專利名稱：太陽能電池用基材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可作為太陽能電池的基材使用的太陽能電池用基材，更詳細(xì)地，涉及 可適用作撓性型薄膜太陽能電池的基材的太陽能電池用基材。
背景技術(shù)：
太陽能電池有使用玻璃作為基材的剛性型、和使用塑料膜作為基材的撓性型。近 年來，作為手機(jī)或便攜式末端這樣的移動通信機(jī)器的輔助電源，開始較多使用撓性型的太 陽能電池。剛性型與撓性型相比，太陽能電池元件中的能量轉(zhuǎn)換效率高，但在太陽能電池組 件的薄型化、輕量化方面是有限度的，另外在受到?jīng)_擊時，有基材的玻璃破裂、太陽能電池 組件破損的可能性。相對于此，撓性型的薄型化或輕量化較為容易，對于沖擊也具有強(qiáng)的耐性，因此一 直以來受到人們的關(guān)注。例如，在日本特開平1-198081號公報中，公開了薄膜太陽能電 池，其具有在高分子膜的基材上用電極層夾住非晶硅層而成的結(jié)構(gòu)。另外，在日本特開平 2-260577號公報、日本特公平6-5782號公報、日本特開平6-350117號公報中，也公開了使 用撓性型基板的太陽能電池組件。對于使用非晶硅的薄膜太陽能電池，為了提高其光電轉(zhuǎn)換效率，重要的是增大光 吸收層的膜厚內(nèi)的光吸收量。因此目前，通過在基材的表面形成具有凹凸的導(dǎo)電層、并使光 擴(kuò)散而增加光吸收層中光的光程長。但是，當(dāng)在基材的表面將具有凹凸的導(dǎo)電層形成為金屬、金屬氧化物的層時，基材 暴露于350°C以上的溫度下。對于塑料膜，不能耐受這樣的溫度，從而不能應(yīng)用該方法。因此，提出了下述方法，S卩，通過將在樹脂中添加填充材料得到的組合物的溶液流 延在基材上并使其固化，而得到在表面具有凹凸的片材，并在其上形成導(dǎo)電層(日本特開 平1-119074號公報)。在該方法中，為了形成充分的凹凸，需要提高溶液中填充劑的濃度， 當(dāng)提高填充劑的濃度時，片材變脆，不耐實用。另外，提出了 在基材上涂布樹脂的溶液而形成皮膜，進(jìn)而在其上涂布含有粒子 的樹脂的溶液來形成皮膜的方法(日本特開平4-196364號公報)；在基材上涂布紫外線 固化型樹脂，按在模具上使其固化來形成凹凸，并在其上形成導(dǎo)電層的方法(日本專利第 3749015號公報)。但是，這些方法需要在膜的制造后設(shè)置其它工序來進(jìn)行，因此成為成本上升的主 要原因。另外，在這些方法中，為了形成凹凸而在基材的表面涂布樹脂組合物的溶液，但溶 液的溶劑殘留在凹凸層中，并在形成透明導(dǎo)電層時作為氣體揮發(fā)(脫氣)，此時不能維持凹 凸層的形狀，而且作為雜質(zhì)混入半導(dǎo)體和透明導(dǎo)電層中，產(chǎn)品的品質(zhì)變差。并且，日本特公平7-50794號公報中記載了利用脫氣在表面上形成凹凸的技術(shù)， 但難以正確地控制樹脂中的殘留溶劑和脫氣量，很難控制表面的凹凸形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的課題，提供太陽能電池用基材，該太陽能 電池用基材具有可得到光陷獲效應(yīng)的表面，在作為薄膜太陽能電池的基材使用時，可用于 制造顯示優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池。S卩，本發(fā)明是由將熱塑性結(jié)晶性樹脂和惰性粒子的組合物熔融擠出并拉伸而得到 的膜構(gòu)成的太陽能電池用基材，其特征在于，在至少一個面上具有中心面平均表面粗糙度 Ra為30 500nm且該表面的局部峰頂間的平均間隔S為40 5000nm的表面。
具體實施例方式以下，詳細(xì)地說明本發(fā)明。以下，詳細(xì)地說明本發(fā)明。熱塑性結(jié)晶性樹脂本發(fā)明太陽能電池用基材中的熱塑性結(jié)晶性樹脂，是可熔融擠出的熱塑性結(jié)晶性 樹脂，可以使用例如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6_萘二甲 酸乙二醇酯。其中，特別優(yōu)選可雙軸拉伸、具有高機(jī)械強(qiáng)度且具有耐熱性的聚2，6_萘二甲 酸乙二醇酯。惰性粒子本發(fā)明的惰性粒子是為了得到光陷獲效應(yīng)，而用于在膜的表面形成適當(dāng)?shù)陌纪沟?粒子。該惰性粒子的平均粒徑優(yōu)選為0. 05 10 y m,進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1 8 y m，特別優(yōu)選 為0. 2 6 y m。當(dāng)惰性粒子的平均粒徑小于0. 05 y m時，不能形成可使光充分散射的表面 形狀，當(dāng)超過10 ym時，在表面形成的突起過于變大，難以在其上形成均一的導(dǎo)電層，因此 不是優(yōu)選的。惰性粒子的含量相對于構(gòu)成膜的樹脂組合物100體積％，優(yōu)選為0. 5 20體 積％，進(jìn)一步優(yōu)選為1 15體積％，特別優(yōu)選為2 10體積％。這里，體積％是由重量％、 使用惰性粒子的真密度和樹脂的非晶態(tài)的密度通過計算來求得的。通過以該范圍含有惰性 粒子，可以形成可以充分地使光散射的具有凹凸的表面，能夠維持實用的機(jī)械強(qiáng)度。惰性粒子使用具有耐受熔融擠出的充分耐熱性的惰性粒子，可以使用例如球狀二 氧化硅、多孔質(zhì)二氧化硅、碳酸鈣、氧化鋁、二氧化鈦、高嶺土(kaolin clay)、硫酸鋇、沸石 等無機(jī)粒子；有機(jī)硅樹脂粒子、交聯(lián)聚苯乙烯粒子等的交聯(lián)高分子粒子或有機(jī)鹽粒子。并且，惰性粒子的平均粒徑是下述那樣的值，即，使用島津制作所制CP-50型離心 粒度分析儀(Centrifugal Particle Size Annalyzer)進(jìn)行測定而得到離心沉降曲線，由 基于該離心沉降曲線算出的各粒徑的粒子與其存在量的積分曲線，讀取相當(dāng)于50重量％ 的粒徑而得的值(參考“粒度測定技術(shù)”日刊工業(yè)新聞發(fā)行、1975年242 247頁)。并且，惰性粒子可以使用單一種類的粒子，也可以將多種粒子組合使用。還可以將 平均粒徑不同的粒子組合使用。拉伸膜在本發(fā)明中，通過熔融擠出將熱塑性結(jié)晶性樹脂與惰性粒子的組合物制成未拉伸 片，并將其拉伸而得到膜，使用該膜作為太陽能電池用基材。從維持機(jī)械強(qiáng)度的角度考慮， 優(yōu)選拉伸膜為雙軸拉伸膜。如果不是通過熔融擠出和拉伸來制造膜，而是利用例如溶液法來制造，則在為了
4加工成太陽能電池而將導(dǎo)電層設(shè)置于膜上的工序中，產(chǎn)生源于殘留溶劑的脫氣，在設(shè)置導(dǎo) 電層的工序之前形成于膜上的凹凸結(jié)構(gòu)混亂，從而凹凸結(jié)構(gòu)不能正確地反映在太陽能電池 上。添加劑構(gòu)成膜的組合物也可以含有添加劑。該添加劑可以列舉例如抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、 潤滑劑(例如蠟)、阻燃劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑。其中，為了提高膜的耐候性，優(yōu)選含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑優(yōu)選是少量 就有效果的吸光系數(shù)大的化合物，優(yōu)選2，2’ -對亞苯基雙(3，1_苯并#惡嗪-4-酮)、2， 2，-(4，4，- 二亞苯基)雙(3，1-苯并噃嗪-4-酮)和2，2，_(2，6_亞萘基)雙(3，1_苯 并w惡嗪-4-酮)。本發(fā)明的太陽能電池用基材的膜也可以是多層膜。當(dāng)多層膜中含有紫外線吸收劑 時，如果將該紫外線吸收劑配合在膜的光入射側(cè)的最表層，則可以有效地提高耐候性。中心面平均表面粗糙度Ra本發(fā)明的太陽能電池用基材的要點(diǎn)在于，其在至少一個面上具有中心面平均表面 粗糙度Ra為30 500nm、且該表面的局部峰頂間的平均間隔S為40 5000nm的表面。
在本發(fā)明中，表面的中心面平均表面粗糙度Ra為30 500nm，優(yōu)選為35 300nm， 進(jìn)一步優(yōu)選為40 200nm。當(dāng)Ra小于30nm時，光的散射效果變小，且太陽能電池的光電轉(zhuǎn) 換效率的增加效果變小。另一方面，如果超過500nm，則表面的突起過大，因此在其上難以形 成均一的導(dǎo)電層。該中心面平均表面粗糙度Ra如以下說明的那樣，可以通過調(diào)節(jié)組合物中含有的 熱塑性結(jié)晶性樹脂和惰性粒子的平均粒徑和配合量來實現(xiàn)。局部峰頂間的平均間隔S在本發(fā)明中，局部峰頂間的平均間隔S為40 5000nm，優(yōu)選為50 lOOOnm，進(jìn)一 步優(yōu)選為60 500nm。當(dāng)局部峰頂間的平均間隔S小于40nm時，凸凹變得陡峭，當(dāng)在該膜 上層疊各層時，不能在凹凸上形成充分一致的疊層結(jié)構(gòu)，其結(jié)果是發(fā)生短路等的問題。另一 方面，當(dāng)局部峰頂間的平均間隔S超過5000nm時，凹凸的頻率過少，不能使光充分地散射， 無法發(fā)揮作為目的的光陷獲效應(yīng)。該局部峰頂間的平均間隔S如下述那樣來求得，即，從表面粗糙的曲面沿其平均 面方向切取基準(zhǔn)長度L，對于在該基準(zhǔn)長度L上各個相鄰的局部峰頂間分別求出對應(yīng)的平 均線的長度Si，由下式算出平均線長度為Si的平均值S (單位nm)。
1 “S 二 - Si
n n本發(fā)明的太陽能電池用基材，是由含有惰性粒子的熱塑性結(jié)晶性樹脂的組合物制 造的膜，上述中心面平均表面粗糙度Ra和局部峰頂間的平均間隔S可以通過使惰性粒子的 平均粒徑和含量在適當(dāng)?shù)姆秶鴮崿F(xiàn)。當(dāng)使用例如平均粒徑為0. 1 y m的惰性粒子時，可以通過相對于熱塑性結(jié)晶性樹 脂的組合物100體積％、在熱塑性結(jié)晶性樹脂的組合物中含有1 40體積％的惰性粒子來 實現(xiàn)。另外，當(dāng)使用例如平均粒徑為0. 3 ym的惰性粒子時，通過在熱塑性結(jié)晶性樹脂的組合物中含有1 25體積％惰性粒子來實現(xiàn)，當(dāng)使用例如平均粒徑為1. 0 y m的惰性粒子時， 通過在熱塑性結(jié)晶性樹脂的組合物中含有0. 3 2. 5體積％惰性粒子來實現(xiàn)，當(dāng)使用例如 平均粒徑為3. 0 y m的惰性粒子時，通過在熱塑性結(jié)晶性樹脂的組合物中含有0. 1 3. 0體 積％惰性粒子來實現(xiàn)。在本發(fā)明中，利用拉伸法、特別是雙軸拉伸法來制造膜，由此可以得到具有本發(fā)明 的中心面平均表面粗糙度Ra和以局部峰頂間的平均間隔S規(guī)定的表面凹凸的膜。即使在 拉伸前惰性粒子形成埋藏于膜的內(nèi)部的狀態(tài)，但通過拉伸，惰性粒子周邊的熱塑性結(jié)晶性 樹脂被拉伸，內(nèi)部的惰性粒子被擠出到膜的表面，從而能夠形成良好的紋理(texture)。在本發(fā)明中，通過使用熱塑性結(jié)晶性樹脂、并在拉伸后使其結(jié)晶化，可以固定樹脂 的結(jié)構(gòu)。因此，可以形成即使在高溫處理時也不會損壞的穩(wěn)定的表面凹凸結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，通過改變含有惰性粒子的層的厚度，可以微妙地調(diào)節(jié)表面的凹凸。例 如對于使用小粒徑的惰性粒子，難以實現(xiàn)目標(biāo)的中心面平均表面粗糙度Ra的情況，通過 使含有惰性粒子的層變薄，可以得到使惰性粒子的形狀反映在表面形狀上的充分的凹凸。 例如當(dāng)使用平均粒徑為0. lym的惰性粒子時，含有該惰性粒子的層的厚度優(yōu)選為0. 1 3以m。但是，對于惰性粒子的平均粒徑大的情況，當(dāng)為了減小局部峰頂間的平均間隔S 而提高單位體積的惰性粒子含有率時，中心面平均表面粗糙度Ra有時變得過大。該情況 下，使含有惰性粒子的層的厚度變厚，利用在膜內(nèi)部含有的惰性粒子向外側(cè)的突出效果，可 以得到中心面平均表面粗糙度Ra不變大、且局部峰頂間的平均間隔S小的膜。另外，當(dāng)例如使用平均粒徑為1. 0 y m的惰性粒子時，通過使惰性粒子的含有層的 厚度為5 ym以上，可以得到局部峰頂間的平均間隔S小的膜。其它物性對于本發(fā)明的太陽能電池用基材，當(dāng)其總透光率為80%以上時，可以作為super straight型太陽能電池的基材使用，也可以作為表面電極側(cè)基材使用，因此是優(yōu)選的。要說 明的是，即使總透光率小于80%，也可以作為太陽能電池用基材使用，特別地，可以作為背 面電極側(cè)基材使用。從抑制太陽能電池的加工工序中的加熱工序中的尺寸變化的角度考慮，本發(fā)明的 太陽能電池用基材在200°C處理10分鐘時的熱收縮率優(yōu)選為1 %以下、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 8% 以下、特別優(yōu)選為0.6%以下。從維持作為太陽能電池的支持基材的剛性、確保太陽能電池組件的撓性的角度考 慮，本發(fā)明的太陽能電池用基材的厚度優(yōu)選為25 250 y m，進(jìn)一步優(yōu)選為50 200 y m，特 別優(yōu)選為60 125 iim。膜的制造方法本發(fā)明的太陽能電池用基材可以如下制造，S卩，將含有惰性粒子的熱塑性結(jié)晶性 樹脂的組合物熔融，并將它們?nèi)廴跀D出而形成未拉伸片，再將該未拉伸片進(jìn)行拉伸來制得。 為了得到膜的實用上的機(jī)械強(qiáng)度，另外為了利用熱塑性結(jié)晶性樹脂中含有的惰性粒子的突 出效果而在膜的表面充分地形成凹凸，優(yōu)選利用雙軸拉伸法進(jìn)行制造。另外，為了即使在太 陽能電池的加工工序的高溫工序中也可維持表面的凹凸，優(yōu)選經(jīng)過熱塑性結(jié)晶性樹脂的結(jié) 晶化工序來制造。
這里，對于膜的制造方法，例子中詳述了熔融擠出后，通過逐次2軸拉伸來制造膜 的方法。要說明的是，將融點(diǎn)表述為Tm，將玻璃化轉(zhuǎn)變溫度表述為Tg。在熱塑性結(jié)晶性樹脂中含有規(guī)定量的惰性粒子，使惰性粒子分散在熱塑性結(jié)晶性 樹脂中而形成組合物，將該組合物根據(jù)需要通過通常的加熱或減壓氛圍下的干燥除去水 分。在常用的熔融擠出溫度、即Tm以上、(Tm+50°C)以下的溫度下進(jìn)行溶融，從模頭的狹縫 中擠出，并在冷卻至熱塑性結(jié)晶性樹脂的Tg以下的旋轉(zhuǎn)冷卻鼓上驟冷固化，由此得到非晶 質(zhì)的未拉伸片。將得到的未拉伸片在Tg以上、(Tg+50°C)以下的溫度下、沿縱向以2. 5 4. 5倍的拉伸倍數(shù)拉伸，接著沿橫向在Tg以上、(Tg+50°C )以下的溫度下、以2. 5 4. 5倍 的拉伸倍數(shù)進(jìn)行拉伸。并且，同時進(jìn)行縱向拉伸和橫向拉伸的雙軸拉伸法，由于容易獲得縱 橫的機(jī)械特性的平衡，因此是優(yōu)選的拉伸方法。在該拉伸工序中，可以得到在至少一個面上具有下述那樣的表面的膜，所述表面 為具有本發(fā)明的中心面平均表面粗糙度Ra和局部峰頂間的平均間隔S的表面。利用該拉伸條件，也可以控制表面的凹凸。例如當(dāng)使用受到外力不會變形的惰性粒子時，在膜的拉伸過程中膜的表面形成突 起，拉伸所產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力越大、即在低溫下越以高的倍數(shù)進(jìn)行拉伸，越能夠得到中心面平 均表面粗糙度Ra大的表面。例如，當(dāng)膜由多層構(gòu)成、使表層為極薄的層、并在該層中含有惰性粒子而進(jìn)行拉伸 時，可以得到具有充分反映惰性粒子的平均粒徑和添加量的突起頻率高的凸凹的表面，即， 局部峰頂間的平均間隔S小的表面。沿縱向橫向拉伸過的膜，以熱塑性結(jié)晶性樹脂的結(jié)晶化溫度以上、(Tm_2(TC )以 下的溫度進(jìn)行熱固定。然后，出于降低熱收縮率的目的，優(yōu)選在縱向和/或橫向，在馳豫率 為0. 5 15%的范圍進(jìn)行熱馳豫處理。熱馳豫處理，除了在膜制造時進(jìn)行的方法以外，還可 以在卷取后于其它工序中進(jìn)行熱處理。當(dāng)在卷取后進(jìn)行熱處理時，例如可以使用如日本特 開平1-275031號公報所示的、將膜在懸垂?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行馳豫熱處理的方法。通過在膜的熱塑性結(jié)晶性樹脂的結(jié)晶化溫度下將膜進(jìn)行熱處理，可以得到即使在 高溫下也能夠維持表面的凹凸的膜。實施例以下，通過實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。并且，測定和評價用以下方法進(jìn)行。以下，通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。并且，各特性值用以下方法測定。(1)特性粘度在35°C測定用鄰氯苯酚溶劑形成的溶液的粘度來求得。(2)各層的厚度將膜樣品切割成三角形，固定于包埋囊中后，用環(huán)氧樹脂包埋。將被包埋的樣品用 切片機(jī)(ULTRACUT-S)在與縱向平行的截面切割成50nm厚的薄膜切片，然后使用透射型電 子顯微鏡(日立制S-4700)以100kV的加速電壓觀察并拍攝，由照片測定各層的厚度。(3)熱收縮率在溫度設(shè)定為200°C的烘箱中，在無緊張的狀態(tài)下將膜保持10分鐘，分別測定熱 處理前的標(biāo)點(diǎn)間距離k和熱處理后的標(biāo)點(diǎn)間距離L，利用下式算出其尺寸變化率來作為熱收縮率(％ )。熱收縮率(%) = ((L0-L)/L0) X100(4)粒子的平均粒徑使用島津制作所制CP-50型離心粒度分析儀(Centrifugal ParticleSize Annalyzer)進(jìn)行測定而得到離心沉降曲線，由基于該離心沉降曲線算出的各粒徑的粒子與 其存在量的積分曲線，讀取相當(dāng)于50重量％的粒徑(參考“粒度測定技術(shù)”日刊工業(yè)新聞 發(fā)行、1975年242 247頁)。(5)中心面平均表面粗糙度(Ra)中心面平均表面粗糙度Ra如下求得，即，使用Zygo社制非接觸三維表面結(jié)構(gòu)分析 顯微鏡(NewView5022)在測定倍數(shù)為25倍、測定面積為283 y mX 213 y m( = 0. 0603mm2)的 條件下進(jìn)行測定，利用內(nèi)置于該顯微鏡中的表面分析軟件根據(jù)下式求得。
M N_Ra=￡￡ | Zjk-Z | / (M N)在此Z = II ZJk/ (M- N)
A-l其中，Zjk表示在將測定方向(283 iim)、與其正交的方向(213 ym)分別進(jìn)行M分 割、N分割時的、各方向的第j、第k個位置上的2維粗糙度圖表上的高度。(6)局部峰頂間的平均間隔(S)局部峰頂間的平均間隔(S)如下求得，S卩，使用Zygo社制非接觸三維表面結(jié)構(gòu)分 析顯微鏡(NewView5022)在測定倍數(shù)為25倍、測定面積為283 u mX213 um( = 0. 0603mm2) 的條件下進(jìn)行測定，從膜表面的粗糙曲面沿其平均面方向切取基準(zhǔn)長度L(283i!m)，對于在 該基準(zhǔn)長度L上各個相鄰的局部峰頂間分別求出對應(yīng)的平均線的長度Si,由下式算出平均 線長度為Si的平均值S (單位nm)，將其作為局部峰頂間的平均間隔S。該計算利用內(nèi)置于 該顯微鏡中的表面分析軟件并使用下式來計算。
1 "S —―…2 Si
n
i工i計算局部峰頂間的平均間隔(S)時的基準(zhǔn)長度L、與平均線長度Si的關(guān)系示于圖 1。(7)膜的總透光率根據(jù)JIS規(guī)格K6714-1958，測定總透光率Tt(% )。(8)薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在膜樣品的表面利用濺射法形成厚度為200nm的Ag薄膜，進(jìn)而在其上形成厚度為 50nm的AZ0薄膜。然后，將形成了上述薄膜的膜樣品放入等離子體CVD裝置中，使基板溫度 為190°C，形成包含n、i、p型的非晶硅(a-Si)層這3層的光電變換層(3層的合計厚度為 0.4i!m)。然后，在設(shè)置了柵格掩模的狀態(tài)下利用濺射法在190°C溫度下以lOOnm的厚度形 成AZ0薄膜后，使用梳狀的掩模利用濺射法形成厚度為200nm的Ag薄膜，由此得到薄膜太 陽能電池。
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在500W的氙氣燈(々〉才電氣社制)上安裝太陽光模擬用校正濾光片(才1J -一 >社制AMI. 5Global)，對于上述薄膜太陽能電池，以相對于水平面垂直的方式照射入射 光強(qiáng)度為lOOmW/cm2的模擬太陽光。系統(tǒng)靜置于屋內(nèi)、氣溫為25°C、濕度為50%的氛圍中。 使用電流電壓測定裝置(Keithley制Source Measure Unit Model 238型)，以10mV/秒 的恒速掃描外加在系統(tǒng)上的DC電壓，進(jìn)行I-V曲線特性測定。由從其結(jié)果得到的短路電流 (Jsc)和開路電壓(Voc)FF(fill factor 曲線因子)利用下式算出光電轉(zhuǎn)換效率n )。n (% ) = JscXVocXFF另外，在進(jìn)行這些測定時，將不發(fā)生短路和電流泄露的發(fā)電的電池數(shù)記作A，將制 成的總電池數(shù)記作B，由其比例A/B算出動作率(％ )。動作率(％) = A/BX100實施例1將包含平均粒徑為3. 8 ii m的塊狀二氧化硅(真密度2. 2) 1. 6體積%以及聚2， 6-萘二甲酸乙二醇酯(非晶密度1. 33、特性粘度0. 65)98. 4體積％的組合物、在170°C干 燥6小時后，供給擠出機(jī)，以305°C的溶融溫度由狹縫狀模頭擠出，并使其在表面溫度維持 于50°C的旋轉(zhuǎn)冷卻鼓上驟冷固化，得到未拉伸膜。接著，沿縱向在140°C拉伸3. 1倍后，沿 橫向在145°C拉伸3. 3倍，在245°C進(jìn)行5秒的熱固定處理，并且使其沿寬度方向收縮2%, 得到厚度為75 ym的雙軸拉伸膜。所得膜的中心面平均表面粗糙度Ra為173nm，局部峰頂 間的平均間隔S為4832nm，膜在200°C的熱收縮率為0. 2%。使用得到的雙軸拉伸膜作為基材來制成薄膜太陽能電池，并測定光電轉(zhuǎn)換效率 n )，結(jié)果開路電壓為0. 50V、短路電流密度為22. 3mA/cm2、光電轉(zhuǎn)換效率n為5. 5%。實施例2將包含平均粒徑為0. 3 ii m的金紅石型二氧化鈦(真密度4. 2) 2. 5體積％和聚2， 6_萘二甲酸乙二醇酯(非晶密度1.33、特性粘度0.63)97.5體積％的組合物、在170°C干 燥6小時后供給擠出機(jī)，以305°C的溶融溫度由狹縫狀模頭擠出，并使其在表面溫度維持于 50°C的旋轉(zhuǎn)冷卻鼓上驟冷固化，得到未拉伸膜。接著，沿縱向在140°C拉伸3. 1倍后，沿橫向 在145°C拉伸3. 3倍，在245°C進(jìn)行5秒的熱固定處理，并使其沿寬度方向收縮2%，得到厚 度為75 y m的雙軸拉伸膜。所得膜的中心面平均表面粗糙度Ra為43nm，局部峰頂間的平均 間隔S為3740歷，膜在200°C的熱收縮率為0.3%o使用得到的雙軸拉伸膜作為基材來制成薄膜太陽能電池，并測定光電轉(zhuǎn)換效率 n )，其結(jié)果是開路電壓為0.52V、短路電流密度為23.8mA/cm2、光電轉(zhuǎn)換效率n為 6. 2%。實施例3將包含平均粒徑為0. 3 ii m的金紅石型二氧化鈦(真密度4. 2) 2. 5體積％以及聚 2，6_萘二甲酸乙二醇酯(非晶密度1.33、特性粘度0. 63)97. 5體積％的組合物、和不含有 惰性粒子的聚萘二甲酸乙二醇酯，分別在170°C干燥6小時，各自供給共擠出機(jī)，在305°C的 溶融溫度下從狹縫狀模頭中共擠出，并使其在表面溫度維持于50°C的旋轉(zhuǎn)冷卻鼓上驟冷固 化，得到未拉伸疊層膜。接著，沿縱向在140°C拉伸3. 1倍后，沿橫向在145°C拉伸3. 3倍， 在245°C進(jìn)行5秒鐘的熱固定處理，并使其沿寬度方向收縮2%，得到惰性粒子含有層的厚 度為1 P m、膜總厚度為75 y m的疊層雙軸拉伸膜。所得疊層雙軸拉伸膜的粗糙表面的中心面平均表面粗糙度Ra為33nm，局部峰頂間的平均間隔S為2586nm、膜在200°C的熱收縮率 為 0. 3%。使用得到的疊層雙軸拉伸膜作為基材來制成薄膜太陽能電池，測定光電轉(zhuǎn)換效率 n (%)，結(jié)果是開路電壓為0. 53V，短路電流密度為24. 2mA/cm2，光電轉(zhuǎn)換效率n為6.4%。實施例4將包含平均粒徑為0. 3 ii m的金紅石型二氧化鈦(真密度4. 2) 6. 0體積％以及聚 2，6-萘二甲酸乙二醇酯(非晶密度1. 33、特性粘度0. 63)94體積％的組合物、和不合有惰 性粒子的聚2，6_萘二甲酸乙二醇酯分別在170°C干燥6小時，各自供給共擠出機(jī)，在305°C 的溶融溫度下從狹縫狀模頭中共擠出，并使其在表面溫度維持于50°C的旋轉(zhuǎn)冷卻鼓上驟冷 固化，得到未拉伸疊層膜。接著，沿縱向在140°C拉伸3. 1倍后，沿橫向在145°C拉伸3. 3倍， 在245°C進(jìn)行5秒鐘的熱固定處理，并使其沿寬度方向收縮2%，得到惰性粒子含有層的厚 度為1 P m、膜總厚度為75 y m的疊層雙軸拉伸膜。所得疊層雙軸拉伸膜的粗糙表面的中心 面平均表面粗糙度Ra為56nm，局部峰頂間的平均間隔S為1834nm、膜在200°C的熱收縮率 為 0. 2%。使用得到的疊層雙軸拉伸膜作為基材來制成薄膜太陽能電池，測定光電轉(zhuǎn)換效率 n (%)，結(jié)果是開路電壓為0. 53V，短路電流密度為25. OmA/cm2，光電轉(zhuǎn)換效率n為6.6%。實施例5將包含平均粒徑為0. 3 ii m的金紅石型二氧化鈦(真密度4. 2) 2. 5體積％以及聚 對苯二甲酸乙二醇酯(非晶密度1. 34、特性粘度0. 60)97. 5體積％的組合物、和不含有惰 性粒子的聚2，6_萘二甲酸乙二醇酯分別在170°C干燥6小時，各自供給共擠出機(jī)，在305°C 的溶融溫度下從狹縫狀模頭中共擠出，并使其在表面溫度維持于50°C的旋轉(zhuǎn)冷卻鼓上驟冷 固化，得到未拉伸疊層膜。接著，沿縱向在140°C拉伸3. 1倍后，沿橫向在145°C拉伸3. 3倍， 在245°C進(jìn)行5秒鐘的熱固定處理，并使其沿寬度方向收縮2%，得到惰性粒子含有層的厚 度為1 P m、膜總厚度為75 y m的疊層雙軸拉伸膜。所得疊層雙軸拉伸膜的粗糙表面的中心 面平均表面粗糙度Ra為31nm，局部峰頂間的平均間隔S為2320nm、膜在200°C的熱收縮率 為 0. 5%。使用得到的疊層雙軸拉伸膜作為基材來制成薄膜太陽能電池，測定光電轉(zhuǎn)換效率 n (%)，結(jié)果是開路電壓為0. 50V，短路電流密度為20. 2mA/cm2，光電轉(zhuǎn)換效率n為5. 2%。比較例1將包含平均粒徑為lym的圓球狀二氧化硅(真密度2. 2) 0.3體積％以及聚2， 6-萘二甲酸乙二醇酯(非晶密度1. 33、特性粘度0. 65)99. 7體積％的組合物、在170°C干 燥6小時，將其供給擠出機(jī)，在305°C的溶融溫度下從狹縫狀模頭中擠出，并使其在表面溫 度維持于50°C的旋轉(zhuǎn)冷卻鼓上驟冷固化，得到未拉伸膜。接著，沿縱向在140°C拉伸3. 1倍 后，沿橫向在145°C拉伸3. 3倍，在245°C進(jìn)行5秒鐘的熱固定處理，并使其沿寬度方向收 縮2%，得到厚度為75pm的雙軸拉伸膜。所得雙軸拉伸膜的中心面平均表面粗糙度Ra為 26nm，膜在200°C的熱收縮率為0. 4%。使用得到的雙軸拉伸膜作為基材來制成薄膜太陽能電池，測定光電轉(zhuǎn)換效率 n (%)，結(jié)果是開路電壓為0. 42V，短路電流密度為18. 7mA/cm2，光電轉(zhuǎn)換效率n為4.7%。根據(jù)本發(fā)明，可以提供太陽能電池用基材，該太陽能電池用基材具有可得到光陷獲效應(yīng)的表面，在作為薄膜太陽能電池的基材使用時，可用于制造顯示優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效 率的太陽能電池。


圖1表示計算局部峰頂間的平均間隔(S)時的基準(zhǔn)長度L與平均線長度Si的關(guān) 系。產(chǎn)業(yè)實用性本發(fā)明的太陽能電池用基材可以優(yōu)選作為撓性型薄膜太陽能電池的基材使用。
權(quán)利要求
太陽能電池用基材，其由將熱塑性結(jié)晶性樹脂和惰性粒子的組合物熔融擠出并拉伸而得到的膜構(gòu)成，其特征在于，在至少一個面上具有中心面平均表面粗糙度Ra為30～500nm且該表面的局部峰頂間的平均間隔S為40～5000nm的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池用基材，其作為撓性型的薄膜太陽能電池的基材使用。
全文摘要
本發(fā)明提供太陽能電池用基材，其由將熱塑性結(jié)晶性樹脂和惰性粒子的組合物熔融擠出并拉伸而得到的膜構(gòu)成，其特征在于，在至少一個面上具有中心面平均表面粗糙度Ra為30～500nm且該表面的局部峰頂間的平均間隔S為40～5000nm的表面。利用該太陽能電池用基材，提供具有可得到光陷獲效應(yīng)的表面，在作為薄膜太陽能電池的基材使用時，可用于制造顯示優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池。
文檔編號C08J5/18GK101933152SQ20098010368
公開日2010年12月29日 申請日期2009年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者吉田哲男, 西尾玲 申請人:帝人杜邦薄膜日本有限公司