JPH11245291A - 芳香族ポリアミドフイルムおよびそれを用いた太陽電池 - Google Patents
芳香族ポリアミドフイルムおよびそれを用いた太陽電池Info
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- JPH11245291A JPH11245291A JP10049351A JP4935198A JPH11245291A JP H11245291 A JPH11245291 A JP H11245291A JP 10049351 A JP10049351 A JP 10049351A JP 4935198 A JP4935198 A JP 4935198A JP H11245291 A JPH11245291 A JP H11245291A
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- silicon thin
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Polyamides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】平坦で膜特性の優れた太陽電池を得るために、
平面性に優れた芳香族ポリアミドフイルムを提供する。 【解決手段】芳香族ポリアミドフイルムを、210℃で
のフイルムの幅方向の熱収縮率が2%以下、610mm
幅で2m長のフイルムに0.5kg/mm2の荷重をか
けた際の中央部でのフイルムのタルミ量が60mm以下
とする。
平面性に優れた芳香族ポリアミドフイルムを提供する。 【解決手段】芳香族ポリアミドフイルムを、210℃で
のフイルムの幅方向の熱収縮率が2%以下、610mm
幅で2m長のフイルムに0.5kg/mm2の荷重をか
けた際の中央部でのフイルムのタルミ量が60mm以下
とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面性の良好な芳
香族ポリアミドフイルムおよびその上にアモルファスシ
リコン薄膜を設けた太陽電池に関するものである。
香族ポリアミドフイルムおよびその上にアモルファスシ
リコン薄膜を設けた太陽電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】芳香族ポリアミドフイルムは、その優れ
た耐熱性、機械特性を活かして種々の用途に検討されて
いる。特にパラ配向系の芳香族ポリアミドは剛性、強度
等の機械特性が他のポリマより優れているため、フイル
ムの薄物化あるいはフイルム基材強度の向上に非常に有
利であり、プリンターリボン、磁気テープ、コンデンサ
ー、太陽電池等の用途に使用されている。
た耐熱性、機械特性を活かして種々の用途に検討されて
いる。特にパラ配向系の芳香族ポリアミドは剛性、強度
等の機械特性が他のポリマより優れているため、フイル
ムの薄物化あるいはフイルム基材強度の向上に非常に有
利であり、プリンターリボン、磁気テープ、コンデンサ
ー、太陽電池等の用途に使用されている。
【0003】例えば、特開平7−135330号公報、
特開平7−135331号公報には、芳香族ポリアミド
フイルムをその基板とし、この上にアモルファスシリコ
ン薄膜を設けた太陽電池が記載されており、基板として
フイルムを用いることでフレキシブルな太陽電池がで
き、その応用範囲も広い。このような太陽電池は、通
常、フイルムをロールから連続的に巻きだして、アモル
ファスシリコン層などの必要な各層を、フイルムに連続
的に真空蒸着、スパッタリングすることにより製造され
る。
特開平7−135331号公報には、芳香族ポリアミド
フイルムをその基板とし、この上にアモルファスシリコ
ン薄膜を設けた太陽電池が記載されており、基板として
フイルムを用いることでフレキシブルな太陽電池がで
き、その応用範囲も広い。このような太陽電池は、通
常、フイルムをロールから連続的に巻きだして、アモル
ファスシリコン層などの必要な各層を、フイルムに連続
的に真空蒸着、スパッタリングすることにより製造され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の方法においては、フイルムが200〜350℃等の温
度になるため、熱で変形したり、またフイルムの平面性
が悪いため冷却ドラムから浮いてフイルムが熱変形し、
良好な平面性を維持できない問題があった。また、平面
性が悪いために走行性にむらがあり、傷が入り膜特性が
悪化する問題があった。
の方法においては、フイルムが200〜350℃等の温
度になるため、熱で変形したり、またフイルムの平面性
が悪いため冷却ドラムから浮いてフイルムが熱変形し、
良好な平面性を維持できない問題があった。また、平面
性が悪いために走行性にむらがあり、傷が入り膜特性が
悪化する問題があった。
【0005】本発明はかかる問題点を解決し、芳香族ポ
リアミドの優れた高剛性、耐熱性を活かし、平坦で表面
欠点の少ない芳香族ポリアミドフイルムおよびこれを用
いた太陽電池を提供することを目的とするものである。
リアミドの優れた高剛性、耐熱性を活かし、平坦で表面
欠点の少ない芳香族ポリアミドフイルムおよびこれを用
いた太陽電池を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、210℃でのフイルムの幅方向(以下、TD方向と
する。)の熱収縮率が2%以下、610mm幅で2m長
のフイルムに0.5kg/mm2の荷重をかけた際の中
央部でのフイルムのタルミ量が60mm以下であること
を特徴とする芳香族ポリアミドフイルム、および該芳香
族ポリアミドフイルム上にアモルファスシリコン薄膜を
設けた太陽電池によって達成することができる。
は、210℃でのフイルムの幅方向(以下、TD方向と
する。)の熱収縮率が2%以下、610mm幅で2m長
のフイルムに0.5kg/mm2の荷重をかけた際の中
央部でのフイルムのタルミ量が60mm以下であること
を特徴とする芳香族ポリアミドフイルム、および該芳香
族ポリアミドフイルム上にアモルファスシリコン薄膜を
設けた太陽電池によって達成することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において芳香族ポリアミド
は、次の一般式(I)および/または一般式(II)で
表わされる繰り返し単位を50モル%以上、より好まし
くは、70モル%以上含むものが好ましく挙げられる。
は、次の一般式(I)および/または一般式(II)で
表わされる繰り返し単位を50モル%以上、より好まし
くは、70モル%以上含むものが好ましく挙げられる。
【0008】一般式(I) 一般式(II) ここで、Ar1、Ar2、Ar3としては、例えば、 などが挙げられ、X、Yは、 −O−,−CH2−,−CO−,−SO2−, −S−,
−C(CH3)2− 等から選ばれるが、これらに限定されるものではない。
更にこれらの芳香環上の水素原子の一部が、ハロゲン基
(特に塩素)、ニトロ基、C1 〜C3 のアルキル基(特
にメチル基)、C1 〜C3 のアルコキシ基などの置換基
で置換されているものも含み、また、重合体を構成する
アミド結合中の水素が他の置換基によって置換されてい
るものも含む。特性面からは上記の芳香環がパラ位で結
合されたものが、全芳香環の50%以上、好ましくは7
0%以上を占める重合体が、フイルムの剛性が高く耐熱
性も良好となるため好ましい。また吸湿率を小さくする
点からは、芳香環上の水素原子の一部がハロゲン基(特
に塩素)で置換された芳香環が全体の30%以上である
重合体が好ましい。
−C(CH3)2− 等から選ばれるが、これらに限定されるものではない。
更にこれらの芳香環上の水素原子の一部が、ハロゲン基
(特に塩素)、ニトロ基、C1 〜C3 のアルキル基(特
にメチル基)、C1 〜C3 のアルコキシ基などの置換基
で置換されているものも含み、また、重合体を構成する
アミド結合中の水素が他の置換基によって置換されてい
るものも含む。特性面からは上記の芳香環がパラ位で結
合されたものが、全芳香環の50%以上、好ましくは7
0%以上を占める重合体が、フイルムの剛性が高く耐熱
性も良好となるため好ましい。また吸湿率を小さくする
点からは、芳香環上の水素原子の一部がハロゲン基(特
に塩素)で置換された芳香環が全体の30%以上である
重合体が好ましい。
【0009】芳香族ポリアミドのより好ましい具体例と
しては、 (ここでm、nは0〜4)を50モル%以上、さらに好
ましくは70モル%以上含むものが挙げられる。
しては、 (ここでm、nは0〜4)を50モル%以上、さらに好
ましくは70モル%以上含むものが挙げられる。
【0010】上記芳香族ポリアミドに含まれるその他の
成分として、たとえば芳香族ポリイミドなど他の繰り返
し単位を50モル%未満共重合、または他のポリマをブ
レンドされていてもよく、またフイルムの物性を損なわ
ない程度に導電性粒子、滑剤、酸化防止剤その他の添加
剤等がブレンドされていてもよい。
成分として、たとえば芳香族ポリイミドなど他の繰り返
し単位を50モル%未満共重合、または他のポリマをブ
レンドされていてもよく、またフイルムの物性を損なわ
ない程度に導電性粒子、滑剤、酸化防止剤その他の添加
剤等がブレンドされていてもよい。
【0011】本発明の芳香族ポリアミドフイルムは、2
10℃でのTD方向の熱収縮率が2%以下の必要があ
る。好ましくは1%以下である。2%より大きいとアモ
ルファスシリコン薄膜を付ける際に熱でフイルムが変形
し、良好な膜が得られない。
10℃でのTD方向の熱収縮率が2%以下の必要があ
る。好ましくは1%以下である。2%より大きいとアモ
ルファスシリコン薄膜を付ける際に熱でフイルムが変形
し、良好な膜が得られない。
【0012】また、本発明の芳香族ポリアミドフイルム
は610mm幅で2m長のフイルムに0.5kg/mm
2の荷重をかけた際の中央部でのフイルムのタルミ量が
60mm以下の必要がある。好ましくは30mm以下で
ある。60mmより大きいとアモルファスシリコン薄膜
を設ける際にドラムなどの支持体上でフイルムが支持体
から離れ、熱でフイルムが変形する問題が発生する。ま
たフイルムを走行させる時にガイドロールとの接触が悪
くフイルムに傷が入る問題も起こる。
は610mm幅で2m長のフイルムに0.5kg/mm
2の荷重をかけた際の中央部でのフイルムのタルミ量が
60mm以下の必要がある。好ましくは30mm以下で
ある。60mmより大きいとアモルファスシリコン薄膜
を設ける際にドラムなどの支持体上でフイルムが支持体
から離れ、熱でフイルムが変形する問題が発生する。ま
たフイルムを走行させる時にガイドロールとの接触が悪
くフイルムに傷が入る問題も起こる。
【0013】本発明の芳香族ポリアミドフイルムの厚さ
は、2μm以上150μm以下の範囲が好ましい。より
好ましくは2μm以上100μm以下である。
は、2μm以上150μm以下の範囲が好ましい。より
好ましくは2μm以上100μm以下である。
【0014】本発明の芳香族ポリアミドフイルムにおい
ては、表面粗さや摩擦係数を維持するために、フイルム
中に粒子を含有することが好ましい。粒子の種類として
は、SiO2、TiO2、Al2O3、CaSO4、BaS
O4、CaCO3、カ−ボンブラック、ゼオライト、その
他の金属微粉末などの無機粒子や、シリコン粒子、ポリ
イミド粒子、架橋共重合体粒子、架橋ポリエステル粒
子、テフロン粒子などの有機高分子などがあるが、耐熱
性の点から無機粒子の方がより好ましい。粒子径は0.
01〜5μm、より好ましくは0.05〜2μmの範囲
である。また含有量は0.005〜10wt%が好まし
く、0.01〜5wt%がより好ましい。
ては、表面粗さや摩擦係数を維持するために、フイルム
中に粒子を含有することが好ましい。粒子の種類として
は、SiO2、TiO2、Al2O3、CaSO4、BaS
O4、CaCO3、カ−ボンブラック、ゼオライト、その
他の金属微粉末などの無機粒子や、シリコン粒子、ポリ
イミド粒子、架橋共重合体粒子、架橋ポリエステル粒
子、テフロン粒子などの有機高分子などがあるが、耐熱
性の点から無機粒子の方がより好ましい。粒子径は0.
01〜5μm、より好ましくは0.05〜2μmの範囲
である。また含有量は0.005〜10wt%が好まし
く、0.01〜5wt%がより好ましい。
【0015】特にシリコン薄膜を設ける面の十点平均粗
さRzは、1〜200nmであることが好ましい。より
好ましくは2〜100nmである。またガイドロールや
ドラム等との摩擦を適度にコントロールすることで接触
性を向上させると共に走行を安定化させることができ
る。
さRzは、1〜200nmであることが好ましい。より
好ましくは2〜100nmである。またガイドロールや
ドラム等との摩擦を適度にコントロールすることで接触
性を向上させると共に走行を安定化させることができ
る。
【0016】また、本発明の芳香族ポリアミドフイルム
のヤング率は、フイルムの長さ方向(以下、MD方向と
する。)が700kg/mm2以上、TD方向は800
kg/mm2以上、より好ましくはTD方向は1000
kg/mm2あることが好ましい。
のヤング率は、フイルムの長さ方向(以下、MD方向と
する。)が700kg/mm2以上、TD方向は800
kg/mm2以上、より好ましくはTD方向は1000
kg/mm2あることが好ましい。
【0017】本発明の芳香族ポリアミドフイルムの伸度
が、10%以上、より好ましくは20%以上、更に好ま
しくは30%以上であることが、適度な柔軟性を持つ点
で好ましい。
が、10%以上、より好ましくは20%以上、更に好ま
しくは30%以上であることが、適度な柔軟性を持つ点
で好ましい。
【0018】本発明の芳香族ポリアミドフイルムの吸湿
率は、4%以下が好ましく、より好ましくは3%以下、
更に好ましくは2%以下である。吸湿率が小さいほど高
温での水分の発生が少なくなり、アモルファスシリコン
薄膜の特性が向上する点で好ましい。
率は、4%以下が好ましく、より好ましくは3%以下、
更に好ましくは2%以下である。吸湿率が小さいほど高
温での水分の発生が少なくなり、アモルファスシリコン
薄膜の特性が向上する点で好ましい。
【0019】次に本発明の芳香族ポリアミドフイルムの
製造方法について、一例を挙げて説明する。
製造方法について、一例を挙げて説明する。
【0020】まず、芳香族ポリアミドは、酸クロリドと
ジアミンから得る場合には、N−メチルピロリドン(N
MP)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチル
ホルムアミド(DMF)などの非プロトン性有機極性溶
媒中で、溶液重合したり、水系媒体を使用する界面重合
などで合成される。ポリマ溶液は、単量体として酸クロ
リドとジアミンを使用すると塩化水素が副生するが、こ
れを中和する場合には、水酸化カルシウム、水酸化リチ
ウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウムなどの無機の中和
剤、またエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、
アンモニア、トリエチルアミン、トリエタノールアミ
ン、ジエタノールアミンなどの有機の中和剤が使用され
る。また、イソシアネートとカルボン酸との反応は、非
プロトン性有機極性溶媒中、触媒の存在下で行なわれ
る。
ジアミンから得る場合には、N−メチルピロリドン(N
MP)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチル
ホルムアミド(DMF)などの非プロトン性有機極性溶
媒中で、溶液重合したり、水系媒体を使用する界面重合
などで合成される。ポリマ溶液は、単量体として酸クロ
リドとジアミンを使用すると塩化水素が副生するが、こ
れを中和する場合には、水酸化カルシウム、水酸化リチ
ウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウムなどの無機の中和
剤、またエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、
アンモニア、トリエチルアミン、トリエタノールアミ
ン、ジエタノールアミンなどの有機の中和剤が使用され
る。また、イソシアネートとカルボン酸との反応は、非
プロトン性有機極性溶媒中、触媒の存在下で行なわれ
る。
【0021】本発明の芳香族ポリアミドフイルムを得る
ためには、ポリマの固有粘度(ポリマ0.5gを硫酸中
で100mlの溶液として30℃で測定した値)が、
0.5以上であることが好ましい。
ためには、ポリマの固有粘度(ポリマ0.5gを硫酸中
で100mlの溶液として30℃で測定した値)が、
0.5以上であることが好ましい。
【0022】また、上記ポリマ溶液はそのまま製膜原液
として使用してもよく、あるいはポリマを一度単離して
から上記の有機溶媒や、硫酸等の無機溶剤に再溶解して
製膜原液を調製してもよい。
として使用してもよく、あるいはポリマを一度単離して
から上記の有機溶媒や、硫酸等の無機溶剤に再溶解して
製膜原液を調製してもよい。
【0023】再溶解して製膜原液を調整する場合には、
溶解助剤として無機塩、例えば、塩化カルシウム、塩化
マグネシム、塩化リチウム、硝酸リチウムなどを添加し
ても良い。この時、製膜原液中のポリマ濃度は2〜40
wt%が好ましい。
溶解助剤として無機塩、例えば、塩化カルシウム、塩化
マグネシム、塩化リチウム、硝酸リチウムなどを添加し
ても良い。この時、製膜原液中のポリマ濃度は2〜40
wt%が好ましい。
【0024】なお、上記したようにフイルムの表面粗さ
や摩擦係数を維持するために、粒子を含有させる場合
は、粒子を予め溶媒中に十分スラリ−化した後、重合用
溶媒または希釈用溶媒として使用したり、製膜原液を調
製した後に直接添加することができる。
や摩擦係数を維持するために、粒子を含有させる場合
は、粒子を予め溶媒中に十分スラリ−化した後、重合用
溶媒または希釈用溶媒として使用したり、製膜原液を調
製した後に直接添加することができる。
【0025】上記のように調製された製膜原液は、いわ
ゆる溶液製膜法によりフイルム化が行なわれる。溶液製
膜法には乾湿式法、乾式法、湿式法などがあり、いずれ
の方法で製膜してもよいが、ここでは乾湿式法を例にと
って説明する。
ゆる溶液製膜法によりフイルム化が行なわれる。溶液製
膜法には乾湿式法、乾式法、湿式法などがあり、いずれ
の方法で製膜してもよいが、ここでは乾湿式法を例にと
って説明する。
【0026】まず、製膜原液を口金からニッケル、ステ
ンレス、銅、チタン、ハステロイ、タンタル等の材質か
らなるドラム、エンドレスベルト等の支持体上に押し出
して薄膜とし、次いでかかる薄膜層から溶媒を飛散させ
薄膜が自己保持性を持つまで乾燥する。乾燥条件は室温
〜250℃、60分以内の範囲が好ましく、より好まし
くは室温〜200℃の範囲である。乾燥温度が250℃
を越えると急激な加熱によるボイドの発生、表面の荒れ
等が起こり実用的なフイルムが得られない。
ンレス、銅、チタン、ハステロイ、タンタル等の材質か
らなるドラム、エンドレスベルト等の支持体上に押し出
して薄膜とし、次いでかかる薄膜層から溶媒を飛散させ
薄膜が自己保持性を持つまで乾燥する。乾燥条件は室温
〜250℃、60分以内の範囲が好ましく、より好まし
くは室温〜200℃の範囲である。乾燥温度が250℃
を越えると急激な加熱によるボイドの発生、表面の荒れ
等が起こり実用的なフイルムが得られない。
【0027】上記乾式工程を終えたフイルムは支持体か
ら剥離されて湿式工程に導入され、ここでフイルム中に
含有されている溶剤や不純物が除去される。湿式工程に
おいて使用される浴としては、水系媒体からなるものが
挙げられ、水の他に有機溶媒や無機塩等を含有していて
もよい。特に水を30%以上、より好ましくは50%以
上含有することが好ましく、浴温度を0〜100℃とし
て使用することが好ましい。
ら剥離されて湿式工程に導入され、ここでフイルム中に
含有されている溶剤や不純物が除去される。湿式工程に
おいて使用される浴としては、水系媒体からなるものが
挙げられ、水の他に有機溶媒や無機塩等を含有していて
もよい。特に水を30%以上、より好ましくは50%以
上含有することが好ましく、浴温度を0〜100℃とし
て使用することが好ましい。
【0028】湿式工程を出たフイルムは更に乾燥、延伸
が行われる。乾燥、延伸は室温〜400℃で、延伸倍率
は面倍率で0.8〜5.0(面倍率とは延伸後のフイル
ム面積を延伸前のフイルムの面積で除した値で定義す
る。1以下はリラックスを意味する。)の範囲で行われ
る。より好ましい延伸倍率は1.1〜3.0である。ポ
リマの種類によっては含水状態で延伸したほうがよいも
のもあり、室温に近い80℃以下で延伸をしてもよい。
が行われる。乾燥、延伸は室温〜400℃で、延伸倍率
は面倍率で0.8〜5.0(面倍率とは延伸後のフイル
ム面積を延伸前のフイルムの面積で除した値で定義す
る。1以下はリラックスを意味する。)の範囲で行われ
る。より好ましい延伸倍率は1.1〜3.0である。ポ
リマの種類によっては含水状態で延伸したほうがよいも
のもあり、室温に近い80℃以下で延伸をしてもよい。
【0029】特に、本発明の芳香族ポリアミドフイルム
に必要な熱収縮率、タルミ量を得るためには、例えば、
含水率が30〜70%の芳香族ポリアミドフイルムの場
合、テンター温度を250℃以上、より好ましくは25
5℃以上とすることが好ましい。
に必要な熱収縮率、タルミ量を得るためには、例えば、
含水率が30〜70%の芳香族ポリアミドフイルムの場
合、テンター温度を250℃以上、より好ましくは25
5℃以上とすることが好ましい。
【0030】またTD方向の平面性を良化するには、T
D方向の延伸温度むらを平均温度の2%以下に維持する
ことが好ましい。
D方向の延伸温度むらを平均温度の2%以下に維持する
ことが好ましい。
【0031】さらに延伸後にフイルムは室温まで冷却さ
れ、本発明の芳香族ポリアミドフイルムを得ることがで
きる。この際のTD方向の温度むらを15%以下とする
ことで、本発明の目的であるフイルムの平面性を容易に
得ることができる。
れ、本発明の芳香族ポリアミドフイルムを得ることがで
きる。この際のTD方向の温度むらを15%以下とする
ことで、本発明の目的であるフイルムの平面性を容易に
得ることができる。
【0032】次に上記芳香族ポリアミドフイルムを用い
た太陽電池について説明する。
た太陽電池について説明する。
【0033】太陽電池は、上記芳香族ポリアミドフイル
ムと該フイルム上に設けられたアモルファスシリコン薄
膜で構成される。アモルファスシリコン薄膜の構成は特
に限定されないが、例えば、第1層に導電層を0.01
〜50μm設け、その上にアモルファスシリコン層を設
け、さらにその上に電極を設けられたもの等が挙げられ
る。
ムと該フイルム上に設けられたアモルファスシリコン薄
膜で構成される。アモルファスシリコン薄膜の構成は特
に限定されないが、例えば、第1層に導電層を0.01
〜50μm設け、その上にアモルファスシリコン層を設
け、さらにその上に電極を設けられたもの等が挙げられ
る。
【0034】以下に、芳香族ポリアミドフイルム上にア
モルファスシリコン薄膜を設け、太陽電池を製造する具
体的な方法について、一例を挙げて説明する。
モルファスシリコン薄膜を設け、太陽電池を製造する具
体的な方法について、一例を挙げて説明する。
【0035】まず、芳香族ポリアミドフイルム上に導電
層を0.01〜50μmを形成する。導電層はステンレ
ス、ニッケルクロム合金、ニッケル、鉄、クロム、ニオ
ブ、チタン、ジルコニウムの単体またはそれらの合金、
または酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫、酸
化カドミウムなどの酸化物を蒸着、またはスパッタリン
グさせることにより形成できる。なお導電層形成前に、
芳香族ポリアミドフイルムと導電層との密着性を向上さ
せるためにコロナ処理、グロー処理等を施すことが好ま
しい。
層を0.01〜50μmを形成する。導電層はステンレ
ス、ニッケルクロム合金、ニッケル、鉄、クロム、ニオ
ブ、チタン、ジルコニウムの単体またはそれらの合金、
または酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫、酸
化カドミウムなどの酸化物を蒸着、またはスパッタリン
グさせることにより形成できる。なお導電層形成前に、
芳香族ポリアミドフイルムと導電層との密着性を向上さ
せるためにコロナ処理、グロー処理等を施すことが好ま
しい。
【0036】次いで、アモルファスシリコン層をグロー
放電法、スパッタリング法、イオンプレーテイング法な
どの方法で形成する。
放電法、スパッタリング法、イオンプレーテイング法な
どの方法で形成する。
【0037】たとえば、グロー放電法の場合10〜0.
001Torrに保たれた真空反応器内でロールに巻い
た芳香族ポリアミドフイルムを引き出し、200〜35
0℃に加熱した支持電極上を走行させる。真空反応器内
にSiH4ガスを送り込みつつ支持電極に対向する電極
との間に電圧をかけて放電を起こし、真空反応器内をプ
ラズマ状態にすることによりSiH4が分解してフイル
ム上にアモルファスシリコン層が形成される。この際S
iH4と共にB2H6を送り込めばp型アモルファスシリ
コン層が、SiH4とともにPH3を送り込めばn型アモ
ルファスシリコン層が形成される。
001Torrに保たれた真空反応器内でロールに巻い
た芳香族ポリアミドフイルムを引き出し、200〜35
0℃に加熱した支持電極上を走行させる。真空反応器内
にSiH4ガスを送り込みつつ支持電極に対向する電極
との間に電圧をかけて放電を起こし、真空反応器内をプ
ラズマ状態にすることによりSiH4が分解してフイル
ム上にアモルファスシリコン層が形成される。この際S
iH4と共にB2H6を送り込めばp型アモルファスシリ
コン層が、SiH4とともにPH3を送り込めばn型アモ
ルファスシリコン層が形成される。
【0038】その後、例えばショットキー接合セルの場
合は、白金、金、パラジウムなどをスパッタリングや真
空蒸着させることにより、10nm程度の厚さのショッ
トキーバリア電極を形成することができる。またヘテロ
結合セルの場合は、酸化インジウム、酸化錫、酸化イン
ジウム錫、酸化カドミウムをスパッタリングまたは真空
蒸着させ10〜500nmの厚さのヘテロ電極を形成す
ることができる。
合は、白金、金、パラジウムなどをスパッタリングや真
空蒸着させることにより、10nm程度の厚さのショッ
トキーバリア電極を形成することができる。またヘテロ
結合セルの場合は、酸化インジウム、酸化錫、酸化イン
ジウム錫、酸化カドミウムをスパッタリングまたは真空
蒸着させ10〜500nmの厚さのヘテロ電極を形成す
ることができる。
【0039】さらにショットキーバリア電極、ヘテロ電
極上に、パラジウムなどで構成される収集電極を設けて
太陽電池とすることができる。
極上に、パラジウムなどで構成される収集電極を設けて
太陽電池とすることができる。
【0040】本発明において得られる太陽電池の光電変
換特性は5%以上となる。
換特性は5%以上となる。
【0041】以下、本発明を実施例により具体的に説明
する。
する。
【0042】なお、本発明において物性の測定方法、効
果の評価方法は次の方法による。
果の評価方法は次の方法による。
【0043】(1)熱収縮率 幅10mm×長さ250mmとなるようにTD方向に長
いサンプルを切り出し200mmの間隔に標線を描く。
これを210℃のオーブンで10分間加熱後、フイルム
を取り出し標線の間隔を測定する。加熱前後の寸法より
収縮率を求める。
いサンプルを切り出し200mmの間隔に標線を描く。
これを210℃のオーブンで10分間加熱後、フイルム
を取り出し標線の間隔を測定する。加熱前後の寸法より
収縮率を求める。
【0044】(2)十点平均粗さRz 小坂研究所製の薄膜段差測定器(ET−10)で、触針
先端半径0.5μm、触針荷重5mg、カットオフ値
0.008mm、測定長0.5mmの条件で5回測定し
その平均で表す。
先端半径0.5μm、触針荷重5mg、カットオフ値
0.008mm、測定長0.5mmの条件で5回測定し
その平均で表す。
【0045】(3)タルミ量 図1、2を用いて測定方法を説明する。すなわち、図1
に示すように、TD方向の幅が610mmにフイルム1
を切り出し、これをMD方向に2m以上準備する。これ
を2mの距離をおいた2本のロール3にフイルムを渡
し、MD方向に0.5kg/mm2の荷重をかける。2
本のロールの中央にロール3と平行に糸2を渡し、フイ
ルムと接するように糸をはり、図2に示すように糸2と
フイルム1の一番たるんだ位置の距離を測定してタルミ
量を求める。なお測定は、温度25℃、湿度50%RH
の環境下で行うものとする。
に示すように、TD方向の幅が610mmにフイルム1
を切り出し、これをMD方向に2m以上準備する。これ
を2mの距離をおいた2本のロール3にフイルムを渡
し、MD方向に0.5kg/mm2の荷重をかける。2
本のロールの中央にロール3と平行に糸2を渡し、フイ
ルムと接するように糸をはり、図2に示すように糸2と
フイルム1の一番たるんだ位置の距離を測定してタルミ
量を求める。なお測定は、温度25℃、湿度50%RH
の環境下で行うものとする。
【0046】(4)光電変換特性 変換効率をAM=1に調節したオリエル社のソーラーシ
ュミレータで測定した。
ュミレータで測定した。
【0047】(5)ヤング率、伸度 インストロンタイプの引張り試験機を用いて測定した。
試験片は10mm幅で50mm長さ、引張り速度は30
0mm/分である。
試験片は10mm幅で50mm長さ、引張り速度は30
0mm/分である。
【0048】(6)吸湿率 温度25℃、湿度75%RHに調節されたオーブンに1
0cm×10cmの絶乾した試験片を入れ、2日後に取
り出し、重量測定して求めた。
0cm×10cmの絶乾した試験片を入れ、2日後に取
り出し、重量測定して求めた。
【0049】
【実施例】実施例1 重合槽にNーメチルー2ーピロリドン(NMP)を仕込
み、この中に芳香族ジアミン成分として80モル%に相
当する2−クロルパラフェニレンジアミンと、20モル
%に相当する4、4’−ジアミノジフェニルエ−テルと
を溶解させた。これに99.5モル%に相当する2−ク
ロルテレフタル酸クロリドを添加し、重合を完了した。
さらに炭酸リチウムで発生塩化水素の97モル%を中和
し、ついでアンモニアを10モル%分添加してポリマ溶
液を得た。
み、この中に芳香族ジアミン成分として80モル%に相
当する2−クロルパラフェニレンジアミンと、20モル
%に相当する4、4’−ジアミノジフェニルエ−テルと
を溶解させた。これに99.5モル%に相当する2−ク
ロルテレフタル酸クロリドを添加し、重合を完了した。
さらに炭酸リチウムで発生塩化水素の97モル%を中和
し、ついでアンモニアを10モル%分添加してポリマ溶
液を得た。
【0050】この中に、NMP中で一次粒径0.02μ
mのシリカ粒子を平均粒径0.2μmに分散させたスラ
リーを、粒子量がポリマに対して0.3wt%となるよ
うに添加した。そしてポリマ濃度10.7wt%、30
℃での溶液粘度を4000ポイズに調整して製膜原液と
した。
mのシリカ粒子を平均粒径0.2μmに分散させたスラ
リーを、粒子量がポリマに対して0.3wt%となるよ
うに添加した。そしてポリマ濃度10.7wt%、30
℃での溶液粘度を4000ポイズに調整して製膜原液と
した。
【0051】これを40℃に保温して3μmカットのフ
ィルタ−を通した後、最終のフイルム厚みで20μmに
なるように口金より金属ベルト上に流延した。この流延
されたフイルムを130℃の熱風で加熱して溶媒を蒸発
させ、自己保持性を得たフイルムをベルトから連続的に
剥離した。次に水槽内へフイルムを導入して残存溶媒と
中和で生じた無機塩等の抽出を行なった。なお50℃の
水/NMPの混合浴中(比率は90/10wt%)でMD
方向に1.1倍延伸し、さらに水で充分抽出を行った。
ィルタ−を通した後、最終のフイルム厚みで20μmに
なるように口金より金属ベルト上に流延した。この流延
されたフイルムを130℃の熱風で加熱して溶媒を蒸発
させ、自己保持性を得たフイルムをベルトから連続的に
剥離した。次に水槽内へフイルムを導入して残存溶媒と
中和で生じた無機塩等の抽出を行なった。なお50℃の
水/NMPの混合浴中(比率は90/10wt%)でMD
方向に1.1倍延伸し、さらに水で充分抽出を行った。
【0052】次にテンタ−に導入し300℃で水分の乾
燥と延伸、熱処理を行なった。この間にフイルムのTD
方向に1.3倍延伸を行なった。この時の延伸部分のT
D方向の温度むらは2℃(平均温度の0.7%)であっ
た。ついでこれをテンター出口の25℃の室温まで冷却
したが、冷却過程全域にわたって温度むらは最大で8%
であった。最もむらの大きい部分はテンター出口付近で
平均25℃の温度に対し2℃のむらがあった。得られた
フイルムのヤング率はMD方向が1150kg/m
m2、TD方向が1250kg/mm2であった。またフ
イルムのTD方向の熱収縮率とタルミ量を表1に示し
た。また十点平均粗さRzは32nmと平滑であった。
また伸度はMD、TD方向共、各々52%、45%であ
り、吸湿率は1.5%であった。
燥と延伸、熱処理を行なった。この間にフイルムのTD
方向に1.3倍延伸を行なった。この時の延伸部分のT
D方向の温度むらは2℃(平均温度の0.7%)であっ
た。ついでこれをテンター出口の25℃の室温まで冷却
したが、冷却過程全域にわたって温度むらは最大で8%
であった。最もむらの大きい部分はテンター出口付近で
平均25℃の温度に対し2℃のむらがあった。得られた
フイルムのヤング率はMD方向が1150kg/m
m2、TD方向が1250kg/mm2であった。またフ
イルムのTD方向の熱収縮率とタルミ量を表1に示し
た。また十点平均粗さRzは32nmと平滑であった。
また伸度はMD、TD方向共、各々52%、45%であ
り、吸湿率は1.5%であった。
【0053】得られたフイルムにスパッタリング装置で
ステンレスのターゲットを使用してフイルム上に厚さ1
00nmのステンレス層を形成した。
ステンレスのターゲットを使用してフイルム上に厚さ1
00nmのステンレス層を形成した。
【0054】次いで真空反応器中の支持電極上に上記フ
イルムを設置し、反応器内を一旦10-5Torrに排気
し、支持電極の温度を200℃に高めた後、対向電極と
支持電極に30Wの15MHzの高周波電圧を印加しつ
つアルゴンガスを器内に導入して1Torrのアルゴン
雰囲気下でプレスパッタし、次いで水素ガスで10%に
希釈したSiH4、同様に水素ガスで1%に希釈したP
H3ガスを導入し、1Torrの雰囲気下でフイルム上
に25nmのn型アモルファスシリコン層を形成した。
続いてSiH4のみを導入して厚さ500nmのi型ア
モルファスシリコン層を積層し、さらにSiH4ガス中
に1%のB2H6を含有するものを導入し、厚さ25nm
のp型アモルファスシリコン層を形成した。
イルムを設置し、反応器内を一旦10-5Torrに排気
し、支持電極の温度を200℃に高めた後、対向電極と
支持電極に30Wの15MHzの高周波電圧を印加しつ
つアルゴンガスを器内に導入して1Torrのアルゴン
雰囲気下でプレスパッタし、次いで水素ガスで10%に
希釈したSiH4、同様に水素ガスで1%に希釈したP
H3ガスを導入し、1Torrの雰囲気下でフイルム上
に25nmのn型アモルファスシリコン層を形成した。
続いてSiH4のみを導入して厚さ500nmのi型ア
モルファスシリコン層を積層し、さらにSiH4ガス中
に1%のB2H6を含有するものを導入し、厚さ25nm
のp型アモルファスシリコン層を形成した。
【0055】次いでこのpin型アモルファスシリコン
層を形成したフイルムを真空蒸着装置内に装着し、電子
ビーム法で100nmの厚みの酸化インジウム錫層を蒸
着しヘテロ電極層とした。最後にその上に100nmの
パラジウム層を櫛形に真空蒸着し、フイルム状太陽電池
を作成した。
層を形成したフイルムを真空蒸着装置内に装着し、電子
ビーム法で100nmの厚みの酸化インジウム錫層を蒸
着しヘテロ電極層とした。最後にその上に100nmの
パラジウム層を櫛形に真空蒸着し、フイルム状太陽電池
を作成した。
【0056】これらの工程でフイルムが熱で変形した
り、シワになるなどの問題はなく平面性の優れた太陽電
池が得られた。得られた太陽電池の光電変換効率を測定
したところ、6.8%と良好であった。
り、シワになるなどの問題はなく平面性の優れた太陽電
池が得られた。得られた太陽電池の光電変換効率を測定
したところ、6.8%と良好であった。
【0057】実施例2 実施例1と同じポリマ溶液を用い、実施例1と同様に製
膜を行った。テンター温度は280℃、延伸倍率はMD
方向が1.1倍、TD方向が1.4倍で温度むらは2℃
で平均温度の0.7%であった。また冷却時の温度むら
は7%であった。このフイルムの特性を表1に示すがタ
ルミ量は小さものであった。
膜を行った。テンター温度は280℃、延伸倍率はMD
方向が1.1倍、TD方向が1.4倍で温度むらは2℃
で平均温度の0.7%であった。また冷却時の温度むら
は7%であった。このフイルムの特性を表1に示すがタ
ルミ量は小さものであった。
【0058】また、MD、TD方向についてヤング率は
各々1100kg/mm2、1500kg/mm2、伸度
は55%、42%であった。また吸湿率は1.6%であ
った。
各々1100kg/mm2、1500kg/mm2、伸度
は55%、42%であった。また吸湿率は1.6%であ
った。
【0059】これを用いて実施例1と同様に太陽電池を
作製したが、工程でフイルムが熱で変形したり、シワに
なるなどの問題もなく平面性の優れた太陽電池が得られ
た。
作製したが、工程でフイルムが熱で変形したり、シワに
なるなどの問題もなく平面性の優れた太陽電池が得られ
た。
【0060】光電変換効率は6.7%であった。
【0061】実施例3 実施例1と同じポリマ溶液を用い、実施例1と同様に製
膜を行った。テンター温度は300℃、延伸倍率はMD
方向が1.1倍、TD方向が1.3倍で温度むらは5℃
で平均温度の1.7%であった。また冷却時の温度むら
は12%であった。このフイルムの特性を表1に示すが
実施例1、2よりタルミ量は両端部が大きかった。
膜を行った。テンター温度は300℃、延伸倍率はMD
方向が1.1倍、TD方向が1.3倍で温度むらは5℃
で平均温度の1.7%であった。また冷却時の温度むら
は12%であった。このフイルムの特性を表1に示すが
実施例1、2よりタルミ量は両端部が大きかった。
【0062】これを用いて実施例1と同様に太陽電池を
作製したが、工程内でフイルムの両端部が熱で一部変形
していたが、中央部は問題なかった。また巻き取った際
にシワになるなどの問題はなかった。光電変換効率は
6.5%であった。
作製したが、工程内でフイルムの両端部が熱で一部変形
していたが、中央部は問題なかった。また巻き取った際
にシワになるなどの問題はなかった。光電変換効率は
6.5%であった。
【0063】比較例1 実施例1と同じポリマ溶液を用い製膜を行った。テンタ
ー温度は300℃、延伸倍率はMD方向が1.1倍、T
D方向が1.3倍であったが、温度むらは10℃と平均
温度の3.3%の大きなむらがあった。一方冷却時の温
度むらは8%であった。得られたフイルムの特性を表1
に示すがタルミ量の大きなフイルムであった。
ー温度は300℃、延伸倍率はMD方向が1.1倍、T
D方向が1.3倍であったが、温度むらは10℃と平均
温度の3.3%の大きなむらがあった。一方冷却時の温
度むらは8%であった。得られたフイルムの特性を表1
に示すがタルミ量の大きなフイルムであった。
【0064】これを実施例1と同様にして太陽電池を作
製したが、工程内でフイルムのタルミに相当する部分が
熱で変色し、さらフイルム走行時にシワが入り巻き取っ
たものにはシワが多数あって、太陽電池にできる状態で
はなかった。
製したが、工程内でフイルムのタルミに相当する部分が
熱で変色し、さらフイルム走行時にシワが入り巻き取っ
たものにはシワが多数あって、太陽電池にできる状態で
はなかった。
【0065】比較例2 実施例1と同じポリマ溶液を用い製膜を行った。テンタ
ー温度は300℃、延伸倍率はMD方向が1.1倍、T
D方向が1.3倍で温度むらは10℃(平均温度の3.
3%)であった。また冷却時の温度むらは20%であっ
た。このフイルムの特性を表1に示すがタルミ量は大き
なものであった。
ー温度は300℃、延伸倍率はMD方向が1.1倍、T
D方向が1.3倍で温度むらは10℃(平均温度の3.
3%)であった。また冷却時の温度むらは20%であっ
た。このフイルムの特性を表1に示すがタルミ量は大き
なものであった。
【0066】これを用いて実施例1と同様に太陽電池を
作製したが、変色やシワが大きなものであった。
作製したが、変色やシワが大きなものであった。
【0067】比較例3 実施例1と同じポリマ溶液を用い製膜を行った。テンタ
ー温度は245℃、延伸倍率はMD方向が1.1倍、T
D方向が1.3倍で温度むらは平均温度の0.8%であ
った。また冷却時の温度むらは12%であった。このフ
イルムの特性を表1に示すが、熱収縮率の大きなもので
あった。
ー温度は245℃、延伸倍率はMD方向が1.1倍、T
D方向が1.3倍で温度むらは平均温度の0.8%であ
った。また冷却時の温度むらは12%であった。このフ
イルムの特性を表1に示すが、熱収縮率の大きなもので
あった。
【0068】これを用いて実施例1と同様に太陽電池を
作製しようとしたが、工程内でフイルムが熱で変形して
しまい、太陽電池を作製することはできなかった。
作製しようとしたが、工程内でフイルムが熱で変形して
しまい、太陽電池を作製することはできなかった。
【0069】
【0070】
【発明の効果】本発明の芳香族ポリアミドフイルムは、
210℃でのTD方向の熱収縮率が2%以下、610m
m幅で2m長のフイルムに0.5kg/mm2の荷重を
かけた際の中央部でのフイルムのタルミ量が60mm以
下であることを特徴とするため、平面性が良好で表面欠
点が少ない。このため、フイルム上にアモルファスシリ
コン薄膜を設けた太陽電池は、平坦で膜特性に優れたも
のとなる。
210℃でのTD方向の熱収縮率が2%以下、610m
m幅で2m長のフイルムに0.5kg/mm2の荷重を
かけた際の中央部でのフイルムのタルミ量が60mm以
下であることを特徴とするため、平面性が良好で表面欠
点が少ない。このため、フイルム上にアモルファスシリ
コン薄膜を設けた太陽電池は、平坦で膜特性に優れたも
のとなる。
【図1】タルミ量の測定方法を示す概略図である。
【図2】タルミ量を求める方法を示す図である。
1:フイルム 2:糸 3:ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29L 7:00
Claims (2)
- 【請求項1】210℃でのフイルムの幅方向の熱収縮率
が2%以下、610mm幅で2m長のフイルムに0.5
kg/mm2の荷重をかけた際の中央部でのフイルムの
タルミ量が60mm以下であることを特徴とする芳香族
ポリアミドフイルム。 - 【請求項2】請求項1に記載の芳香族ポリアミドフイル
ム上にアモルファスシリコン薄膜を設けた太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049351A JPH11245291A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 芳香族ポリアミドフイルムおよびそれを用いた太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049351A JPH11245291A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 芳香族ポリアミドフイルムおよびそれを用いた太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11245291A true JPH11245291A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12828605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10049351A Pending JPH11245291A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 芳香族ポリアミドフイルムおよびそれを用いた太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11245291A (ja) |
-
1998
- 1998-03-02 JP JP10049351A patent/JPH11245291A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040907 |
|
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|
| A02 | Decision of refusal |
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