导电膜及其制造方法、电极、以及太阳能电池技术

本发明专利技术涉及一种导电膜，其包含碳材料、高分子化合物以及碱金属原子，上述高分子化合物的含量为5质量％以上且40质量％以下，上述碱金属原子的含量为5.0质量％以上且15.0质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电膜及其制造方法、电极、以及太阳能电池
本专利技术涉及导电膜及其制造方法、电极、以及太阳能电池，特别涉及导电膜及其制造方法、具有该导电膜的电极、以及具有该电极的太阳能电池。
技术介绍
近年来，作为导电性、机械特性优异的碳材料，碳纳米管(以下有时称作“CNT”)备受瞩目。而且，提出了通过配合CNT使膜等各种产品的导电性、机械特性提高的技术。具体而言，关于例如用于太阳能电池、触摸面板等的导电膜，提出了通过配合CNT使导电膜的导电性及机械特性提高的技术。在此，含有CNT的导电膜通常通过将包含分散介质和CNT的碳纳米管分散液(以下有时称作“CNT分散液”)涂敷在基材上、使涂敷的CNT分散液干燥来制造。因此，为了良好地提高导电膜的导电性及机械特性，需要使用CNT良好地分散在分散介质中的CNT分散液。但是，CNT的凝聚性非常高。因此，在制造用于形成导电膜的CNT分散液时，通常，使用高分子分散剂等分散剂使CNT在分散介质中分散。但是，在使用含有分散剂的CNT分散液来形成导电膜的情况下，在形成的导电膜中残留大量的分散剂。因此，在使用含有分散剂的CNT分散液而形成的导电膜中，有时会有由于分散剂的存在而导致不能充分提高导电性的问题。对于这样的问题，提出有如下技术：通过将包含CNT及分散剂的CNT分散液涂敷于基材，进行干燥而形成含碳纳米管膜(以下有时称作“含CNT膜”)，然后清洗含CNT膜而从含CNT膜中除去分散剂，由此来制造导电性优异的导电膜(例如，参考专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-146229号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，在上述以往的技术中，通过以特定的顺序组合使用利用能够溶解分散剂的溶剂进行清洗以及特定的分散剂分解处理，从含CNT膜中除去分散剂。根据专利文献1可知：在使用所述含CNT膜制作对电极，使用该电极制造染料敏化型太阳能电池，对其进行评价时，很显然能量转换效率(以下有时仅称作“转换效率”)及耐久性还有改善的余地。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够实现具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池的导电膜。此外，本专利技术的目的在于提供一种能够高效地制造上述导电膜的导电膜的制造方法；具有该导电膜的能够实现具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池的电极；以及具有该电极的具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池。用于解决问题的方案本专利技术人为了实现上述目的而进行了深入研究。然后，本专利技术人发现：通过使导电膜中的高分子化合物的含量与导电膜中的碱金属原子的含量分别为规定范围内，出人意料地能够得到导电性及与基材的密合性优异的导电膜，进而，能够实现具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的导电膜的特征在于，其包含碳材料、高分子化合物以及碱金属原子，上述高分子化合物的含量为5质量％以上且40质量％以下，上述碱金属原子的含量为5.0质量％以上且15.0质量％以下。像这样，通过使导电膜中的高分子化合物的含量和导电膜中的碱金属原子的含量分别为规定范围内，能够得到可以实现具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池的导电膜。在此，本专利技术的导电膜优选上述碳材料的比表面积为100m2/g以上且3000m2/g以下。如果碳材料的比表面积为100m2/g以上且3000m2/g以下，则能够使催化剂活性面积增大，提高催化剂性能，此外，在制作导电膜时，在碳材料分散在碳分散液中时，能够防止碳分散液的固体成分浓度过度降低，提高生产率。另外，在本专利技术中，“比表面积”是指：使用BET法测定的氮吸附比表面积。然后，本专利技术的导电膜优选上述碳材料为纤维状碳纳米结构体。如果碳材料为纤维状碳纳米结构体，则能够提高催化剂性能。进而，本专利技术的导电膜优选上述高分子化合物包含选自苯乙烯丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶及它们的改性橡胶中的至少一种。如果高分子化合物为规定的橡胶，则能够得到与基材的密合性优异的导电膜，进而，能够实现具有高耐久性的太阳能电池。而且，本专利技术的导电膜优选上述碱金属原子为钠原子。如果碱金属原子为钠原子，则能够提高催化剂性能。此外，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电极的特征在于具有上述任一种导电膜。具有本专利技术的导电膜的电极能够实现具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池。此外，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的太阳能电池的特征在于具有上述电极。具有本专利技术的电极的太阳能电池具有高转换效率及高耐久性。此外，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的导电膜的制造方法的特征在于，包括：工序(1)，将包含碳材料、水溶性分散剂及水系溶剂的碳分散液涂敷于基材上，进行干燥而形成碳膜；以及工序(2)，用碱性溶液清洗在上述工序(1)中得到的碳膜，从上述碳膜中除去上述水溶性分散剂的至少一部分。本专利技术的导电膜的制造方法能够高效地制造导电膜，该导电膜能够实现具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池。在此，本专利技术的导电膜的制造方法优选上述水溶性分散剂为水溶性高分子分散剂。如果水溶性分散剂为水溶性高分子分散剂，则能够使碳材料在碳分散液中分散，提高碳分散液的固体成分浓度，得到与基材的密合性提高了的导电膜。在此，在本说明书中，高分子为“水溶性”是指在25℃将0.5g的该物质溶解于100g的水时，不溶成分小于1.0质量％。另外，对于溶解性根据水的pH而变化的物质，如果至少一种pH符合上述的“水溶性”，则此物质是“水溶性”。而且，本专利技术的导电膜的制造方法优选上述碳分散液还包含粘结剂树脂。如果碳分散液还包含粘结剂树脂，则能够良好地维持清洗后的导电膜与基材的密合性。另外，“粘结剂树脂”不是水溶性，是与“水溶性高分子”不同的材料。进而，本专利技术的导电膜的制造方法优选上述碱性溶液为无机碱水溶液。如果碱性溶液为无机碱水溶液，则能够适当调节导电膜中的碱金属原子的含量。而且，本专利技术的导电膜的制造方法优选上述碱性溶液的pH为7.5以上且9以下。如果碱性溶液的pH为7.5以上且9以下，则能够得到清洗的效果，并且在使用了具有掺锡氧化铟(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)的基材的情况下，也能够抑制ITO、FTO的溶解而谋求基材的低电阻化，实现转换效率高的太阳能电池。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种导电膜，其能够实现具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池。此外，根据本专利技术，能够提供一种可以高效地制造上述导电膜的导电膜的制造方法；具有该导电膜的能够实现具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池的电极；以及具有该电极的具有高转换效率及高耐久性的太阳能电池。具体实施方式(导电膜)本专利技术的导电膜包含碳材料、高分子化合物及碱金属原子，根据需要还包含任意其他成分。＜碳材料＞作为碳材料(A)，没有特别限制，能够使用具有导电性的纤维状碳纳米结构体、石墨烯、富勒烯、碳纳米角、石墨、活性炭、碳纤维、多孔碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电膜，其包含碳材料、高分子化合物以及碱金属原子，/n所述高分子化合物的含量为5质量％以上且40质量％以下，/n所述碱金属原子的含量为5.0质量％以上且15.0质量％以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190201 JP 2019-0174301.一种导电膜，其包含碳材料、高分子化合物以及碱金属原子，
所述高分子化合物的含量为5质量％以上且40质量％以下，
所述碱金属原子的含量为5.0质量％以上且15.0质量％以下。


2.根据权利要求1所述的导电膜，其中，所述碳材料的比表面积为100m2/g以上且3000m2/g以下。


3.根据权利要求1或2所述的导电膜，其中，所述碳材料为纤维状碳纳米结构体。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的导电膜，其中，所述高分子化合物包含选自苯乙烯丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶及它们的改性橡胶中的至少一种。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的导电膜，其中，所述碱金属原子为钠原子。


6.一种电极，其具有权利要求1～5中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉本拓己，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP