JPH03212977A - Substrate for solar cell - Google Patents
Substrate for solar cellInfo
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- JPH03212977A JPH03212977A JP2007226A JP722690A JPH03212977A JP H03212977 A JPH03212977 A JP H03212977A JP 2007226 A JP2007226 A JP 2007226A JP 722690 A JP722690 A JP 722690A JP H03212977 A JPH03212977 A JP H03212977A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は入射光を散乱せしめて活性層で吸収される光を
有効に利用することによって太陽電池の出力特性を向上
させた太陽電池用基板に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a solar cell substrate that improves the output characteristics of a solar cell by scattering incident light and effectively utilizing the light absorbed by the active layer. Regarding.
光反射性基板を用いた太陽電池において、その基板表面
を凹凸のある粗面として形成し、とりわけ吸収係数の小
さい長波長光の光路長を増大せしめることによりその出
力特性を改善する方法は、例えば、USP第4,126
.150号明細書(RCA)第7カラム3行目〜8行目
に示唆され、特開昭56−152276号公報(音大)
においても述べられている。更に特開昭5910418
5号公報(エクソン・リサーチ・アンド・エンジニアリ
ング・カンパニー)において、粗面化基板の光学的効果
が詳述されている。A method of improving the output characteristics of a solar cell using a light-reflecting substrate by forming the substrate surface as a rough surface with unevenness and increasing the optical path length of long-wavelength light having a particularly small absorption coefficient is, for example, , USP No. 4,126
.. It is suggested in column 7, lines 3 to 8 of Specification No. 150 (RCA), and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 152276 (Sho 56-152276) (Original University).
It is also mentioned in . Furthermore, Japanese Patent Application Publication No. 5910418
No. 5 (Exxon Research and Engineering Company) details the optical effects of a roughened substrate.
更に、ジャーナル・オブ・アプライド・フイジイクス誌
(Journal of Applied Physi
cs) 62巻、7号、3016頁(Thomas C
,Paulick。In addition, the Journal of Applied Physi
cs) Volume 62, No. 7, Page 3016 (Thomas C.
, Paulick.
Oct ’87)において、銀の凹凸(Textur
e)を用いたアモルファスシリコン太陽電池の光学反射
特性が数学的に取り扱われている。Oct '87), Texture of Silver
The optical reflection properties of amorphous silicon solar cells using e) are treated mathematically.
前記凹凸表面の形成法としては、特開昭54−1535
88号公報(ナショナル・パテント・ディベロップメン
ト・コーポレーション)においてウェット・エツチング
が、特開昭58−159383号公報(エナジー・コン
バージョン・デバイセス)においてサンドブラスト法・
ファセット形成法・共蒸着法が、特開昭59=1468
2号公報(電解箔工業地)において直流電解エツチング
又は化学エツチング法によるアルミニウム粗面化が、特
開昭59−82778号公報(エナジー・コンバージョ
ン・デバイセス)においてスパッタエッチ法・サンドブ
ラスト法が、前述の特開昭59−104185号公報に
おいてリソグラフィ法・熱分解スプレーによる透明導体
沈着法・イオンビーム同時沈着法・エツチング法が、そ
れぞれ開示されている。The method for forming the uneven surface is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-1535.
No. 88 (National Patent Development Corporation) discloses wet etching, and JP-A-58-159383 (Energy Conversion Devices) discloses sandblasting and
The facet formation method and co-evaporation method were published in JP-A-59-1468.
In Publication No. 2 (Electrolytic Foil Industrial Area), aluminum surface roughening by direct current electrolytic etching or chemical etching method was carried out, and in JP-A-59-82778 (Energy Conversion Devices), sputter etching method/sandblasting method was used as mentioned above. JP-A-59-104185 discloses a lithography method, a transparent conductor deposition method using pyrolysis spray, an ion beam simultaneous deposition method, and an etching method, respectively.
このほか、本源的に凹凸を形成し易い材料を使うものと
して、特開昭58−180069号公報(工業技術院長
)の有機絶縁層とその上に設ける金属反射層、特開昭5
9−213174号公1ll(工業技術院長)のセラミ
ック基板、などがある。In addition, as a method using materials that inherently tend to form unevenness, there is also the organic insulating layer and the metal reflective layer provided thereon, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-180069 (Director of the Agency of Industrial Science and Technology), and a metal reflective layer provided thereon.
There is a ceramic substrate published by No. 9-213174 (Director of the Agency of Industrial Science and Technology).
太陽電池とりわけアモルファスシリコン太陽電池の基板
に望まれる特性としては、
○ 長波長光を有効に利用するための凹凸構造を有する
。Characteristics desired for the substrate of solar cells, especially amorphous silicon solar cells, are: ○ It has an uneven structure to effectively utilize long wavelength light.
O前項凹凸構造が太陽電池の短絡をもたらさない。O The uneven structure in the previous section does not cause a short circuit in the solar cell.
○ 基板組成物が太陽電池に浸透して太陽電池の特性を
悪化させない。○ The substrate composition does not penetrate into the solar cell and deteriorate the characteristics of the solar cell.
などがあるが、前述の先行技術では未だ不十分な点があ
った。However, the above-mentioned prior art still has some inadequacies.
即ち、凹凸構造を構成する金属原子がアモルファスシリ
コン層中に浸i3 (migrate ) L、不純物
層のドーピングプロファイルを変えたり、再結合中心を
形成して出力電流の低下をもたらすという問題点があっ
た。That is, there is a problem in that the metal atoms constituting the uneven structure migrate into the amorphous silicon layer, changing the doping profile of the impurity layer and forming recombination centers, resulting in a decrease in output current. .
また、セラミックス等の粉体を焼結したものを基体に用
いたり、エツチング等の方法で平滑面を粗面にしたり、
金属で凹凸構造の膜を形成した場合等には、該凹凸構造
が不揃いになったり鋭いエッヂを有するものになり易く
、この上に直接太陽電池を形成した場合、太陽電池の特
性のばらつきや短絡等が起こり易くなるという問題点が
あった。In addition, sintered powders such as ceramics may be used as the base, or smooth surfaces may be roughened by etching or other methods.
When a metal film with an uneven structure is formed, the uneven structure tends to be irregular or have sharp edges, and if a solar cell is formed directly on the film, the characteristics of the solar cell may vary and short circuits may occur. There was a problem that problems such as the following occurred more easily.
また、金属面上に直接アモルファスシリコン膜を形成し
た場合、境界面から剥離が生じ易く、太陽電池の歩留り
を低下させるという問題点があった。Furthermore, when an amorphous silicon film is formed directly on a metal surface, there is a problem in that peeling easily occurs from the interface, reducing the yield of solar cells.
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、本
発明は、凹凸表面を有する太陽電池用基板において、長
波長光を有効に利用するための凹凸構造を有し、該凹凸
構造が太陽電池の短絡をもたらさず、また前記基Fi組
成物が太陽電池に浸透して、太陽電池の特性を悪化させ
ない太陽電池基板を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and the present invention provides a substrate for a solar cell having an uneven surface, which has an uneven structure for effectively utilizing long wavelength light. The present invention aims to provide a solar cell substrate in which the Fi-based composition does not cause a short circuit in the solar cell, and the Fi-based composition does not penetrate into the solar cell and deteriorate the characteristics of the solar cell.
また更に、本発明は太陽電池用基板と太陽電池を構成す
る半導体層との間の密着性の良い太陽電池基板を提供す
ることを目的としている。A further object of the present invention is to provide a solar cell substrate with good adhesion between the solar cell substrate and the semiconductor layer constituting the solar cell.
また更に加えて本発明は、太陽電池用基板の金属面から
の光の反射を向上させることを目的としている。Furthermore, an object of the present invention is to improve the reflection of light from the metal surface of a solar cell substrate.
〔発明の構成〕
前述の目的を達成するための本発明は、導電性支持体上
に0.1μm以上の凹凸表面を有し、かつ一般式〔I〕
で表され、重量平均分子量が6000乃至200000
である従来未知の新規なポリシラン化合物(以下単にポ
リシラン化合物と呼ぶ)によって構成される層を設けて
成ることを特徴とする。[Structure of the Invention] To achieve the above-mentioned object, the present invention has an uneven surface of 0.1 μm or more on a conductive support, and has a general formula [I]
and the weight average molecular weight is 6,000 to 200,000
It is characterized by providing a layer composed of a novel and hitherto unknown polysilane compound (hereinafter simply referred to as a polysilane compound).
R+ Ri
A −Bi−FT−一子31→コーA′ ・・・ N
)Rz Ra
(但し、式中、R1は炭素数1又は2のアルキル基、R
2は炭素数3乃至8のアルキル基、シクロアルキル基、
アリール基又は、アラルキル基、R2は炭素数1乃至4
のアルキル基、R4は炭素数1乃至4のアルキル基をそ
れぞれ示す、A、A’ は、それぞれ炭素数4乃至12
のアルキル基、シクロアルキル基、了り−ル基又はアラ
ルキル基であり、両者は同じであっても或いは異なって
いてもよい。R+ Ri A -Bi-FT-Ichiko 31 → Ko A'...N
) Rz Ra (wherein, R1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, R
2 is an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group,
Aryl group or aralkyl group, R2 has 1 to 4 carbon atoms
R4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A and A' each represent an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms.
are an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, or an aralkyl group, and both may be the same or different.
nとmは、ポリマー中の総モノマーに対するそれぞれの
千ツマー数の割合を示すモル比であり、n +m= 1
となり、0<n≦1.0≦m<lである。)
第1図は、本発明による太陽電池用基板を用いたPIN
型アモルファスシリコン太陽電池の一般的構造を模式的
に示した図である。以下便宜上PIN型太陽電池を用い
て本発明の説明を行うが、本発明はショー/ トキ型は
じめ他の形式の太陽電池にも応用が可能であり、これに
限定されるものではない。n and m are molar ratios indicating the proportion of each 1,000-mer number to the total monomers in the polymer, n + m = 1
Therefore, 0<n≦1.0≦m<l. ) Figure 1 shows a PIN using the solar cell substrate according to the present invention.
1 is a diagram schematically showing the general structure of a type amorphous silicon solar cell. The present invention will be explained below using a PIN type solar cell for convenience, but the present invention can be applied to other types of solar cells including the Shaw/Toki type, and is not limited thereto.
本発明に適用可能な支持体101の材料としては、モリ
ブデン、タングステン、チタン、コバルト、クロム、鉄
、銅、タンクル、ニオブ、ジルコニウム、アルミニウム
金属又はそれらの合金での板状体、フィルム体が挙げら
れる。なかでもステンレス鋼、ニッケルクロム合金及び
二、ケル、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、チタン金
属及び/又は合金は、耐蝕性の点から特に好ましい。ま
た、これらの金属及び/又は合金を、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセテート
、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム
又はシート、ガラス、セラミックス等の上に形成したも
のも使用可能である。Examples of the material of the support 101 that can be applied to the present invention include plates and films made of molybdenum, tungsten, titanium, cobalt, chromium, iron, copper, tankle, niobium, zirconium, aluminum metals, or alloys thereof. It will be done. Among these, stainless steel, nickel-chromium alloys, dichloride, tantalum, niobium, zirconium, titanium metals and/or alloys are particularly preferred from the viewpoint of corrosion resistance. In addition, these metals and/or alloys can be formed on films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramics, etc. It is also possible to use
前記支持体101の厚さは、支持体としての機能が達せ
られる限りにおいて薄くすることが可能であるが、製造
上及び取扱い上、機械的強度等の点から、通常は10μ
m以上とされる。The thickness of the support 101 can be made thin as long as it can function as a support, but from the viewpoint of manufacturing, handling, mechanical strength, etc., the thickness is usually 10 μm.
m or more.
前記支持体101上には反射性導電層102が設けられ
ている0本発明に適用可能な反射性導電層102の材質
としては、金、銀、銅、アルミニウム等の光学的反射能
の大きい金属が挙げられる。A reflective conductive layer 102 is provided on the support 101. Materials for the reflective conductive layer 102 that can be applied to the present invention include metals with high optical reflectivity such as gold, silver, copper, and aluminum. can be mentioned.
また、前記支持体101の光学的反射能が十分大きい場
合、該反射性導電層102を省く構造とすることも可能
である。Further, if the optical reflectivity of the support 101 is sufficiently high, it is also possible to have a structure in which the reflective conductive layer 102 is omitted.
前記反射性導電層102の表面は、平滑面であっても凹
凸面であってもよい、該凹凸面は、例えば前記反射性導
電N102に用いられる金属を蒸着等で堆積するときに
、支持体101の温度を調整することによって容易に得
られる。一般に、支持体101の温度を高めに設定した
場合により強い凹凸表面が得られる。The surface of the reflective conductive layer 102 may be a smooth surface or an uneven surface.The surface of the reflective conductive layer 102 may be a smooth surface or an uneven surface. This can be easily obtained by adjusting the temperature of 101. Generally, a stronger uneven surface can be obtained when the temperature of the support 101 is set higher.
前記反射性導電層102の上には、前記ポリシラン化合
物から成るポリシラン層103が形成される。A polysilane layer 103 made of the polysilane compound is formed on the reflective conductive layer 102 .
前記支持体101と前記反射性導電層102と前記ポリ
シラン層103を総称して基板104と呼ぶ。The support 101, the reflective conductive layer 102, and the polysilane layer 103 are collectively referred to as a substrate 104.
本発明の太陽電池用基板104に用いられているポリシ
ラン層103は、前記従来技術の問題点を克服すべく鋭
意研究を重ねた結果得られた知見に基づいている。即ち
、前記凹凸表面を有する凹凸層をポリシラン化合物で構
成することによって、凹凸表面による光の閉じ込め効果
を有しつつ、金属原子等のアモルファスシリコン層への
浸透を防ぎ、該凹凸構造に起因する太陽電池のリークを
起こりに(<、かつリークが起きたとしてもその悪影響
を最小限にとどめることができる。The polysilane layer 103 used in the solar cell substrate 104 of the present invention is based on knowledge obtained as a result of extensive research to overcome the problems of the prior art. That is, by composing the uneven layer having the uneven surface with a polysilane compound, the uneven surface has a light confinement effect while preventing metal atoms and the like from penetrating into the amorphous silicon layer, and preventing sunlight caused by the uneven structure from penetrating into the amorphous silicon layer. It is possible to prevent battery leakage (<, and even if a leak does occur, its negative effects can be kept to a minimum.
本発明において用いられるポリシラン化合物は、その重
量平均分子量が6000乃至200000のものである
が、溶剤への溶解性及びフィルム形成能の観点からより
好ましいものは、重量平均分子量が8000乃至120
000のものであり、最適なものは重量平均分子量が1
0000乃至5ooooのものである。The polysilane compound used in the present invention has a weight average molecular weight of 6,000 to 200,000, but from the viewpoint of solubility in a solvent and film forming ability, a more preferable one has a weight average molecular weight of 8,000 to 120.
000, and the optimal one has a weight average molecular weight of 1
0000 to 5oooo.
なお、重量平均分子量が6000以下であるものは高分
子の特徴を示さず、フィルム形成能がない、また、重量
平均分子量がzooooo以上であるものは溶剤に対す
る溶解性が悪く、所望のフィルム形成が困難である。Those with a weight average molecular weight of 6,000 or less do not exhibit the characteristics of polymers and have no film-forming ability, and those with a weight average molecular weight of more than zooooo have poor solubility in solvents, making it difficult to form the desired film. Have difficulty.
また本発明において使用する前出の一般式(r)で表さ
れる上述のポリシラン化合物は、形成するフィルムにつ
いて特に強靭性を望む場合、その末端基A及びA′が、
炭素数5乃至12のアルキル基、炭素数5乃至12のシ
クロアルキル基、了り−ル基及びアラルキル基からなる
群から選択される基であることが望ましい、この場合の
最も好ましい本発明において使用するポリシラン化合物
は、末端基A及びA′が、炭素数5乃至12のアルキル
基及び炭素数5乃至12のシクロアルキル基の中から選
択される基である場合である。Further, in the above-mentioned polysilane compound represented by the above-mentioned general formula (r) used in the present invention, when particularly toughness is desired for the film to be formed, the terminal groups A and A' are
Desirably, the group is selected from the group consisting of an alkyl group having 5 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, an aralkyl group, and an aralkyl group, and in this case, it is most preferably used in the present invention. In the polysilane compound, the terminal groups A and A' are groups selected from an alkyl group having 5 to 12 carbon atoms and a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms.
本発明において使用される上述のポリシラン化合物はつ
ぎのようにして合成することができる。The above-mentioned polysilane compound used in the present invention can be synthesized as follows.
即ち、酸素及び水分を無くした高純度不活性雰囲fi下
で、ジクロロシランモノマーをアルカリ金属からなる縮
合触媒に接触させてハロゲン脱離と縮重合を行い中間体
ポリマーを合成し、得られた該中間体ポリマーを未反応
のモノマーと分離し、該中間体ポリマーに所定のハロゲ
ン化有機試薬をアルカリ金属からなる縮合触媒の存在下
で反応せしめて該ポリマーの末端に有機基を縮合せしめ
ることにより合成される。That is, under a high-purity inert atmosphere free of oxygen and moisture, a dichlorosilane monomer is brought into contact with a condensation catalyst made of an alkali metal to perform halogen elimination and condensation polymerization to synthesize an intermediate polymer. By separating the intermediate polymer from unreacted monomers and reacting a predetermined halogenated organic reagent with the intermediate polymer in the presence of a condensation catalyst made of an alkali metal to condense an organic group at the end of the polymer. be synthesized.
上記合成操作にあっては、出発物質たるジクロロシラン
モノマー、前記中間体ポリマー、ハロゲン化有機試薬及
びアルカリ金属縮合触媒は、いずれも酸素や水分との反
応性が高いので、これら酸素や水分が存在する雰囲気の
下では目的の上述のポリシラン化合物は得られない。In the above synthesis operation, the dichlorosilane monomer as the starting material, the intermediate polymer, the halogenated organic reagent, and the alkali metal condensation catalyst are all highly reactive with oxygen and moisture, so these oxygen and moisture are present. Under such an atmosphere, the desired polysilane compound described above cannot be obtained.
したがって本発明において使用する上述のポリシラン化
合物を得る上述の操作は、酸素及び水分のいずれもが存
在しない雰囲気下で実施することが必要である。このた
め、反応系に酸素及び水分のいずれもが存在するところ
とならないように反応容器及び使用する試薬の全てにつ
いて留意が必要である0例えば反応容器については、ブ
ローボックス中で真空吸引とアルゴンガス置換を行って
水分や酸素の系内への吸着がないようにする。使用する
アルゴンガスは、いずれの場合にあっても予めシリカゲ
ルカラムに通し脱水し、ついで銅粉末を100℃に加熱
したカラムに通して脱酸素処理して使用する。Therefore, the above-mentioned operation for obtaining the above-mentioned polysilane compound used in the present invention needs to be carried out in an atmosphere in which neither oxygen nor moisture is present. For this reason, care must be taken regarding the reaction vessel and all reagents used to avoid the presence of either oxygen or moisture in the reaction system. Perform substitution to prevent adsorption of moisture and oxygen into the system. In any case, the argon gas used is previously passed through a silica gel column to dehydrate it, and then the copper powder is passed through a column heated to 100° C. for deoxidation treatment before use.
出発原料たるジクロロシランモノマーについては、反応
系内への導入直前で脱酸素処理した上述のアルゴンガス
を使用して減圧蒸留を行った後に反応系内に導入する。The dichlorosilane monomer as a starting material is introduced into the reaction system after being distilled under reduced pressure using the above-mentioned argon gas which has been deoxygenated immediately before introduction into the reaction system.
特定の有機基を導入するための上記ハロゲン化有機試薬
及び使用する上記溶剤についても、ジクロロシランモノ
マーと同様に脱酸素処理した後に反応系内に導入する。The halogenated organic reagent and the solvent used for introducing a specific organic group are also deoxidized in the same manner as the dichlorosilane monomer before being introduced into the reaction system.
なお、溶剤の脱酸素処理は、上述の脱酸素処理したアル
ゴンガスを使用して減圧蒸留した後、金属ナトリウムで
更に脱水処理する。Note that the solvent is deoxidized by distilling it under reduced pressure using the deoxygenated argon gas described above, and then further dehydrating it with metallic sodium.
上記縮合触媒については、ワイヤー化或いはチップ化し
て使用するところ、前記ワイヤー化又はチップ化は無酸
素のパラフィン系溶剤中で行い、酸化が起こらないよう
にして使用する。The above condensation catalyst is used in the form of wires or chips, and the wires or chips are formed in an oxygen-free paraffinic solvent to prevent oxidation.
本発明において使用する前出の一般式〔I〕で表される
ポリシラン化合物を製造するに際して使用する出発原料
のジクロロシランモノマーは、般式: R+Rx5iC
Itで表されるシラン化合物か又はこれと一般式: R
zRaSiClzで表されるシラン化合物が選択的に使
用される。The dichlorosilane monomer as a starting material used in producing the polysilane compound represented by the above general formula [I] used in the present invention has the general formula: R+Rx5iC
A silane compound represented by It or the general formula: R
A silane compound represented by zRaSiClz is selectively used.
上述の縮合触媒は、ハロゲン脱離して縮合反応をもたら
しめるアルカリ金属が望ましく使用され、該アルカリ金
属の具体例としてリチウム、ナトリウム、カリウムが挙
げられ、中でもリチウム及びナトリウムが好適である。As the above-mentioned condensation catalyst, an alkali metal capable of causing a condensation reaction by eliminating halogen is preferably used, and specific examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium, with lithium and sodium being preferred.
上述のハロゲン化有機試薬は、A及びA′で表される置
換基を導入するためのものであって、ハロゲン化アルキ
ル化合物、ハロゲン化シクロアルキル化合物、ハロゲン
化アリール化合物及びハロゲン化アラルキル化合物から
なる群から選択される適当な化合物、即ち、−a式:
A−X及び/又は一般式:A’−X(但し、XはCI!
又はBr)で表され、後述する具体例の中の適当な化合
物が選択的に使用される。The above-mentioned halogenated organic reagent is for introducing substituents represented by A and A', and is composed of a halogenated alkyl compound, a halogenated cycloalkyl compound, a halogenated aryl compound, and a halogenated aralkyl compound. A suitable compound selected from the group -a formula:
A-X and/or general formula: A'-X (where X is CI!
or Br), and appropriate compounds from the specific examples described below are selectively used.
上述の中間体ポリマーを合成するに際して使用する一般
式: RIRtSiC12又はこれと一般式:RxRa
5:C12で表されるジクロロシランモノマーは、所定
の溶剤に溶解して反応系に導入されるところ、該溶剤と
しては、パラフィン系の無極性炭化水素溶剤が望ましく
使用される。該溶剤の好ましい例としては、n−へキサ
ン、n−オクタン、n〜ノナン、n−ドデカン、シクロ
ヘキサン及びシクロオクタンが挙げられる。General formula used when synthesizing the above intermediate polymer: RIRtSiC12 or this and general formula: RxRa
The dichlorosilane monomer represented by 5:C12 is introduced into the reaction system after being dissolved in a predetermined solvent, and a paraffinic nonpolar hydrocarbon solvent is preferably used as the solvent. Preferred examples of the solvent include n-hexane, n-octane, n-nonane, n-dodecane, cyclohexane and cyclooctane.
そして生成する中間体ポリマーはこれらの溶剤に不溶で
あることから、該中間体ポリマーを未反応のジクロロシ
ランモノマーから分離するについて好都合である0分離
した中間体ポリマーは、ついで上述のハロゲン化有機試
薬と反応せしめるわけであるが、その際両者は同じ溶剤
に溶解せしめて反応に供される。この場合の溶剤として
はベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤が好適
に使用される。Since the resulting intermediate polymer is insoluble in these solvents, it is convenient to separate the intermediate polymer from unreacted dichlorosilane monomers.The separated intermediate polymer is then treated with the above-mentioned halogenated organic reagent. In this case, both are dissolved in the same solvent and subjected to the reaction. In this case, aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene are preferably used as the solvent.
上述のジクロロシランモノマーを上述のアルカリ金属触
媒を使用して縮合せしめて所望の中間体を得るについて
は、反応温度と反応時間を調節することにより得られる
中間体ポリマーの重合度を適宜制御できる。しかしなが
らその際の反応温度は60℃〜130℃の間に設定する
のが望ましい。When the desired intermediate is obtained by condensing the above-mentioned dichlorosilane monomer using the above-mentioned alkali metal catalyst, the degree of polymerization of the resulting intermediate polymer can be appropriately controlled by adjusting the reaction temperature and reaction time. However, the reaction temperature at that time is preferably set between 60°C and 130°C.
以上説明の本発明において使用する前出の一般式(+)
で表される上述のポリシラン化合物の製造方法の望まし
い一態様を以下に述べる。The above general formula (+) used in the present invention explained above
A desirable embodiment of the method for producing the above-mentioned polysilane compound represented by is described below.
即ち、本発明において使用する上述のポリシラン化合物
の製造方法は、(i)中間体ポリマーを製造する工程と
(ii)if中間体ポリマーの末端に置換基A及びA′
を導入する工程とからなる。That is, the method for producing the above-mentioned polysilane compound used in the present invention includes (i) producing an intermediate polymer, and (ii) adding substituents A and A' to the terminals of the if intermediate polymer.
It consists of a process of introducing.
上記(i)の工程はつぎのようにして行われる。The step (i) above is performed as follows.
即ち、反応容器の反応系内を酸素及び水分を完全に除い
てアルゴンで支配され所定の内圧に維持した状態にし、
無酸素のパラフィン系溶剤と無酸素の縮合触媒を入れ、
ついで無酸素のジクロロシランモノマーを入れ、全体を
撹拌しながら所定温度に加熱して該七ツマ−の縮合を行
う。この際前記ジクロロシランモノマーの縮合度合は、
反応温度と反応時間を調節し、所望の重合度の中間体ポ
リマーが生成されるようにする。That is, the reaction system in the reaction vessel is completely free of oxygen and moisture and is dominated by argon and maintained at a predetermined internal pressure.
Add an oxygen-free paraffinic solvent and an oxygen-free condensation catalyst,
Next, an oxygen-free dichlorosilane monomer is added, and the whole is heated to a predetermined temperature while stirring to effect condensation of the seven polymers. At this time, the degree of condensation of the dichlorosilane monomer is
The reaction temperature and reaction time are adjusted to produce an intermediate polymer with a desired degree of polymerization.
この際の反応は、下記の反応式(i)で表されるように
ジクロロシランモノマーのクロル基と触媒が脱塩反応を
起こしてSi基同志が縮合を繰り返してポリマー化して
中間体ポリマーを生成する。In this reaction, as shown in the reaction formula (i) below, the chloro group of the dichlorosilane monomer and the catalyst cause a desalting reaction, and the Si groups repeat condensation to form a polymer, producing an intermediate polymer. do.
触媒
nR+Rz 5iC1lt +mR=R4SiC1x
→R+ Rコ
C1−鵠iHトT−−任−5i−Y1− CR・・・
(i)Rz Ra
なお、このところの具体的反応操作手順は、パラフィン
系溶剤中に縮合触媒(アルカリ金属)を仕込んでおき、
加熱下で撹拌しながらジクロロシランモノマーを滴下し
て添加する。ポリマー化の度合は、反応液をサンプリン
グして確認する。Catalyst nR+Rz 5iC1lt +mR=R4SiC1x
→R+ RkoC1-鵠iHtoT--Rin-5i-Y1- CR...
(i) Rz Ra The specific reaction procedure here is to prepare a condensation catalyst (alkali metal) in a paraffinic solvent,
Dichlorosilane monomer is added dropwise while stirring under heat. The degree of polymerization is confirmed by sampling the reaction solution.
ポリマー化の簡単な確認はサンプリング液を揮発させフ
ィルムが形成できるか否かで判断できる。Polymerization can be easily confirmed by evaporating the sampling liquid and determining whether a film can be formed.
縮合が進み、ポリマーが形成されると白色固体となって
反応系から析出してくる。ここで冷却し、反応系からモ
ノマーを含む溶媒をデカンテーションで分離し、中間体
ポリマーを得る。As the condensation progresses and a polymer is formed, it becomes a white solid that precipitates out of the reaction system. Here, it is cooled, and the solvent containing the monomer is separated from the reaction system by decantation to obtain an intermediate polymer.
ついで前記fblの工程を行う。即ち、得られた中間体
ポリマーの末端基のクロル基をハロゲン化有機剤と縮合
触媒(アルカリ金属)を用いて脱塩縮合を行いポリマー
末端基を所定の有機基で置換する。この際の反応は下記
の反応式(ii)で表される。Then, the fbl step is performed. That is, the chloro group at the end group of the obtained intermediate polymer is subjected to desalting condensation using a halogenated organic agent and a condensation catalyst (alkali metal), and the polymer end group is replaced with a predetermined organic group. The reaction at this time is represented by the following reaction formula (ii).
RI R1
Cl1−Hl−トT−−−−士”Si−ト1− C1+
(2A
X+A’
X)
3
一日+++ i−→、A’(ii )
2
4
このところ具体的には、
ジクロ口シランモノマ
−の縮合で得られた中間体ポリマーに芳香族系溶剤を加
え溶解する。次に縮合触媒(アルカリ金属)を加え、室
温でハロゲン化有機剤を滴下する。RI R1 Cl1-Hl-T----shi"Si-to1-C1+ (2A X+A' An aromatic solvent is added to and dissolved in the intermediate polymer obtained by condensation of silane monomers.Next, a condensation catalyst (alkali metal) is added, and a halogenated organic agent is added dropwise at room temperature.
この時ポリマー末端基同士の縮合反応と競合するためハ
ロゲン化有機剤を出発モノマーに対して0.01〜0.
1倍の過剰量添加する。徐々に加熱し、80℃〜100
℃で1時間加熱撹拌し、目的の反応を行う。At this time, in order to compete with the condensation reaction between the polymer end groups, the halogenated organic agent is added at 0.01 to 0.0% relative to the starting monomer.
Add 1x excess amount. Gradually heat to 80℃~100℃
The mixture is heated and stirred at ℃ for 1 hour to carry out the desired reaction.
反応終了後冷却し、触媒のアルカリ金属を除去するため
、メタノールを加える。次に生成したポリシラン化合物
をトルエンで抽出し、シリカゲルカラムで精製する。か
くして本発明において使用する所望のポリシラン化合物
が得られる。After the reaction is completed, the mixture is cooled and methanol is added to remove the alkali metal of the catalyst. Next, the generated polysilane compound is extracted with toluene and purified using a silica gel column. The desired polysilane compound used in the present invention is thus obtained.
(以下余白)
RIRt SiCII ! びR5Ra SiCR1
の 傍注) :下記の化合物の中、a −2〜16,1
8.20,21゜23.24が1lIR2SiC/zに
用いられ、a−1゜2.11.17,19,22,23
.25が113R4SiC1zに用いられる。(Left below) RIRt SiCII! and R5Ra SiCR1
Note): Among the following compounds, a-2 to 16,1
8.20,21°23.24 is used for 1lIR2SiC/z, a-1°2.11.17,19,22,23
.. 25 is used for 113R4SiC1z.
(CI+3) zs iC12z −1 ((Oli)z@zsicj!z −22 ((CH3) 3C) zsic J z−5 A−X びA’ −Xの具 (C)13) z(IC1lzCj! −1 CI+(CHJaCffi −2 0i(CHJsCj2 −3 CI(3(01g) + oC1 −4 C11z (C1lz) 5Br Cll3 (CHz) Ioar −14 −15 触媒としてはアルカリ金属が好ましい。(CI+3) zs iC12z -1 ((Oli)z@zsicj!z -22 ((CH3) 3C) zsic J z-5 A-X and A’-X ingredients (C)13) z(IC1lzCj! -1 CI+(CHJaCffi -2 0i(CHJsCj2 -3 CI (3 (01g) + oC1 -4 C11z (C1lz) 5Br Cll3 (CHz) Ioar -14 -15 Alkali metals are preferred as catalysts.
アルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリウム
が使用される。形状はワイヤー状またはチップ状にして
表面積を大きくすることが好ましい。Lithium, sodium, and potassium are used as alkali metals. It is preferable that the shape is wire-like or chip-like to increase the surface area.
本 において するポリシラン の具体 廻 Cll。Book in polysilane specifics of Around Cll.
C3(C1+、)□ C11(CIIJI C1l。C3(C1+,)□ C11 (CIIJI C1l.
H3
島
I3
l13
113
l13
注);上記構造式中のXとYはいずれも単量体の重合単
位を示す。そしてnは、X/(X+Y)、また、mは、
Y/(X十Y)の計算式によりそれぞれ求められる。H3 island I3 l13 113 l13 Note); In the above structural formula, both X and Y represent a polymerized unit of a monomer. And n is X/(X+Y), and m is
Each is calculated using the formula Y/(X+Y).
このようにして合成されたポリシラン化合物に対して適
当な不純物を混合させることによって、電気的抵抗率を
制御することも容易である。N型伝導を示すようにする
ための不純物としては、TPA (triphenyl
amtne) 、 TMPD (N、 N。Electrical resistivity can also be easily controlled by mixing appropriate impurities into the polysilane compound synthesized in this manner. As an impurity to exhibit N-type conduction, TPA (triphenyl
amtne), TMPD (N, N.
N’ N’ tetra methylphen
ylene diamine ) 等が挙げられ
る。N'N' tetra methylphen
ylene diamine) and the like.
またP型伝導を示すようにするための不純物としては、
2 、 4 、 7− trinitrofluore
none +T CN Q(Letracyanoqu
ino dimethane)、 S b F 5As
F5等が挙げられる。In addition, impurities for exhibiting P-type conduction include:
2, 4, 7- trinitrofluore
none +T CN Q
ino dimethane), S b F 5As
Examples include F5.
P型半導体層と接するポリシラン層は、P型のポリシラ
ン層が好ましく、N型半導体層と接するポリシラン層は
、N型のポリシラン層が好ましいものである。The polysilane layer in contact with the P-type semiconductor layer is preferably a P-type polysilane layer, and the polysilane layer in contact with the N-type semiconductor layer is preferably an N-type polysilane layer.
本発明において用いられるポリシラン化合物の電気的抵
抗率は所望の目的に応じて適宜定められるものである。The electrical resistivity of the polysilane compound used in the present invention is appropriately determined depending on the desired purpose.
即ち、太陽電池によって発生した電気エネルギーを取り
出すためには電気的抵抗率は低い方がよいが、PIN構
造に発生するピンホールによる短絡の悪影響を最小限に
とどめるためには電気的抵抗率が高い方がよいので、実
際の太陽電池においてはポリシラン層103の電気的抵
抗率には最適値が存在する。In other words, it is better to have a low electrical resistivity in order to extract the electrical energy generated by the solar cell, but a high electrical resistivity is necessary to minimize the negative effects of short circuits caused by pinholes that occur in the PIN structure. Therefore, in actual solar cells, the electrical resistivity of the polysilane layer 103 has an optimum value.
上述の方法で合成したポリシラン化合物を原料として前
記ポリシラン層103を形成する方法を以下に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。A method for forming the polysilane layer 103 using the polysilane compound synthesized by the above method as a raw material will be described below, but the present invention is not limited thereto.
前記ポリシラン層103を形成する方法としては、スピ
ンナー法、スプレー法、ディッピング法等により支持体
上に塗布する方法が挙げられる。Examples of the method for forming the polysilane layer 103 include a method of coating it on a support using a spinner method, a spray method, a dipping method, or the like.
スピンナー法は、高速回転する保持具に支持体を固定し
、高速回転させ、高速回転している支持体上に有機溶媒
に溶解したポリシランを滴下し、遠心力で支持体上に均
一に塗布し、溶媒を気化させて、支持体上に均一なポリ
シラン層を形成する方法である。In the spinner method, a support is fixed to a holder that rotates at high speed, and polysilane dissolved in an organic solvent is dropped onto the support that is rotating at high speed, and then applied uniformly onto the support using centrifugal force. , a method in which a uniform polysilane layer is formed on a support by vaporizing the solvent.
スピンナー法でポリシラン層の層厚は、有機溶媒に溶解
したポリシランの溶液の粘度と、スピンナーの回転速度
を調節することで所望に制御できる。またポリシラン層
上の凹凸の形状は、スピンナーでポリシラン溶液を塗布
した後、溶媒を気化させる前に前記保持具を振動させて
、ポリシラン層に凹凸を形成させる。By the spinner method, the layer thickness of the polysilane layer can be controlled as desired by adjusting the viscosity of a solution of polysilane dissolved in an organic solvent and the rotation speed of the spinner. The shape of the unevenness on the polysilane layer is determined by applying the polysilane solution with a spinner and then vibrating the holder before vaporizing the solvent to form the unevenness on the polysilane layer.
凹凸の形状は、前記保持具の振動数と振幅及び溶液の粘
度で所望の形状に制御される。The shape of the unevenness is controlled to a desired shape by the frequency and amplitude of the holder and the viscosity of the solution.
スプレー法は、スピンナー法と同様にポリシランを有機
溶媒に溶解し、霧吹き機で支持体上にポリシランを溶解
した溶液を吹きつけて、ポリシラン層を形成する方法で
ある。The spray method, like the spinner method, is a method in which polysilane is dissolved in an organic solvent, and a solution in which polysilane is dissolved is sprayed onto a support using a sprayer to form a polysilane layer.
該ポリシラン層の層厚は、ポリシラン溶液の粘度、霧吹
き機のノズルの径及び吹きつけるポリシラン溶液の量等
を制御することで所望の層厚に制御される。また、ポリ
シラン層の凹凸の形状は、ポリシラン溶液の粘度及び霧
吹き機のノズル径等を適宜制御することで所望の形状に
制御できる。The thickness of the polysilane layer is controlled to a desired thickness by controlling the viscosity of the polysilane solution, the diameter of the nozzle of the atomizer, the amount of the polysilane solution sprayed, and the like. Further, the shape of the unevenness of the polysilane layer can be controlled to a desired shape by appropriately controlling the viscosity of the polysilane solution, the nozzle diameter of the atomizer, and the like.
たとえば、霧の粒径を大きくし、ポリシラン溶液の粘度
を高くすると、凹凸の形状を大きくすることができる。For example, by increasing the particle size of the mist and increasing the viscosity of the polysilane solution, the shape of the irregularities can be increased.
ディッピング法は、前記ポリシラン溶液に前記支持体を
浸漬し、支持体を前記溶液から引き上げて支持体上にポ
リシラン層を形成する方法である。The dipping method is a method in which the support is immersed in the polysilane solution, and the support is pulled out of the solution to form a polysilane layer on the support.
ディッピング法によるポリシラン層の層厚の制御は、ポ
リシラン溶液の粘度及び該溶液からの引き上げ速度を変
えることで行われる。またポリシラン層の凹凸形状は、
ディッピング法で支持体上にポリシラン溶液を塗布した
後、支持体を振動させることによって所望の形状に形成
される。The layer thickness of the polysilane layer by dipping is controlled by changing the viscosity of the polysilane solution and the rate at which it is pulled up from the solution. In addition, the uneven shape of the polysilane layer is
After applying a polysilane solution onto a support by dipping, the support is vibrated to form a desired shape.
上記スピンナー法、スプレー法、ディッピング法におけ
るポリシラン溶液の粘度は、ポリシランと有機溶媒の混
合比及びポリシラン溶液の温度等で制御される。The viscosity of the polysilane solution in the spinner method, spray method, and dipping method is controlled by the mixing ratio of polysilane and organic solvent, the temperature of the polysilane solution, etc.
また、本発明のポリシラン熔解用の有機溶媒としては、
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤が好適に
使用される。Further, as the organic solvent for melting polysilane of the present invention,
Aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene are preferably used.
本発明において用いられるポリシラン層103の好まし
い平均層厚は0.1〜10μmであり、より好ましくは
0.3〜2μmである。該ポリシラン層の層厚が小さ過
ぎると基板に到達した長波長光を効果的に散乱すること
ができず、光閉じ込め効果が期待できなくなってしまう
、また、層厚が大き過ぎると今度は該ポリシラン層での
光の吸収が大きくなってしまう、また、前記凹凸構造の
平均的間隔及び粗さは所望の太陽電池特性によって適宜
定められるものであるが、好ましくは平均間隔が0.1
〜1μm、粗さが0.1〜0.8 p mとされる。The average layer thickness of the polysilane layer 103 used in the present invention is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.3 to 2 μm. If the layer thickness of the polysilane layer is too small, the long wavelength light that has reached the substrate cannot be effectively scattered, and the light confinement effect cannot be expected. In addition, the average spacing and roughness of the uneven structure are appropriately determined depending on the desired solar cell characteristics, but preferably the average spacing is 0.1.
~1 μm, with a roughness of 0.1-0.8 pm.
このようにして形成された前記ポリシラン層103を含
む前記基板104上にN型アモルファス装シリコン11
105、I型アモルファスシリコン層106、P型アモ
ルファスシリコン層107からなるPIN型アモルファ
スシリコン太陽電池108を形成する。該太陽電池10
8の作製には、スパッタ法、グロー放電分解法、マイク
ロ波CVD法、光CVD法その他の通常のアモルファス
シリコン膜作製法が利用可能であるが、原料ガス利用効
率、堆積速度、堆積膜の特性等の点でマイクロ波CVD
法が望ましい。N-type amorphous silicon 11 is deposited on the substrate 104 including the polysilane layer 103 formed in this way.
105, a PIN type amorphous silicon solar cell 108 is formed, which includes an I type amorphous silicon layer 106 and a P type amorphous silicon layer 107. The solar cell 10
For the production of No. 8, sputtering, glow discharge decomposition, microwave CVD, photoCVD, and other conventional amorphous silicon film production methods can be used. Microwave CVD in terms of etc.
Law is preferable.
前記PIN型太陽電池108上に透明導電膜109が形
成される。該透明導電膜109にはrTo 5not
、Inx0i等が用いられる。これらは例えば加熱蒸着
やスパッタ法によって容易に形成可能である
前記透明導電膜109上に集電電極110が形成される
。該集電電極110には前記透明導電膜109と外部リ
ードwA(不図示)の間の電気的導電性をよくする材料
が望ましい。そのような材料として、恨、クロム、白金
、金、アルミニウム等が挙げられる。これらの金属は、
前記透明電極109上にマスクを用いて形成することが
可能である。A transparent conductive film 109 is formed on the PIN solar cell 108 . The transparent conductive film 109 has rTo 5not
, InxOi, etc. are used. A current collecting electrode 110 is formed on the transparent conductive film 109, which can be easily formed by, for example, heating vapor deposition or sputtering. The current collecting electrode 110 is preferably made of a material that improves electrical conductivity between the transparent conductive film 109 and the external lead wA (not shown). Examples of such materials include aluminum, chromium, platinum, gold, and aluminum. These metals are
It is possible to form the transparent electrode 109 using a mask.
以下に、本発明において使用するポリシラン化合物につ
いて、その具体的製造方法を製造例を挙げて説明し、併
せて該ポリシラン化合物の有用性を説明する。Below, the polysilane compound used in the present invention will be explained with reference to a specific production example, and the usefulness of the polysilane compound will also be explained.
なお、上述する製造例及び比較製造例においては、生成
物について、まずCl基の存在の有無を確かめ、CI!
基の存在の認められたものについてはその定量を行い、
その存在量を生成物1000グラム当たりのミリモル当
量数で表した。In addition, in the above-mentioned production examples and comparative production examples, the presence or absence of Cl group is first checked for the product, and CI!
For those in which the presence of groups is recognized, we quantify them.
Its abundance was expressed in millimole equivalents per 1000 grams of product.
また、得られた生成物について、長鎖構造の5i−3i
結合からなる主鎖を有するポリシラン化合物であるか否
かをFT−I R及び/又はUVスペクトルとによりV
1!認した。更にこれと併せて、側鎖の置換基の結合の
有無を、FT−IRより調べ、又は/及び置換基中のプ
ロトンをFT−NMRにより調べることにより確認した
。In addition, regarding the obtained product, 5i-3i with a long chain structure
V
1! Approved. Furthermore, in conjunction with this, the presence or absence of bonding of substituents in the side chains was confirmed by examining FT-IR and/or protons in the substituents by FT-NMR.
以上の得られた結果から合成生成物の構造決定を行った
。The structure of the synthesized product was determined from the results obtained above.
上述した、生成物中のCX基の有無の確認は、蛍光X線
分析装置(全自動蛍光X線分析装置システム3080
:理学電機工業株式会社製)を使用して行った。その際
、標準試料としてトリメチルりロルシラン(チン素株式
会社製)を用意し、これを1.5,10,50.100
倍のそれぞれに希釈して標準液を作製し、それぞれの標
準液を前記蛍光X線分析装置にかけてCβ基の量を測定
し、得られた結果に基づいて検量線を求めた。一方、被
検試料たる生成物については、その1グラム量を脱水ト
ルエンに溶解して全量を10mj!として被検試料を作
製し、これを前記蛍光XvA分析装置にかけて測定し、
測定結果を前記検査線に照合させてCZ基の量を求めた
。The above-mentioned confirmation of the presence or absence of CX groups in the product is carried out using a fluorescent X-ray analyzer (fully automated fluorescent X-ray analyzer system 3080).
: manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.). At that time, trimethylylolsilane (manufactured by Chinso Co., Ltd.) was prepared as a standard sample, and it was mixed with 1.5, 10, 50.100
Standard solutions were prepared by diluting each diluted twice, and each standard solution was applied to the fluorescent X-ray analyzer to measure the amount of Cβ groups, and a calibration curve was determined based on the obtained results. On the other hand, regarding the product to be tested, 1 gram of it was dissolved in dehydrated toluene and the total amount was 10 mJ! A test sample is prepared as follows, and it is measured by applying it to the fluorescence XvA analyzer,
The measurement results were compared with the above inspection line to determine the amount of CZ groups.
FT−I Hによる測定は、被検試料のKBrペレット
を作製し、これをN1colet F T −I R
750にコレ−・ジャパン社製)にセントして測定する
ことにより行った。また、FT−NMRによる測定は、
被検試料をCD(1!、に溶解し、これをFT−NMR
FX−9Q (日本電子株式会社製)にセントして測定
することにより行った。For measurement by FT-I H, a KBr pellet of the test sample is prepared, and this is subjected to N1colet FT-I R.
750 (manufactured by Collet Japan). In addition, measurement by FT-NMR is
The test sample was dissolved in CD (1!), and this was analyzed by FT-NMR.
The measurement was carried out by using an FX-9Q (manufactured by JEOL Ltd.).
なお、UVスペクトルにおいて、ポリシラン化合物が低
分子のものである場合、該スペクトルは短波長側に寄り
、それが高分子のものである場合、該スペクトルは長波
長側に寄ることは、ピュアアンドアブライズケミストリ
ー(Pure&Applied Chemistry)
5↓、N15.pp。In addition, in the UV spectrum, if the polysilane compound is a low-molecular one, the spectrum will be on the short wavelength side, and if it is a polymer, the spectrum will be on the long wavelength side. Chemistry (Pure & Applied Chemistry)
5↓, N15. pp.
1041−1050 (1982)に報告されている。1041-1050 (1982).
裂1J0−
真空吸引とアルゴン置換を行ったブローボックスの中に
三ツロフラスコを用意し、これにリフランクスコンデン
サーと温度針と滴下ロートを取り付けて、滴下ロートの
バイパス管からアルゴンガスを通した。1J0- A Mitsuro flask was prepared in a blow box that had been vacuum suctioned and replaced with argon, a reflux condenser, a temperature needle, and a dropping funnel were attached to it, and argon gas was passed through the bypass pipe of the dropping funnel.
この三ツロフラスコ中に脱水ドデカン100グラムとワ
イヤー状金属ナトリウム0.3モルを仕込み、撹拌しな
がら100℃に加熱した0次にジクロロシランモノマー
(チッソ側型)(a−7)0.1モルを脱水ドデカン3
0グラムに溶解させて、用意した溶液を反応系にゆっく
り滴下した。100 grams of dehydrated dodecane and 0.3 mol of wire-shaped sodium metal were placed in this Mitsuro flask, and 0.1 mol of zero-order dichlorosilane monomer (Nisso side type) (a-7) heated to 100°C with stirring was added. Dehydrated dodecane 3
The prepared solution was slowly added dropwise to the reaction system.
滴下後、100℃で1時間線重合させることにより、白
色固体を析出させた。この後冷却し、ドデカンをデカン
チーシロンして、さらに脱水トルエン100グラムを加
えることにより、白色固体を熔解させ、金属ナトリウム
0.01モルを加えた。After the dropwise addition, a white solid was precipitated by linear polymerization at 100° C. for 1 hour. Thereafter, the mixture was cooled, the dodecane was decanized, and 100 g of dehydrated toluene was added to melt the white solid, and 0.01 mol of sodium metal was added.
次に、n−ヘキシルクロライド(東京化成製)(b3)
0.01モルをトルエン10mlに溶解させて用意した
溶液を反応系に撹拌しながらゆっくり滴下して添加し、
100℃で1時間加熱した。この後冷却し、過剰の金属
ナトリウムを処理するため、メタノール50mAをゆっ
くり滴下した。これにより懸濁層とトルエン層とが生成
した。Next, n-hexyl chloride (manufactured by Tokyo Kasei) (b3)
A solution prepared by dissolving 0.01 mol in 10 ml of toluene was slowly added dropwise to the reaction system while stirring,
It was heated at 100°C for 1 hour. Thereafter, the mixture was cooled, and 50 mA of methanol was slowly added dropwise to remove excess metal sodium. This produced a suspended layer and a toluene layer.
次に、トルエン層を分離し、減圧濃縮した後シリカゲル
カラム、クロマトグラフィーで展開して精製し、65%
の収率で生成物を得た。この生成物について、上述のC
Z基含有量の測定方法により測定したところ、CZ基の
含有は認められなかった(即ち、試料1000グラム中
0.00ミリモル当量)。Next, the toluene layer was separated, concentrated under reduced pressure, and purified by developing with a silica gel column and chromatography.
The product was obtained in a yield of . For this product, the C
When measured using the method for measuring Z group content, no CZ group was found to be present (ie, 0.00 mmole equivalent in 1000 grams of sample).
また、この生成物の重量平均分子量をGPC法によりT
HF展開して測定したところ、75,000であった(
ポリスチレンを標準とした)、そして、該生成物につい
て、上述の手法でFT−I R測定し、ついでFT−N
MR測定したところ、5i−Cj!結合、5i−0−3
!結合、5i−0−R結合が全くないことがわかり、該
生成物は前述のC−1の構造を有するポリシラン化合物
であることがわかった。In addition, the weight average molecular weight of this product was determined by GPC method.
When measured by HF development, it was 75,000 (
(using polystyrene as a standard), the product was subjected to FT-IR measurement using the method described above, and then FT-N
MR measurement revealed that it was 5i-Cj! bond, 5i-0-3
! It was found that there was no bond, 5i-0-R bond, and that the product was a polysilane compound having the above-mentioned structure of C-1.
以上の結果は第4表に示した。The above results are shown in Table 4.
l量適I
真空吸引とアルゴン置換を行ったブローボックスの中に
三ツロフラスコを用意し、これにリフランクスコンデン
サーと温度針と滴下ロートを取り付けて、滴下ロートの
バイパス管からアルゴンガスを通した。Appropriate Amount I A three-way flask was prepared in a blow box that had been vacuum-suctioned and replaced with argon, and a reflux condenser, temperature needle, and dropping funnel were attached to it, and argon gas was passed through the bypass pipe of the dropping funnel.
この三ツロフラスコ中に脱水ドデカン100グラムと1
n角の金属リチウム0.3モルを仕込み、撹拌しながら
100℃に加熱した0次にジクロロシランモノマー(チ
ッソ側製)(a−7)0.1モルを脱水ドデカン30グ
ラムに溶解させて用意した溶液を反応系にゆっくり滴下
した。滴下後、100℃で2時間線重合させることによ
り、白色固体を析出させた。この後冷却し、ドデカンを
デカンテーションして、さらに脱水トルエン100グラ
ムを加えることにより、白色固体を溶解させ、金属リチ
ウム0.02モルを加えた。In this Mitsuro flask, 100 grams of dehydrated dodecane and 1
Prepared by dissolving 0.1 mole of 0-order dichlorosilane monomer (manufactured by Chisso) (a-7) in 30 g of dehydrated dodecane, which was charged with 0.3 mole of n-square metallic lithium and heated to 100°C while stirring. The solution was slowly added dropwise to the reaction system. After the dropwise addition, a white solid was precipitated by line polymerization at 100° C. for 2 hours. After this time it was cooled, the dodecane was decanted and an additional 100 grams of dehydrated toluene was added to dissolve the white solid and 0.02 mole of metallic lithium was added.
次に、クロルベンゼン(東京化成製)、(b−5)0.
02モルをトルエン10ml1に溶解させて用意した溶
液を反応系に撹拌しながらゆっくり滴下して添加し、1
00℃で1時間加熱した。この後冷却し、過剰の金属リ
チウムを処理するため、メタノール50ml1をゆっく
り滴下した。これにより懸濁層とトルエン層とが生成し
た。Next, chlorobenzene (manufactured by Tokyo Kasei), (b-5) 0.
A solution prepared by dissolving 02 mol in 10 ml of toluene was slowly added dropwise to the reaction system with stirring, and 1
Heated at 00°C for 1 hour. Thereafter, the mixture was cooled, and 50 ml of methanol was slowly added dropwise to remove excess metal lithium. This produced a suspended layer and a toluene layer.
次に、トルエン層を分離し、減圧濃縮した後、シリカゲ
ルカラム、クロマトグラフィーで展開して精製し、ポリ
シラン化合物阻2(構造式:C−3)を得た。収率は7
2%であり、重量平均分子量は92,000であった。Next, the toluene layer was separated, concentrated under reduced pressure, and purified by development using a silica gel column and chromatography to obtain polysilane compound 2 (structural formula: C-3). Yield is 7
2%, and the weight average molecular weight was 92,000.
結果を第4表に示した。The results are shown in Table 4.
製造撚1
真空吸引とアルゴン置換を行ったブローボックスの中に
三ツロフラスコを用意し、これにリフランクスコンデン
サーと温度針と滴下ロートを取り付けて、滴下ロートの
バイパス管からアルゴンガスを通した。Production Twist 1 A three-way flask was prepared in a blow box that had been vacuum-suctioned and replaced with argon, a reflux condenser, a temperature needle, and a dropping funnel were attached to it, and argon gas was passed through the bypass pipe of the dropping funnel.
この三ツロフラスコ中に脱水n−ヘキサン100グラム
と1■l角の金属ナトリウム0.3モルを仕込み、撹拌
しながら80℃に加熱した0次にジクロロシランモノマ
ー(チッソ■IJ)(a−7)0.1モルを脱水n−へ
キサンに溶解させて用意した溶液を反応系にゆっくりと
滴下した0滴下後80℃で3時間縮重合させることによ
り、白色固体を析出させた。この後冷却し、n−ヘキサ
ンをデカンテーションして、さらに脱水トルエン100
グラムを加えることにより白色固体を溶解させ、金属ナ
トリウム0.01モルを加えた0次に、ベンジルクロラ
イド(東京化成製)(b−12)0.01モルをトルエ
ン10mj!に溶解させて用意した溶液を反応系に撹拌
しながらゆっくり滴下して添加し、80℃で1時間加熱
した。この後冷却し、過剰の金属ナトリウムを処理する
ため、メタノール50mff1をゆっくり滴下した。こ
れにより懸濁層とトルエン層とが生成した。100 grams of dehydrated n-hexane and 0.3 mole of metal sodium of 1 square inch were charged into this Mitsuro flask, and heated to 80°C with stirring. Zero-order dichlorosilane monomer (Chisso IJ) (a-7) A solution prepared by dissolving 0.1 mol in dehydrated n-hexane was slowly dropped into the reaction system. After 0 dropwise addition, condensation polymerization was carried out at 80° C. for 3 hours to precipitate a white solid. Thereafter, it was cooled, n-hexane was decanted, and 100% of dehydrated toluene was added.
The white solid was dissolved by adding 0.01 mol of sodium metal, and then 0.01 mol of benzyl chloride (manufactured by Tokyo Kasei) (b-12) was added to 10 mj of toluene! A prepared solution was slowly added dropwise to the reaction system with stirring, and the mixture was heated at 80° C. for 1 hour. Thereafter, the mixture was cooled, and 50 mff1 of methanol was slowly added dropwise to remove excess metal sodium. This produced a suspended layer and a toluene layer.
次に、トルエン層を分離し、減圧濃縮した後、シリカゲ
ルカラム、クロマトグラフィーで展開して精製し、ポリ
シラン化合物m3(F!Ij造式二c−4)を得た。収
率は61%であり、重量平均分子量は47,000であ
った。結果を第4表に示しなお、このポリシラン化合物
においては未反応の5i−Cj!、副生成物のS i
−0−3t、 S 1−O−Rに帰属されるTR吸収
は全く存在しなかった。Next, the toluene layer was separated, concentrated under reduced pressure, and purified by development using a silica gel column and chromatography to obtain polysilane compound m3 (F!Ij formula 2c-4). The yield was 61% and the weight average molecular weight was 47,000. The results are shown in Table 4. In this polysilane compound, unreacted 5i-Cj! , by-product S i
-0-3t, there was no TR absorption assigned to S 1-O-R.
l遺舅↓旦走グ)
第1表に示すジクロロシランモノマーと末端基処理剤を
用いて実施例3と同様に合成を行って、ポリシラン化合
動磁4(構造式:C−6)及びポリシラン化合物阻5(
構造式:C−2)を、それぞれ60%及び62%の収率
で得た。なお、このポリシラン化合物においては未反応
の5t−Cj!、副生成物のSi−○−3i、5t−0
−Hに帰属されるTR吸収は全く存在しなかった。同定
結果を第4表にまとめて示した。Synthesis was carried out in the same manner as in Example 3 using the dichlorosilane monomer and end group treatment agent shown in Table 1, and polysilane compound magnetodynamic 4 (structural formula: C-6) and polysilane were synthesized in the same manner as in Example 3. Compound 5 (
Structural formula: C-2) were obtained in yields of 60% and 62%, respectively. In addition, in this polysilane compound, unreacted 5t-Cj! , by-product Si-○-3i, 5t-0
There was no TR absorption attributed to -H. The identification results are summarized in Table 4.
止較袈遺■上
実施例3と同様にしてジクロロシランモノマー(チッソ
■製)(a −7)を縮合させポリマーの末端基を処理
しない以外は実施例3と同様にして合成を行い、第4表
に示す構造式のポリシラン化合物NID−1を得た。収
率は60%であり、重量平均分子量は46,000であ
った。結果を第4表に示した。Synthesis was carried out in the same manner as in Example 3, except that dichlorosilane monomer (manufactured by Chisso) (a-7) was condensed in the same manner as in Example 3, and the end groups of the polymer were not treated. A polysilane compound NID-1 having the structural formula shown in Table 4 was obtained. The yield was 60% and the weight average molecular weight was 46,000. The results are shown in Table 4.
なお、このポリシラン化合物においては末端基には未反
応のS 1−CI、副生成物の5t−ORに帰属される
TR吸収が認められた。In addition, in this polysilane compound, TR absorption attributed to unreacted S 1-CI and by-product 5t-OR was observed in the terminal group.
製遺五l二上皇
第2表に示すジクロロシランモノマーを用いて反応時間
を第2表のように変化させて実施例3と同様にして重合
を行った。また、末端基処理剤としては第2表に示す化
合物を用いた0合成生成物を製造例3と同様にして精製
した。かくして第4表に示すポリシラン化合物Na6〜
10を得た。Polymerization was carried out in the same manner as in Example 3, using the dichlorosilane monomer shown in Table 2 and changing the reaction time as shown in Table 2. Further, a synthetic product using the compounds shown in Table 2 as the end group treatment agent was purified in the same manner as in Production Example 3. Thus, the polysilane compounds Na6~ shown in Table 4
Got 10.
得られた各ポリシラン化合物の収率、重量平均分子量は
第4表に示すとおりであった。The yield and weight average molecular weight of each polysilane compound obtained were as shown in Table 4.
なお、いずれのポリシラン化合物においても未反応の5
t−C1、副生成物の5i−0−3t。In addition, in any polysilane compound, unreacted 5
t-C1, by-product 5i-0-3t.
5i−0−Rに帰属されるTR吸収は全くなかった。There was no TR absorption assigned to 5i-0-R.
此1ム[
製造例6においてジクロロシランモノマーの反応時間を
10分とした以外は製造例6と全く同様の手法で合成を
行い、第4表に示すポリシラン化合物嵐D−2を得た。Polysilane compound Arashi D-2 shown in Table 4 was synthesized in the same manner as in Production Example 6 except that the reaction time of the dichlorosilane monomer was changed to 10 minutes.
得られた該ポリシラン化合物の収率及び重量平均分子量
は第4表に示すとおりであった。The yield and weight average molecular weight of the polysilane compound obtained were as shown in Table 4.
なお、得られた該ポリシラン化合物には、未反応(7)
Si−C(1,副生成物(D S i −0−S i
。Note that the obtained polysilane compound contains unreacted (7)
Si-C(1, by-product (D S i -0-S i
.
5i−0−Rに帰属されるIR吸収は全く存在しなかっ
た。There was no IR absorption assigned to 5i-0-R.
製110−レ二14
第3表に示すジクロロシランモノマーと末端基処理剤を
使用して実施例1と同様の手法で合成を行い、第4表に
示すポリシラン化合物1m1l乃至隘14を得た。得ら
れたそれぞれのポリシラン化合物の収率及び重量平均分
子量は第4表に示すとおりであった。Synthesis was carried out in the same manner as in Example 1 using the dichlorosilane monomer and end group treatment agent shown in Table 3 to obtain polysilane compounds 1 ml to 14 shown in Table 4. The yield and weight average molecular weight of each polysilane compound obtained were as shown in Table 4.
上較製造■工
真空吸引とアルゴン置換を行ったブローボックスの中に
三ツロフラスコを用意し、これにリフラックスコンデン
サーと温度計と滴下ロートを取り付けて、滴下ロートの
バイパス管からアルゴンガスを通した。A Mitsuro flask was prepared in a blow box that had undergone vacuum suction and argon replacement, and a reflux condenser, thermometer, and dropping funnel were attached to it, and argon gas was passed through the bypass pipe of the dropping funnel. .
この三ツロフラスコ中に脱水ドデカン100グラムとワ
イヤー状金属ナトリウム0.3モルを仕込み、撹拌しな
がら100℃に加熱した0次にジクロロシランモノマー
(チッソ側製)を0.1モルを脱水ドデカン30グラム
に溶解させて用意した溶液を反応系にゆっくり滴下した
0滴下後、100℃で1時間縮重合させることにより、
白色固体を析出させた。この後冷却し、過剰の金属ナト
リウムを処理するため、メタノール50mA!をゆっく
り滴下した。100 grams of dehydrated dodecane and 0.3 mol of wire-like sodium metal were placed in this Mitsurofask, and 0.1 mol of zero-order dichlorosilane monomer (manufactured by Chisso) heated to 100°C with stirring was added to 30 grams of dehydrated dodecane. By slowly dropping a solution prepared by dissolving it into the reaction system, after 0 drops, condensation polymerization was carried out at 100 ° C. for 1 hour.
A white solid precipitated out. After this, it is cooled and methanol is used at 50 mA to treat excess metal sodium! was slowly dripped.
次に、白色固体を濾葉し、n−ヘキサンとメタノールで
洗浄を繰り返し、第4表に示すポリシラン化合物阻D−
3を得た。Next, the white solid was filtered and washed repeatedly with n-hexane and methanol.
Got 3.
このポリシラン化合物はトルエン、クロロホルム、TH
F等のを機溶剤に不溶であった。結果は第4表に示すと
おりであった。This polysilane compound contains toluene, chloroform, TH
F etc. were insoluble in the organic solvent. The results were as shown in Table 4.
止較裂量適土
真空吸引とアルゴン置換を行ったブローボックスの中に
三ツロフラスコを用意し、これにリフラックスコンデン
サーと温度計と滴下ロートを取り付けて、滴下ロートの
バイパス管からアルゴンガスを通した。Prepare a Mitsuro flask in a blow box that has been vacuum-suctioned and replaced with argon.A reflux condenser, thermometer, and dropping funnel are attached to it, and argon gas is passed through the bypass pipe of the dropping funnel. did.
この三ツロフラスコ中に脱水ドデカン100グラムとワ
イヤー状金属ナトリウム0.3モルを仕込み、撹拌しな
がら100℃に加熱した。100 grams of dehydrated dodecane and 0.3 mole of wire-shaped sodium metal were placed in this Mitsuroh flask and heated to 100° C. with stirring.
次にジフェニルジクロロシランモノマー(チッソ部製)
を0.1モルを脱水ドデカン30グラムに溶解させて用
意した溶液を反応系にゆっくり滴下した0滴下後、10
0℃で1時間縮重合させることにより、白色固体を析出
させた。Next, diphenyldichlorosilane monomer (manufactured by Chisso Department)
A solution prepared by dissolving 0.1 mole of in 30 grams of dehydrated dodecane was slowly added dropwise to the reaction system.
A white solid was precipitated by condensation polymerization at 0° C. for 1 hour.
この後冷却し、過剰の金属ナトリウムを処理するため、
メタノール50mj!をゆっくり滴下した。After this, it is cooled and the excess metal sodium is disposed of.
Methanol 50mj! was slowly dripped.
次に、白色固体を濾葉し、n−ヘキサンとメタノールで
洗浄を繰り返し、第4表に示すポリシラン化合物嵐D−
4を得た。Next, the white solid was filtered, washed repeatedly with n-hexane and methanol, and the polysilane compound Arashi D-
I got 4.
このポリシラン化合物はトルエン、クロロホルム、TH
F等の有機溶剤に不溶であった。結果を第4表に示した
。This polysilane compound contains toluene, chloroform, TH
It was insoluble in organic solvents such as F. The results are shown in Table 4.
以下、実施例にて本発明の詳細な説明するが、本発明は
これによって限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
大振班上
支持体101として、表面に鏡面研磨を施したステンレ
ス板(SUS304製、面積50fl×50鶴、厚さ0
.5龍)を用いた。A stainless steel plate with mirror polishing on the surface (made of SUS304, area 50fl x 50mm, thickness 0
.. 5 Dragon) was used.
アルゴンスパンタによって、支持体101の上面に銀を
平均層厚1μmの厚みで堆積した。銀の表面性は、銀の
堆積時の基板温度を約350℃とすることで表面粗さ約
0.5μm、凸部間隔の平均値を約1μmの凹凸表面に
した。このようにして反射性導電層102を形成した。Silver was deposited on the upper surface of the support 101 to an average layer thickness of 1 μm using an argon spunter. Regarding the surface properties of the silver, by setting the substrate temperature at about 350° C. during silver deposition, the surface was made uneven with a surface roughness of about 0.5 μm and an average distance between protrusions of about 1 μm. In this way, the reflective conductive layer 102 was formed.
ポリシラン層は、製造例1に示すポリシランを用いスピ
ンナー法で0.8μm堆積した。The polysilane layer was deposited to a thickness of 0.8 μm using the polysilane shown in Production Example 1 by a spinner method.
得られたポリシラン層103の表面を電子顕微鏡にて観
察したところ、基板の全域にわたって均一な凹凸構造が
認められ、粗さが約0.8μm、凸部間隔の平均値が約
1.0μmであることが確認された。When the surface of the obtained polysilane layer 103 was observed using an electron microscope, a uniform uneven structure was observed over the entire area of the substrate, with a roughness of about 0.8 μm and an average distance between protrusions of about 1.0 μm. This was confirmed.
上記の方法によって作製した基板を用いて、第1図に示
す層構成を持ち、第3図に示すように各々1dの面積を
有するアモルファスシリコン太陽電池を16単位セル作
製した。これらのアモルファスシリコン太陽電池につい
て、標準光源(AMl、5.100mW/cd)の下で
の出力特性を評価し、その結果を第5表に示す。変換効
率、短絡電流、開放電圧、フィルファクターについては
、基板上の太陽電池のうち明らかにリークを起こしてい
るものを除いた平均値を算出し、次の述べる比較例の太
陽電池(S)によって得られた値を1として規格化を施
しである。Using the substrate prepared by the above method, 16 amorphous silicon solar cells having the layer structure shown in FIG. 1 and each having an area of 1 d as shown in FIG. 3 were fabricated. The output characteristics of these amorphous silicon solar cells under a standard light source (AMl, 5.100 mW/cd) were evaluated, and the results are shown in Table 5. Conversion efficiency, short-circuit current, open circuit voltage, and fill factor were calculated by calculating average values excluding those solar cells on the substrate that were clearly leaking. The obtained value was normalized as 1.
本発明の実施例に対する比較例として、平均の厚さ1μ
mの銀を表面が鏡面(S)及び凸部間隔の平均値が約1
μm、粗さが約0.5μmの凹凸面(T)となるように
堆積したステンレス基板、及び該(T)基板上に第2図
に示すスパッタ装置を用いてZnOを約0.8μmの厚
さに堆積した基板(Z)の3種類の基板を各々用いて実
施例1と同様の太陽電池を作製し、出力特性の評価を行
ったその結果を第6表に示す、実施例1と同様に、各特
性値は比較例(S)の太陽電池によって得られた値によ
って規格化されている。As a comparative example to the embodiment of the present invention, an average thickness of 1μ
m silver with a mirror surface (S) and an average distance between convex parts of about 1
A stainless steel substrate was deposited to form an uneven surface (T) with a roughness of approximately 0.5 μm, and ZnO was deposited on the (T) substrate to a thickness of approximately 0.8 μm using a sputtering apparatus shown in FIG. The same solar cells as in Example 1 were prepared using three types of substrates (Z) deposited on the substrate, and the output characteristics were evaluated.The results are shown in Table 6. In addition, each characteristic value is normalized by the value obtained by the solar cell of Comparative Example (S).
実施例1の太陽電池(P)と、比較例の太陽電池(T)
、 (Z)との比較実験を10回繰り返して、太陽電
池(P)、(T)、(Z)の変換効率を調べた結果を第
4図に示す、また、各ロフトにおけるリークを起こして
いない太陽電池の割合(以下、6生存率”と呼ぶ、)を
第5図に示す、とりわけ太陽電池(T)においては、各
ロフト間の出力特性のバラツキが大きく、生存率もかな
り小さいが、これは前記銀層とアモルファスシリコン層
の間での剥離や凹凸構造の凸部におけるリークが起こり
易いためであると考えられる。太陽電池(P)ではその
ような部分がポリシラン化合物で覆われているので、剥
離しにくく、リークが起きに(く、かつ万一リークが起
きたとしてもポリシラン層の持つ適度な抵抗率のために
その影響が現れにくくなっているものと思われる。Solar cell of Example 1 (P) and solar cell of Comparative example (T)
, (Z) was repeated 10 times and the conversion efficiency of solar cells (P), (T), and (Z) was investigated. The results are shown in Figure 4. Figure 5 shows the percentage of solar cells that do not survive (hereinafter referred to as ``survival rate''). Especially for solar cells (T), the variation in output characteristics between each loft is large and the survival rate is also quite small. This is thought to be because peeling between the silver layer and the amorphous silicon layer and leakage at the convex parts of the uneven structure are likely to occur.In the solar cell (P), such parts are covered with a polysilane compound. Therefore, it is thought that peeling is difficult and leakage is unlikely to occur (and even if leakage occurs, its influence is unlikely to be seen due to the moderate resistivity of the polysilane layer).
叉隻拠1
支持体101の母材として、表面に鏡面研磨を施したア
ルミニウム板(面積50 m X 50 tm、厚さ0
.5 ml )を用いた0本実施例では、この支持体1
01が反射性導電層をも兼ねており、この上にポリシラ
ン層103が形成される。Fork support 1 As the base material of the support 101, an aluminum plate (area 50 m x 50 tm, thickness 0
.. In this example, this support 1
01 also serves as a reflective conductive layer, and a polysilane layer 103 is formed thereon.
ポリシラン層は、製造例2に示すポリシラン化合物を用
いた。ポリシラン層103の形成方法としては、該ポリ
シラン化合物をトルエンに溶解し、スピンナー法で形成
した。The polysilane compound shown in Production Example 2 was used for the polysilane layer. The polysilane layer 103 was formed by dissolving the polysilane compound in toluene and using a spinner method.
回転数1000のスピンナーでポリシランを一様に塗布
した後、スピンナーの回転台を100Hz、振幅0.1
mmで振動させ、ポリシランの凹凸を形成した。更に
、該ポリシラン層まで形成した基板を真空容器に入れ、
A3F&ガスを11000pp混合したA「ガスを10
0sccya流しながら乾燥した。After uniformly applying polysilane using a spinner with a rotation speed of 1000, the rotating table of the spinner was rotated at 100 Hz and an amplitude of 0.1.
It was vibrated at 100 mm to form irregularities of polysilane. Furthermore, the substrate on which the polysilane layer has been formed is placed in a vacuum container,
A mixed with 11000pp of A3F & gas 10
It was dried with a flow of 0 sccya.
このようにして得られた基板104の表面を電子gJ徽
鏡にて観察したところ、基板の全域にわたって均一な凹
凸構造が認められ、粗さが0.6μm1凸部間隔の平均
値が約1.0μmであることが確認された。When the surface of the substrate 104 thus obtained was observed using an electronic gJ mirror, a uniform uneven structure was observed over the entire area of the substrate, with a roughness of 0.6 μm and an average pitch of about 1.5 μm. It was confirmed that it was 0 μm.
上記の方法によって作製した基板を用いて、実施例1と
同様のアモルファスシリコン太陽電池を作製した。この
太陽電池について、出力特性を評価した結果を第7表に
示す。An amorphous silicon solar cell similar to that in Example 1 was produced using the substrate produced by the above method. Table 7 shows the results of evaluating the output characteristics of this solar cell.
大施桝主
支持体101の母材として、表面に鏡面研磨を施したア
ルミニウム板(面積50mX50龍、厚さ0.5m)を
用いた0本実施例では、この支持体101上に反射性導
電層102として鏡面を有する約1μmの厚さの銀をス
パッタ法によって堆積した。この上にポリシラン層10
3を形成した。In this embodiment, an aluminum plate (area: 50 m x 50 m, thickness: 0.5 m) with a mirror-polished surface was used as the base material of the main support 101. Silver with a thickness of approximately 1 μm and having a mirror surface was deposited as layer 102 by sputtering. On top of this is a polysilane layer 10.
3 was formed.
本実施例において、ポリシラン化合物は、製造例3で合
成したものを使用した。In this example, the polysilane compound synthesized in Production Example 3 was used.
該ポリシラン化合物をキシレンに溶解し、TPAを0.
1%添加した。The polysilane compound was dissolved in xylene, and TPA was added to 0.
1% was added.
このようにして得られたポリシラン化合物をスプレー法
で塗布した。その後、基板を1001(z。The polysilane compound thus obtained was applied by a spray method. After that, the substrate was 1001(z.
振幅0.1flで振動させ、凹凸構造を作った。It was vibrated with an amplitude of 0.1 fl to create an uneven structure.
このようにして得られた基板104の表面を電子顕微鏡
にて観察したところ、基板の全域にわたって均一な凹凸
構造が認められ、粗さが0.6μm、凸部間隔の平均値
が約0.9μmであることが確認された。When the surface of the substrate 104 obtained in this manner was observed using an electron microscope, a uniform uneven structure was observed over the entire area of the substrate, with a roughness of 0.6 μm and an average distance between protrusions of approximately 0.9 μm. It was confirmed that
上記の方法によって作製した基板を用いて、実施例1と
同様のアモルファスシリコン太陽電池を作製した。この
太陽電池について、出力特性を評価した結果を第8表に
示す。An amorphous silicon solar cell similar to that in Example 1 was produced using the substrate produced by the above method. Table 8 shows the results of evaluating the output characteristics of this solar cell.
大止開土二上主
支持体101の母材として、表面を鏡面研磨したステン
レス(SUS304)誉反(面積50會曹×501菖、
厚さ0.5m)を用いた0本実施例では、この支持体1
01上に反射性導電N102として鏡面を有する約1μ
mの厚さの根をスバ・7タ法により堆積した。この上に
ポリシラン層103を形成した。As the base material for the main support body 101, stainless steel (SUS304) with a mirror-polished surface is used (area: 50 mm x 501 irises,
In this example, this support 1
Approximately 1μ with specular surface as reflective conductive N102 on 01
Roots with a thickness of m were deposited by the Suba-7ta method. A polysilane layer 103 was formed on this.
本実施例におけるポリシラン化合物は、製造例4に示す
ものを用いた。該ポリシラン化合物は、キシレンに溶解
しスピンナー法で塗布した。ポリシラン層の表面の凹凸
は、ポリシラン化合物をスピンナーで塗布した後、スピ
ンナーの回転台を振動させることで形成した。振動させ
る条件は、第5表に示す条件で行った。ポリシラン層の
表面の凹凸は第5表に示すような表面性であった。また
太陽電池は、このような表面性の基板上に実施例1と同
様な方法で形成した。The polysilane compound shown in Production Example 4 was used in this example. The polysilane compound was dissolved in xylene and applied using a spinner method. The irregularities on the surface of the polysilane layer were formed by applying a polysilane compound with a spinner and then vibrating the rotary table of the spinner. The conditions for vibration were as shown in Table 5. The surface roughness of the polysilane layer was as shown in Table 5. Further, a solar cell was formed on such a surface substrate in the same manner as in Example 1.
太陽電池の変換効率は第9表に示すような結果であった
。The conversion efficiency of the solar cells was as shown in Table 9.
(以下余白)
第
表
第
表
第
表
第
5
表
第
表
第
表
第
表
第
表
〔発明の効果の概要〕
以上に述べたように、本発明によれば、凹凸表面による
光の閉じ込め効果を有しつつ、金属原子等のアモルファ
スシリコン層への侵透を防ぎ、該凹凸構造に起因する太
陽電池のリークを起こりに<(シ、かつリークが起きた
としてもその悪影響を最小限にとどめることが可能とな
り、その結果として、太陽電池の出力特性を安定かつ優
れたものにする太陽電池基板を簡便な方法で作製するこ
とが可能である。(Leaving space below) Table 5 Table 5 [Summary of the effects of the invention] As described above, according to the present invention, the uneven surface has a light confinement effect. At the same time, it prevents penetration of metal atoms etc. into the amorphous silicon layer, prevents leakage of solar cells due to the uneven structure, and minimizes the negative effects even if leakage occurs. As a result, it is possible to fabricate a solar cell substrate that makes the output characteristics of the solar cell stable and excellent by a simple method.
第1図は、本発明による改良された太陽電池基板を用い
た太陽電池の模式的構造図である。
第2図は、本発明による改良された太陽電池基板を作製
するためのスパック装置の模式的構造図である。
第3図は、本発明による改良された太陽電池基板を用い
て作製した太陽電池の各単位セルの構成図である。
第4図は、実施例1と比較例において太陽電池(P)、
(T)、(Z)の比較実験を10回繰り返したときの変
換効率の推移を示すグラフである。
第5図は、実施例1と比較例において太陽電池(P)、
(T)、(Z)の比較実験を10回繰り返したときの生
存率の推移を示すグラフである。
101・・・基体、102・・・反射性導電層、103
・・・ポリシラン層、104・・・基板、105・・・
N型アモルファスシリコン層、106・・・I型アモル
ファスシリコン層、107・・・P型アモルファスシリ
コン層、10B・・・PIN型アモルファスシリコン太
陽電池、109・・・透明導電膜、110・・・集電電
極、201・・・チャンバー
202・・・基体ホルダー付きアノード電極、203・
・・ターゲットホルダー付きカソード1!極、204・
・・絶縁体、205・・・マツチングボックス、206
・・・RF電源、207・・・シャッター208・・・
基体、209・・・スパッタ用ターゲット、210・・
・スパッタ用Arガス導入管、211・・・排気孔、2
12・・・基体加熱用ヒーター301・・・基板、30
2・・・単位太陽電池、303・・・透明導電膜、
304・・・集電電極。FIG. 1 is a schematic structural diagram of a solar cell using the improved solar cell substrate according to the present invention. FIG. 2 is a schematic structural diagram of a spuck apparatus for producing an improved solar cell substrate according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram of each unit cell of a solar cell manufactured using the improved solar cell substrate according to the present invention. FIG. 4 shows solar cells (P) in Example 1 and Comparative Example;
It is a graph showing the transition of conversion efficiency when the comparative experiment of (T) and (Z) is repeated 10 times. FIG. 5 shows solar cells (P) in Example 1 and Comparative Example;
It is a graph showing the transition of survival rate when the comparative experiment of (T) and (Z) was repeated 10 times. 101...Base, 102...Reflective conductive layer, 103
...Polysilane layer, 104...Substrate, 105...
N-type amorphous silicon layer, 106... I-type amorphous silicon layer, 107... P-type amorphous silicon layer, 10B... PIN-type amorphous silicon solar cell, 109... Transparent conductive film, 110... Collection Electrode, 201... Chamber 202... Anode electrode with base holder, 203.
...Cathode 1 with target holder! pole, 204・
... Insulator, 205 ... Matching box, 206
...RF power supply, 207...Shutter 208...
Substrate, 209... Sputtering target, 210...
・Ar gas introduction pipe for sputtering, 211...exhaust hole, 2
12... Substrate heating heater 301... Substrate, 30
2... Unit solar cell, 303... Transparent conductive film, 304... Current collecting electrode.
Claims (2)
し、かつ一般式〔 I 〕で表され重量平均分子量が60
00乃至200000である従来未知の新規なポリシラ
ン化合物によって構成される層を設けて成ることを特徴
とする太陽電池用基板。 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (但し、式中、R_1は炭素数1又は2のアルキル基、
R_2は炭素数3乃至8のアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基又はアラルキル基、R_3は炭素数1乃
至4のアルキル基、R_4は炭素数1乃至4のアルキル
基をそれぞれ示す。A、A′は、それぞれ炭素数4乃至
12のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は
アラルキル基であり、両者は同じであっても或いは異な
っていてもよい。nとmは、ポリマー中の総モノマーに
対するそれぞれのモノマー数の割合を示すモル比であり
、n+m=1となり、0<n≦1、0≦m<1である。 )(1) It has an uneven surface of 0.1 μm or more on the conductive support, is represented by the general formula [I], and has a weight average molecular weight of 60
1. A solar cell substrate comprising a layer composed of a novel and hitherto unknown polysilane compound having a molecular weight of 00 to 200,000. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [I] (However, in the formula, R_1 is an alkyl group with 1 or 2 carbon atoms,
R_2 represents an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, R_3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R_4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A and A' are each an alkyl group, cycloalkyl group, aryl group or aralkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and they may be the same or different. n and m are molar ratios indicating the proportion of each monomer number to the total monomers in the polymer, n+m=1, 0<n≦1, 0≦m<1. )
12のアルキル基又はシクロアルキル基である請求項(
1)に記載の太陽電池用基板。(2) A claim in which A and A' in general formula [I] are an alkyl group or a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms (
1) The solar cell substrate according to item 1).
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| JP2007226A JP2829657B2 (en) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | Substrates for solar cells |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002100794A (en) * | 2000-07-18 | 2002-04-05 | Nisshin Steel Co Ltd | Insulating substrate for thin-film polycrystalline silicon solar battery, and its manufacturing method |
| JP2002141536A (en) * | 2000-08-23 | 2002-05-17 | Nisshin Steel Co Ltd | Thin film polycrystalline silicon solar cell substrate superior in heat resistance and manufacturing method thereof |
-
1990
- 1990-01-18 JP JP2007226A patent/JP2829657B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2829657B2 (en) | 1998-11-25 |
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