＜１０＞ 塗布液の全重量１００重量％に対して、さらに酸化チタン：０．１〜２０重量％を含む前記＜７＞から＜９＞のいずれかに記載の塗布液。
＜１１＞ 塗布液の全重量１００重量％に対して、さらにヨウ素：０．１〜１０重量％及び銀化合物：０．１〜１０重量％を含む前記＜７＞から＜１０＞のいずれかに記載の塗布液。
＜１２＞ 前記溶媒が、エタノール：２０〜４０重量％及び水：４０〜８０重量％の混合溶媒である前記＜７＞から＜１１＞のいずれかに記載の塗布液。
＜１３＞ 前記＜７＞から＜１２＞のいずれかに記載の塗布液を、ガラス基板表面に塗布し、塗布された塗布液を硬化させる透明保護膜の製造方法。
本発明によれば、ガラス基板の劣化を抑制すると共に、外部から入射される光を可視光帯域の変調することができる、透明保護膜で被覆された太陽電池用カバーガラスが提供される。該太陽電池用カバーガラスを備えた太陽電池モジュールは、発電効率が向上すると共にカバーガラスの劣化が抑制されるため耐久年数がより長くなる。
太陽電池モジュールの構造を示す断面模式図である。 本発明の太陽電池用カバーガラスの構造を示す断面模式図である。
以下、本発明について例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
本発明は、テルル化亜鉛を含む透明保護膜でガラス基板の表面を被覆した太陽電池用カバーガラスに関する。
太陽電池用カバーガラスは、図１に示すように太陽電池モジュールにおける、太陽電池セルを保護するための保護部材である。図２に示すように本発明の太陽電池用カバーガラス（以下、単に「本発明のカバーガラス」と称す場合がある。）は、ガラス基板の表面を透明保護膜で被覆した構造を有する。
以下、本発明のカバーガラスについて、詳細に説明する。
（ガラス基板）
ガラス基板としては、太陽光が透過に適した透過率を有する、太陽電池用カバーガラスで一般的に使用されるガラス基板を使用することができる。ガラス基板を構成するガラスの具体的には、ソーダライムシリケートガラス、アルミノ珪酸ガラス、バリウム硼珪酸ガラス、硼珪酸ガラス等が挙げられる。これらは、通常ガラス製造に含有される範囲でカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）等のアルカリ金属、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）等のアルカリ土類金属を含んでいてもよい。また、これらのガラス基板は、着色ガラス、合せガラス等の機能性ガラスであってもよい。
なお、ガラス基板として、実質的にアルカリ金属、アルカリ土類金属を含まないガラス基板を使用してもよいが、本発明のカバーガラスは、後述する透明保護膜により、ガラス焼けの発生が抑制されるため、ガラス基板としてアルカリ金属、アルカリ土類金属を含むガラス基板である場合であっても特にガラス焼けによる劣化が起こりづらい。
ガラス基板の厚みは、カバーガラスとして必要とする機械的強度と、太陽光の透過性を考慮して適宜決定される。また、ガラス基板の大きさ（面積）は、対象となる太陽電池モジュールの対応するように適宜決定される。
（透明保護膜）
本発明のカバーガラスにおいて、透明保護膜（以下、「本発明の透明保護膜」と記載する場合がある。）は、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）を必須成分として含み、ガラス基板を被覆するものである。
本発明の透明保護膜は、太陽光に対する優れた透過性を有し、ガラス基板の劣化（特にガラスやけ）を抑制することができる。なお、テルル化亜鉛を含まない場合には、ガラス焼けの抑制効果が認められない。
また、テルル化亜鉛を含むことで、入射される太陽光の紫外線を６００ｎｍ近辺の可視光帯域の光に変調することができるため、発電効率が向上する。
本発明の透明保護膜の形成によって、ガラス焼けの発生が抑制される理由について現段階で完全に明らかではないが、導電性酸化物であるテルル化亜鉛が、絶縁体であるガラスの自由電子に作用し、ガラスに含まれるナトリウムやカルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属に起因するガラス焼けを抑制しているものと推測される。
テルル化亜鉛の粒径は、本発明の効果を得ることができればよく、通常、０．１〜５００μｍの範囲である。
本発明の透明保護膜が、テルル化亜鉛をシリカ系バインダーで結合した透明保護膜であることが好ましい。
本発明の透明保護膜は、テルル化亜鉛のみで形成されてもよいが、機械的強度を高めるために通常バインダーが含まれる。バインダーとしては、光透過性が高いものが選択され、無機系バインダー、有機系バインダーのいずれも選択できる。
特に、光透過性が高く、かつ、光に対する耐久性が高く、さらに機械的強度が高いシリカ系バインダーが好ましく使用される。
テルル化亜鉛とシリカ系バインダーの割合は、本発明の効果を損なわない範囲で決定され、通常、テルル化亜鉛１００重量部に対し、シリカ系バインダーが酸化ケイ素換算で１０〜５００重量部程度である。
また、熱線反射の効果も同様に期待できる。この効果により、パネルの温度は高温になることを回避できるため、太陽電池モジュールの過熱による発電効率の低下も抑制できる。
また、本発明の透明保護膜は、さらに酸化チタンを含んでいることが好ましい。酸化チタンとしては、アナターゼ、ルチルいずれの結晶形のものも使用できる。
カバーガラスの表面には、黄砂、灰、塵、ごみなどが付着し、太陽光の透過率が低下したり、付着物の酸化、分解による炭化などの化学反応によってガラスの劣化もおこる。
本発明の透明保護膜が酸化チタンを含むと、酸化チタンの光触媒効果により付着物を除去することができ、光透過率の低下、付着物に起因するガラスの劣化を抑制することができる。なお、本明細書において、光照射に起因する酸化チタンの超親水化も光触媒効果に含まれるものとし、該超親水化によって水（雨水含む）による洗浄で容易に表面の汚れを取り除くことができる。
また、酸化チタンは、紫外線を可視光帯域へ変調作用があり、発電効率をあげることができる。
透明保護膜における酸化チタンの含有割合は、光触媒性を発現する範囲であればよい。
酸化チタンの含有割合が大きすぎると透明保護膜の強度が不足したり、テルル化亜鉛に起因する上述の効果が弱くなる場合があるため、通常、透明保護膜の全重量に対し、４０重量％以下程度である。
また、紫外線を可視光帯域へ変調させるために、本発明の効果を損なわない範囲で他の従来公知の波長変換物質を含んでいてもよい。
また、本発明の透明保護膜は、銀イオン（Ａｇ+）を含むことが好ましい。銀イオンにより、可視光の作用を増強させることができる。
透明保護膜の厚みは、ガラス焼け防止という本発明の効果を損なわない限り特に限定はないが、波長変換効果を有効足らしめるため、好ましくは２０〜１２００ｎｍである。なお、透明保護膜の厚みは、膜厚測定器（例えば、フェルメトリックス社Ｆ２０システム）によって測定することができる。
（透明保護膜の形成方法）
本発明の透明保護膜は、目的とする作用が発現するならば、製造方法はいかなる方法でもよく、蒸着法およびスパッタ法等の乾式製膜法、塗布液を塗布して製膜する湿式製膜法のいずれでもよいが、乾式製膜方法は真空装置など高価な設備を必要とするため、低コストで製膜できる湿式製膜法が好ましい。
以下、湿式製膜法による本発明の透明保護膜に適した、透明保護膜用塗布液（以下、「本発明の塗布液」又は単に「塗布液」と記載する場合がある。）について説明する。
本発明の透明保護膜用塗布液は、テルル化亜鉛を含み、かつ、ｐＨ９以上である。テルル化亜鉛の含有量は、塗布液の全重量１００重量％に対して、０．１〜２０重量％であることが好ましい。
このような組成であれば、ガラス基板への塗布性がよく、１回の塗布でガラス基板表面に均一な透明保護膜を形成することができる。なお、透明保護膜をより厚くするために複数回塗布してもよい。
本発明の塗布液の溶媒は、ｐＨ９以上の水系溶媒である。ここで、水系溶媒とは、全溶媒のうち、４０重量％以上が水である溶媒をいう。塗布液の溶媒のｐＨが９より小さいと、塗膜性が低下して、均一な膜が形成できなくなる。
塗布性を高め、高品質な膜が形成されるため、塗布液の溶媒が、エタノール：２０〜４０重量％及び水：４０〜８０重量％の混合溶媒であることが好ましい。
本発明の塗布液は、形成される透明保護膜の強度を高め、また、ガラス基板との接着性を高める観点で、バインダー成分を含むことが好ましい。バインダーとしては、光透過性が高いものが選択され、無機系バインダー、有機系バインダーのいずれも選択できる。特に光透過性が高く、かつ、光に対する耐久性が高く、さらに機械的強度が高いシリカ系バインダーが好ましく使用される。
塗布液の全重量１００重量％に対する、シリカ系バインダーの好適な割合は、ＳｉＯ2換算で０．１〜２０重量％である。
さらに、本発明の塗布液は、形成される透明保護膜の波長変換性を高め、光触媒性を付与するために上記成分に加えて、塗布液の全重量１００重量％に対して、酸化チタン：０．１〜２０重量％を含むことが好ましい。
また、より形成される透明保護膜の波長変換性を高める効果が期待されるため、さらにヨウ素：０．１〜１０重量％及び銀化合物：０．１〜１０重量％を含むことが好ましい。銀化合物としては、イオン化するものであればよく、好ましい一例として塩化銀（ＡｇＣｌ）が挙げられる。
本発明の塗布液には、本発明の効果を損なわない範囲で、上記成分以外の成分を配合してもよい。そのような成分としては、界面活性剤等の液性を改善させる添加剤等が挙げられる。
本発明の塗布液は、その構成成分を混合することで製造することができる。混合順序も任意であり、塗布液の構成成分のうち、何れか２成分又は３成分以上を予め配合し、その後に残りの成分を混合してもよいし、一度に全部を混合してもよい。
本発明の塗布液を、ガラス基板表面に塗布し、塗布された塗布液を硬化させることにより、本発明の透明保護膜を好適に製造することができる。なお、塗布対象となるガラス基板の詳細は上述の通りである。
塗布液をガラス基板表面に塗布する方法は特に制限なく、従来公知の湿式製膜法におけるコーティング方法を採用することができる。コーティング方法として具体的には、スピンコート法、スリットダイコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、キャピラリーコート法、バーコーター法等が挙げられる。塗布液の厚さは塗布量、各成分の塗布液中の濃度を調節することによって制御することができる。
ガラス基板表面に塗布された塗布液を硬化させることにより、本発明の透明保護膜を好適に製造することができる。
塗布液の硬化方法は、形成される透明保護膜が、十分な光透過性と機械的強度を有する限り制限はないが、通常、加熱処理することによって行われる。加熱雰囲気は特に制限はないが、通常、大気雰囲気である。
本発明の塗布液は、比較的低温での加熱でも硬化させることができるため、好適な加熱温度は、通常、１０〜１００℃程度である。
加熱時間は、透明保護膜が十分に硬化する時間であり、塗布液の組成や形成される透明保護膜の厚みなどを考慮して適宜決定される。
このようにして、透明保護膜で表面を被覆したガラス基板は、本発明の太陽電池用カバーガラスとして用いることができる。
また、本発明の塗布液により形成される透明保護膜は、太陽電池用カバーガラス以外にも、自動車ガラス、照明器具、液晶表示素子等の他の用途での透明保護膜として使用することもできる。
（太陽電池モジュール）
本発明の太陽電池モジュールは、上記本発明の太陽電池用カバーガラスを備えてなり、カバーガラス以外の構成要素は、従来公知の太陽電池モジュールと同様のものを使用することができる。具体的には、図１に示すようにセル部及びガラス基板とＥＶＡ等の封止材を含むものであり、これら以外の構成要素として、配線電極や取り出し電極等を含んでいてもよい。
なお、太陽電池モジュールにおけるセル部材料は特に限定されず、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料や、ｐ形半導体の光吸収層とｐｎヘテロ接合を有するＣＩＳ系化合物半導体材料等が挙げられる。選択されるセル部材料の吸収波長を考慮し、本発明の透明保護膜の組成が決定される。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
使用した試薬、ガラス基板の組成は次の通りである。
「試薬」
・テルル化亜鉛（ＩＩ）粉末（株式会社高純度化学研究所）
・酸化チタン（ＩＶ）（ルチル型）（和光純薬工業株式会社製）

「ガラス基板」
（組成）
ＳｉＯ2：７０〜７２重量％
Ｎａ2Ｏ：１３〜１５重量％
ＣａＯ：８〜１２重量％
ＭｇＯ：１〜４重量％
Ａｌ2Ｏ3：１〜２重量％
Ｆｅ2Ｏ3：０．０７〜０．１５重量％
「実施例１」
（１）塗布液の調製
実施例１に係る塗布液１は以下の手順で作製した。
まず、純水に水酸化ナトリウムを加え、ｐＨ１２．５になるように調製した。次いで、ｐＨ１２．５に調製した水３７０ｍＬに対し、テルル化亜鉛粉末２ｇを添加して、均一になるまで十分に混合し、溶液Ａを得た。
純水３９０ｍＬに対し、酸化チタン粉末４ｇを添加し、均一になるまで十分に混合して溶液Ｂを得た。
エタノール２７０ｍＬに対し、塩化銀１ｇ、ヨウ素４ｇを添加し、均一になるまで十分に混合して溶液Ｃを得た。
溶液Ｃ２７５ｍＬに対し、溶液Ａ及び溶液Ｂをそれぞれ添加し、均一になるまで十分に混合して、塗布液１を調製した。
得られた塗布液１の組成は、以下の通りである。
テルル化亜鉛：０．２重量％、
酸化チタン：０．４重量％、
塩化銀：０．１重量％、
エタノール：３５重量％、
水：６０重量％
（２）太陽電池用カバーガラスの製造
ガラス基板への透明保護膜の製膜は、以下の手順で行った。
ガラス基板（６００×９００ｍｍ、厚み：３ｍｍ）に、塗布液１を塗工し、乾燥することにより、ガラス基板表面を透明保護膜で被覆した、実施例１の太陽電池用カバーガラスを得た。
膜厚測定器（フィルメトリックス社製F20システム）により測定した透明保護膜の膜厚は、６０ｎｍであった。
（３）評価
実施例１の太陽電池用カバーガラスを、シリコン太陽電池の受光面を被覆するように配置して、発電効率を評価したところ、発電効率は１０７％であった。
発電効率は、透明保護膜を形成していない透明ガラス基板（比較例）の発電効率を１００％としたときの相対値である。
「実施例２」
（１）塗布液２の調製
・塗布液１：１０００ｇ、セラミック系樹脂：２０００ｇを混合して塗布液２を得た。セラミック系樹脂にはバインダー成分としてのシリカが含まれる。
（２）太陽電池用カバーガラスの製造
塗布液１に代えて、塗布液２を使用し、ガラス基板表面を透明保護膜で被覆した、実施例２の太陽電池用カバーガラスを得た。
（３）評価
実施例１の太陽電池用カバーガラスに代えて、実施例２の太陽電池用カバーガラスを使用した以外は、実施例１と同様にして発電効率を評価したところ、発電効率は１０７％であった。
本発明によれば、透明性に優れるとともに、ガラス基板に含まれる成分との反応による「ガラス焼け」が発生しづらい、太陽電池パネル用カバーガラスを提供される。また、当該カバーガラスは、表面防汚性に優れ、かつ、パネルの温度上昇を防ぐこともできる。そのため、長期間使用しても、カバーガラスに起因する発電効率の低下を回避することができ、工業的に有望である。

Claims (9)

  1. テルル化亜鉛を含み、前記テルル化亜鉛をシリカ系バインダーで結合した透明保護膜でガラス基板の表面を被覆したことを特徴とする透明性とガラス焼け抑制効果を有する太陽電池用カバーガラス。
  2. 前記透明保護膜が、酸化チタンを含む請求項１に記載の太陽電池用カバーガラス。
  3. 前記透明保護膜の厚みが、２０〜１２００ｎｍである請求項１又は２に記載の太陽電池用カバーガラス。
  4. 前記ガラス基板が、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含むガラス基板である請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池用カバーガラス。
  5. 請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池用カバーガラスを備えてなる太陽電池モジュール。
  6. 塗布液の全重量１００重量％に対して、
    テルル化亜鉛を０．１〜２０重量％含み、
    シリカ系バインダーを、ＳｉＯ2換算で０．１〜２０重量％含み、
    ヨウ素を０．１〜１０重量％及び銀化合物を０．１〜１０重量％を含み、
    かつ、ｐＨ９以上であることを特徴とする透明保護膜形成用塗布液。
  7. 塗布液の全重量１００重量％に対して、さらに酸化チタン：０．１〜２０重量％を含む請求項６に記載の塗布液。
  8. 前記溶媒が、エタノール：２０〜４０重量％及び水：４０〜８０重量％の混合溶媒である請求項６または７に記載の塗布液。
  9. 請求項６から８のいずれかに記載の塗布液を、ガラス基板表面に塗布し、塗布された塗布液を硬化させることを特徴とする透明保護膜の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6949462B2 (ja) * 2016-07-26 2021-10-13 東芝テック株式会社 可動式アンテナ及び検品装置
CN111727178B (zh) * 2018-02-16 2023-08-22 Ａｇｃ株式会社 玻璃盖片和内嵌式液晶显示装置
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JP2000202363A (ja) * 1999-01-19 2000-07-25 Jsr Corp 塗膜の形成方法およびそれより得られる硬化体
WO2005042437A2 (en) * 2003-09-30 2005-05-12 Schott Ag Antimicrobial glass and glass ceramic surfaces and their production
JP2005105155A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 半導体超微粒子の分散方法及び半導体超微粒子分散液の製造方法
JP2006272037A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Nisshin Steel Co Ltd 可視光励起型光触媒活性が付与された塗装金属板及びその製造方法
US20090009058A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting material, light emitting-element, light-emitting device, electronic device, and method for manufacturing thereof
WO2010104146A1 (ja) * 2009-03-11 2010-09-16 旭化成イーマテリアルズ株式会社 コーティング組成物、塗膜、積層体、及び積層体の製造方法
CN102097507B (zh) * 2009-12-15 2013-03-20 比亚迪股份有限公司 玻璃及其制备方法
JPWO2011155614A1 (ja) * 2010-06-11 2013-08-15 旭硝子株式会社 透光性積層体およびそれを用いた太陽電池モジュール
JP2012054284A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 波長変換組成物及び波長変換組成物からなる層を備えた光起電装置。
CN103155170B (zh) * 2010-10-06 2016-05-04 3M创新有限公司 用于太阳能系统的光学元件的涂料

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