ITO颗粒制造技术

本发明专利技术提供一种ITO颗粒，用于太阳能电池的背面电极时减少ITO颗粒与发电层的界面上的能垒，由此提高太阳能电池的发电效率。本发明专利技术的ITO颗粒在以金为基准通过开尔文法反复进行测定时，具有4.8～5.3eV范围的功函数。

【技术实现步骤摘要】
ITO颗粒
本专利技术涉及一种适用于需将太阳能电池、触控面板及液晶面板等不同种类材料电性接合的电子设备的ITO颗粒。本说明书中，ITO是指铟锡氧化物（IndiumTinOxide）。
技术介绍
以往，公开有通过湿式涂布法在光电转换层上形成由透明导电膜和导电性反射膜构成的复合膜作为背面电极的覆板型薄膜太阳能电池（例如，参考专利文献1）。作为包含于用于形成该透明导电膜的组合物的导电性氧化物微粒之一，公开有ITO颗粒。该ITO颗粒通过如下制成，即在铟化合物与锡化合物的混合水溶液中混合碱水溶液，以生成铟与锡的共沉淀氢氧化物，并水洗该沉淀物，舍弃上述沉淀物的上清液来制备分散有铟锡氢氧化物颗粒的浆料，并对该浆料进行干燥之后，对干燥的铟锡氢氧化物进行烧成。考虑上述太阳能电池的发电效率时，优选背面电极的主成分即ITO颗粒的功函数尽量低。利用开尔文法来对通过上述以往方法制造出的ITO颗粒的功函数进行测定时，其功函数为5.33eV，而通过开尔文法对由非晶硅或多晶硅构成的光电转换层、即发电层的功函数进行测定时，其功函数为4.8eV，且与ITO颗粒的功函数之差为0.53eV。开尔文法为测定试料与测定用电极之间的接触电位差，并且通过参考电极校正已知功函数的金属，由此测定目标试料的功函数的方法。作为参考电极，通常使用功函数已知且未形成自然氧化膜并且表面稳定的金。专利文献2记载了通常由ITO形成的透明电极的功函数为4.5～5.1eV，其实施例记载了一种膜厚为150nm的ITO设置在单面的附带ITO的玻璃基板。设置于该玻璃基板上的ITO透明导电膜通常通过溅射法形成，且其功函数通过紫外光电子能谱法（UPS）来测定，与Si的功函数4.05eV之差为0.45～1.05eV，因此通过开尔文法进行测定时，推定通过溅射法形成的ITO透明导电膜的功函数达到5.25～5.95eV。专利文献1：日本专利公开2009-088489号公报（摘要、[0042]段）专利文献2：日本专利公开2006-351721号公报（[0024]、[0034]段）根据所述以往方法可知，对干燥的铟锡氢氧化物进行烧成而制造出的ITO颗粒的功函数范围较高为超过5.3eV且为5.4eV以下（通过开尔文法测定的值），因此容易在太阳能电池的背面电极与发电层之间产生功函数之差，因该差而在ITO颗粒的界面形成能垒，且因该能垒而难以提高太阳能电池的发电效率。具体而言，当电性接合不同种类材料时，若两种材料之间的功函数之差达到0.5eV以上，则会在接合界面形成势垒（称为肖特基势垒）。若形成该势垒，则在电子传播时成为屏障，且界面成为高电阻层。将ITO颗粒用在太阳能电池的背面电极时，ITO与Si的界面成为高电阻，此时存在导致太阳能电池的发电效率下降的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种将ITO颗粒用在太阳能电池的背面电极时，减少ITO颗粒与发电层的界面上的能垒，由此能够提高太阳能电池的发电效率的ITO颗粒。并且，本专利技术的另一目的在于提供一种如下太阳能电池的制造方法，即通过具有由包含该ITO颗粒的ITO导电膜涂料形成的透明导电膜，能够降低发电层与以ITO颗粒为主成分的背面电极之间的功函数之差来提高太阳能电池的发电效率。本专利技术的第1方式为，一种ITO颗粒，其中，在以金为基准通过开尔文法反复进行测定时，具有4.8～5.3eV范围的功函数。并且，本专利技术的第2方式为，一种ITO导电膜涂料，其中，包含第1方式的ITO颗粒。并且，本专利技术的第3方式为，一种利用通过第2方式的方法制成的ITO导电膜涂料形成透明导电膜的方法。另外，本专利技术的第4方式为，一种具有通过第3方式的方法形成的透明导电膜的太阳能电池的制造方法。由于本专利技术的第1方式的ITO颗粒，在通过开尔文法进行测定时，具有低于以往的5.33eV的4.8～5.3eV范围的功函数，因此用在太阳能电池的背面电极时，能够减少ITO颗粒与发电层的界面上的能垒，由此提高太阳能电池的发电效率。本专利技术的第4方式的太阳能电池的制造方法，具有利用包含ITO颗粒的ITO导电膜涂料形成的透明导电膜，由此能够降低发电层与以ITO颗粒为主成分的背面电极之间的功函数之差来提高太阳能电池的发电效率。附图说明图1为表示实施例1～6及比较例1的各个ITO颗粒的功函数与根据将各ITO颗粒用在背面电极而制作的薄膜太阳能电池单元计算的曲线因素之间的关系的图。具体实施方式接着，对用于实施本专利技术的方式进行说明。通过开尔文法进行测定时，本专利技术的ITO颗粒具有低于以往的5.33eV的4.8～5.3eV范围的功函数。功函数4.8eV为以现有技术能够达到的最小值。若超过5.3eV，则将ITO颗粒用在太阳能电池的背面电极时，容易形成ITO颗粒与发电层的界面上的能垒，由此存在无法提高太阳能电池的发电效率的不良情况。在ITO与Si的界面，由于ITO的功函数大于Si的功函数，因此为了减小ITO与Si的功函数之差则需要降低ITO的功函数。作为降低该ITO的功函数的方法有如下方法：第一，提高ITO载流子浓度的方法；第二，对ITO颗粒的表面进行改性的方法。基于这种想法，本专利技术人等发现了以下所示降低功函数的四种制造方法。第1制造方法，通过在刚生成的颗粒内，对不均匀地混合有In与Sn的状态的氢氧化物照射紫外线，以促进In与Sn均匀地固溶，由此增加ITO颗粒的载流子浓度，并抑制SnO2向ITO表面偏析，从而能够降低ITO颗粒的功函数。第2制造方法，通过使雾状氢氧化物的浆料流入到加热的炉子内，并快速进行加热/热分解来抑制SnO2向ITO表面偏析，并通过在还原气氛中进行加热来增加ITO颗粒的载流子浓度，从而能够降低ITO颗粒的功函数。第3制造方法，通过在还原性溶剂中利用激光赋予强大的能量来对氢氧化物的颗粒进行快速加热/热分解，以抑制SnO2向ITO表面偏析，并增加ITO颗粒的载流子浓度，从而能够降低ITO颗粒的功函数。第4制造方法，通过在还原气氛中进行加热来增加ITO颗粒的载流子浓度，从而能够降低ITO颗粒的功函数。以下，对用于降低该ITO颗粒的功函数的ITO颗粒的具体制造方法进行叙述。但本专利技术的ITO颗粒的制造方法并不限于这四种方法。（1）第1制造方法溶液中，3价铟化合物与2价或4价锡化合物在碱的存在下沉淀，并生成铟与锡的共沉淀氢氧化物。此时，将溶液的pH调整为4.0～9.3，优选调整为pH6.0～8.0，并将溶液温度调整为5℃以上，优选将溶液温度调整为10℃～80℃，从而能够使铟与锡的共沉淀氢氧化物沉淀。将反应时的酸碱性调整为pH4.0～9.3时，例如优选利用氯化铟（InCl3）与氯化亚锡（SnCl2·2H2O）的混合水溶液，并在水中同时滴入该混合水溶液和碱水溶液来调整成上述pH范围。或者，在碱水溶液中滴入上述混合水溶液。作为碱水溶液，使用氨（NH3）水、碳酸氢铵（NH4HCO3）水等。生成上述共沉淀铟锡氢氧化物之后，用纯水清洗该沉淀物，并将其清洗至上清液的电阻率达到5000Ω·cm以上，优选达到50000Ω·cm以上为止。若上清液的电阻率低于5000Ω·cm，则氯等杂质不会被充分去除，而无法获得高纯度的铟锡氧化物粉末。舍弃电阻率达到5000Ω·cm以上的上述沉淀物的上清液，做成高粘度的浆料状，在搅拌该浆料的同时以1～5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ITO颗粒，其特征在于，在以金为基准通过开尔文法反复进行测定时，具有4.8～5.3eV范围的功函数。

【技术特征摘要】
2013.03.07 JP 2013-0450221.一种ITO颗粒，其特征在于，在以金为基准通过开尔文法反复进行测定时，具有4.8～5.3eV范围的功函数，搅拌作为铟与锡的共沉淀的铟锡氢氧化物的浆料的同时照射紫外线，对照射后的浆料状铟锡氢氧化物进行干燥，之后进行烧成，对通过该烧成形成的聚集体进行粉碎而制作ITO粉末，将该ITO粉末加入到表面处理液中以使其浸渗，之后通过加热来制造。2.一种ITO颗粒，其特征在于，在以金为基准通过开尔文法反复进行测定时，具有4.8～5.3eV范围的功函数，通过超声波使作为铟与锡的共沉淀的铟锡氢氧化物的浆料气化来对流通的N2气体进行喷雾，对所述铟锡氢氧化物进行热分解来...

【专利技术属性】
技术研发人员：米泽岳洋，山崎和彦，竹之下爱，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP