涂料和光电元件制造技术

本发明专利技术提供了一种对光电元件的光接收面一侧进行树脂涂布的涂料，它可以通过有效地利用入射到光电元件上的光来增加转换效率，并具有优良的耐候性，原因是该涂料含有一种树脂，该树脂是至少含有第一聚合材料和第二聚合材料的聚合物共混物，第二聚合材料是由聚合物组分（Ａ）和聚合物组分（Ｂ）结合而成的，其中聚合物组分（Ａ）包含一种与第一聚合材料有较高相容性的官能团，聚合物组分（Ｂ）包含一种与第一聚合材料有相容性的官能团，该相容性低于聚合物组分（Ａ）的官能团的相容性，其中聚合物组分（Ｂ）形成一种聚集体。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及涂料和光电元件，更确切地说，涉及一种光入射面上涂有树脂的光电元件。 相关
技术介绍
已有了在具有物理不均匀性的基片上形成光电元件的技术，这种物理不均匀性被称作纹理，它被作为用于提高光电元件的转换效率(电输出)的方法之一。例如，已有了在平面玻璃上不均匀地形成ITO膜和SnO2膜并使其表面不均匀的方法(日本专利公告号57-31312)，通过对基片进行喷砂处理和溅射而形成粗糙面(日本专利公告号58-176101)，以及一种光电元件基片，其上通过等离子CVD等形成的金属薄膜表面具有纹理结构(日本专利公告号01-31946)。所有这些技术都是通过利用物理不均匀性使入射光在光电元件内部进行不规则反射(即所谓的“光限制效应”)来增加穿过光电转换层以产生电动势的光线的总量。但是，这种具有物理不均匀性的纹理结构的问题在于，它会因光电转换层(尤其是凸面部分)的缺陷或光电转换层的涂膜厚度的变化而引起生产率下降和元件之间特性改变。另外，出现了光电转换层和电极之间的连接断开、电流损失、电阻损耗等，因此会导致转换效率降低。而且，该技术还存在厂房和设备投资需要巨大成本的问题。此外，还研究了一种类似于上述技术的使入射光有效地到达光电转换层的方法，该方法是在光电元件的光接收平面一侧形成含微粒的光散射树脂层。具体地，公开的方法有一种在光电元件的表面上形成树脂复合物的方法，该树脂复合物是通过向含有一种或多种选自环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、EVA、PVA和PVB的树脂的树脂混合物中加入一种与树脂的折射率之差为0.01或更高的填料而形成的(日本专利公告号5-54277(日本专利申请公开号60-34080))；一种在光电元件上形成透明树脂的方法，其中该树脂是通过将非相容性树脂分散于透明的树脂组分中而制备的(日本专利申请公开号09-8341)；一种将含有粘合剂树脂及一种或多种细粒的混合溶液涂覆到光电元件上、并且在光电元件的表面上产生不均匀性的方法，所述的细粒由至少与上述粘合剂树脂相同的材料构成(日本专利申请公开号10-326903)；一种用含微粒的光敏聚合物形成散射层的方法(日本专利申请公开号11-135817)。虽然由这些技术可以期望通过光限制效应来提高转换效率，与改变上述基片处理方法和成膜方法相比，厂房和设备投资小，并且可以避免严重损坏光电元件电特性的危险，如连接断开和光电转换层和电极之间的电流损耗之类。但是，由于光散射层是用混有微粒或填料的树脂形成的，所以在苛刻环境(如户外)中长期使用会引起树脂与不溶性树脂之间的边界处或树脂与添加剂(如微粒)之间的边界处发生剥离，并且在光散射层中产生大量的微小空气层。结果，由于光散射层本身的透光率降低，到达光电转换层的光线量减少，因此光电元件的转换效率降低。而且，水分从这样的剥离部分浸入，光电元件的电特性降低。很难说具有上述的结构的光电元件、尤其是像太阳能电池那样在户外环境下使用的光电元件是否具有耐用性。在上述目的之下，本专利技术提供了一种对光电元件的光接收面一侧进行树脂涂布的涂料，该涂料含有一种树脂，该树脂是至少含有第一聚合材料和第二聚合材料的聚合物共混物，第二聚合材料是由聚合物组分(A)和聚合物组分(B)结合而成的，其中聚合物组分(A)包含一种与上述第一聚合材料有较高相容性的官能团，聚合物组分(B)包含一种与第一聚合材料有相容性的官能团，该相容性低于聚合物组分(A)的官能团的相容性，其中聚合物组分(B)形成一种聚集体。另外，本专利技术还提供了一种至少在光接收面一侧用树脂进行了树脂涂布的光电元件，该树脂是至少含有第一聚合材料和第二聚合材料的聚合物共混物，第二聚合材料是由聚合物组分(A)和聚合物组分(B)结合而成的，其中聚合物组分(A)包含一种与上述第一聚合材料有较高相容性的官能团，聚合物组分(B)包含一种与第一聚合材料有相容性的官能团，该相容性低于聚合物组分(A)的官能团的相容性，其中聚合物组分(B)形成一种聚集体。在本专利技术的上述涂料和光电元件中，优选的是上述树脂是这样的聚合物共混物，其中上述第一聚合材料与上述第二聚合材料形成交联结构。另外，优选的是上述第二聚合材料含有羟基，更优选的是上述聚合物组分(A)和上述聚合物组分(B)都含有羟基。另外，优选的是上述聚合物组分(B)是含有聚硅氧烷基团的聚合物。而且，优选的是上述聚合物组分(B)的折射率与构成上述聚合物共混物的另一种聚合物组分的不同。另外，优选的是第一聚合材料和聚合物组分(A)是包括含乙烯基单体的聚合物。优选的是第二聚合材料中所含的上述聚合物组分(A)的组分比率为10～90重量份。优选的是构成聚合物组分(B)的单体含有硅氧烷基团和乙烯基，硅氧烷基团与乙烯基的数量比为1～1000。另外，本专利技术的其它特征和有益效果将在下面详细描述。附图说明图1A和1B展示了本专利技术光电元件的例子。图1A是光电元件的透视图，图1B是沿着图1A中的线1B-1B剖开的截面图。图1A和1B展示了光电元件100、导电基底件101、背面反射层102、半导体光活化层103、透明导电层104、集电极105和由本专利技术涂料构成的光散射层106。参考符号104a表示除去透明导电层后的每一部分。(光电元件100)可适当地将通用的光电元件用于本专利技术的光电元件100。可以通过将光电元件100的光接收平面一侧的至少一部分用后面描述的树脂进行涂布来制备本专利技术的光电元件。在它们当中，由于无定形硅(a-Si)基光电元件在成本上比其它的晶体基和化合物基半导体光电元件有更多的优点，并因其机械柔韧性和较高的可加工性而可以用于各种类型的光电元件，所以a-Si光电元件是优选的。(导电基底件101)虽然导电基底件101的作用是光电元件的基底件，但是其还起着下电极的作用。作为基底件的材料，有硅、钽、钼、钨、不锈钢、铝、铜、钛、碳板、镀铅钢板、其上形成了导电层的树脂膜和陶瓷玻璃等。(背面反射层102)同样优选的是在上述的导电基底件101上形成金属层、金属氧化物层或由许多金属层和金属氧化物层构成的堆叠层来作为背面反射层102。例如，将Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、Ni、Cu等用于金属层，将ZnO、TiO2、SnO2、ITO等用于金属氧化物层。作为上述金属层和金属氧化物层的形成方法，有电阻加热真空沉积法、电子束蒸发法、溅射法等。(半导体光活化层103)需要具有诸如pn结、pin结和Schottky结之类的半导体结的结构来作为半导体光活化层103。另外，适于使用的不仅有单室(cell)结构，而且有将多个pin结或pn结进行层叠的双室结构和三室结构。上述双室结构的具体例子例如有，将都具有a-Si i型层的上pin室和下pin室进行层叠得到的结构，将具有a-Si i型层的上pin室与具有a-SiGe i型层的下pin室进行层叠得到的结构。另外，同样优选的是使上室具有含a-Si i型层的pin结构，使下室具有由多晶薄膜组成的pn结构。上述三室结构的具体例子有，将分别具有含a-Si i型层的pin结构的上室和中室与具有含a-SiGe i型层的pin结构的下室进行层叠的结构，以及将具有含a-Si i型层的pin结构的上室、具有含a-SiGe i型层的pin结构的中间室和具有含a-SiGe i型层的p本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对光电元件的光接收面一侧进行树脂涂布的涂料，该涂料含有一种树脂，该树脂是至少含有第一聚合材料和第二聚合材料的聚合物共混物，第二聚合材料是由聚合物组分（Ａ）和聚合物组分（Ｂ）结合而成的，其中聚合物组分（Ａ）包含一种与第一聚合材料有较高相容性的官能团，聚合物组分（Ｂ）包含一种与第一聚合材料有相容性的官能团，该相容性低于聚合物组分（Ａ）的官能团的相容性，其中聚合物组分（Ｂ）形成一种聚集体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塩塚秀则，高林明治，片冈一郎，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]