專利名稱:光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件。
背景技術(shù):
最近,提倡使用太陽能作為火力或者水力的替代能源。因此,對于由將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的光電轉(zhuǎn)換元件所構(gòu)成的太陽能電池的期待變得非常大。此種狀況下,提出了硅系、化合物系以及有機物系等的各種太陽能電池或者光電轉(zhuǎn)換元件。此外,該種太陽能電池中,硅系的太陽能電池由于以作為地球上的資源而大量存在的硅作為原料,因此可認為與其他的化合物系及有機物系太陽能電池相比,不會產(chǎn)生資源的枯竭等問題。另外,娃系太陽能電池中,無定形型娃太陽能電池可以使無定形娃(a-Si)膜的膜厚與其他的單晶型及多晶型硅太陽能電池相比而達到1/100以下,因此適于在現(xiàn)實中以低成本制造大功率及大面積的太陽能電池。但是,無定形型硅太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率為6%左右,與具有20%左右的能量轉(zhuǎn)換效率的單晶型及多晶型硅太陽能電池相比明顯要低,此外還被指出有如下的缺點,即,無定形型硅太陽能電池越是大面積,則能量轉(zhuǎn)換效率越低。本發(fā)明人等先前在專利文獻I中提出過具有超過6%的能量轉(zhuǎn)換效率的無定形型娃太陽能電池或者光電轉(zhuǎn)換元件。所提出的無定形型娃太陽能電池或者光電轉(zhuǎn)換元件包含由透明電極形成的第一電極層、第二電極層、設(shè)于第一電極層與第二電極層之間的I個或多個發(fā)電層疊體,發(fā)電層疊 體具有所謂nip結(jié)構(gòu),所述nip結(jié)構(gòu)具備與第一電極層接觸而形成的n型非晶質(zhì)半導(dǎo)體層(特別是n型無定形硅層)、與第二電極層接觸而形成的p型非晶質(zhì)半導(dǎo)體層(特別是P型無定形硅層)、以及設(shè)于n型非晶質(zhì)半導(dǎo)體層與p型半導(dǎo)體層之間的i型半導(dǎo)體層(i型硅層)。為了提高轉(zhuǎn)換效率,還提出過使用借助于硅消耗量比較少的微晶硅C-Si)的nip結(jié)構(gòu)的發(fā)光層疊體(專利文獻2)。此外,專利文獻I中記載的無定形型太陽能電池或者光電轉(zhuǎn)換元件采用了如下的透明電極,所述透明電極使用了能量壘低的n+型ZnO作為與屬于n型無定形半導(dǎo)體層的n型無定形硅層接觸的第一電極層。專利文獻I中所示的無定形型太陽能電池或者光電轉(zhuǎn)換元件批量生產(chǎn)率高,并且可以實現(xiàn)10%以上的能量轉(zhuǎn)換效率。此外,由在資源方面不存在枯竭等問題的硅及鋅材料構(gòu)成,因此今后也可以期待大規(guī)模并且大量地生產(chǎn)太陽能電池。以下,為了說明的簡化,將太陽能電池和/或包括光電轉(zhuǎn)換元件的發(fā)電結(jié)構(gòu)集合起來總稱為光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件。這里,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件一般來說具有溫度越高則發(fā)電效率越低這樣的特性。若提高l°c溫度,則例如在a-Si太陽能電池中效率就會減少0. 22%,在單晶Si太陽能電池中效率會減少0. 45%。
因此,存在光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件在一個電極層側(cè)設(shè)置金屬制散熱器等散熱機構(gòu)的情況(例如專利文獻1、3)。專利文獻專利文獻1:日本特愿2008-315888號公報專利文獻2 :日本特開2003-142712號公報專利文獻3 :日本特開2010-34371號公報
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題如專利文獻1、3那樣的散熱機構(gòu)從提高發(fā)電效率的觀點考慮是有用的結(jié)構(gòu)。但是,為了實現(xiàn)進一步的發(fā)電效率的高效率化,對于散熱機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、材料也要求進一步的改良。本發(fā)明是鑒于這一點而完成的,其技術(shù)上的課題在于,提供一種具有與以往相比散熱特性更加優(yōu)異的散熱機構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件。解決問題的手段為了解決上述課題,根據(jù)本發(fā)明的第一方式,可得到一種光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,具有將入射光的能量轉(zhuǎn)換為電能的光電轉(zhuǎn)換元件、和設(shè)于上述光電轉(zhuǎn)換元件的散熱部,上述光電轉(zhuǎn)換元件具有設(shè)于與上述散熱部接觸的部分、且由含有SiCN的材料構(gòu)成的鈍化層,上述散熱部具有在100質(zhì)量份的至少一種聚合物(S)中含有40 750質(zhì)量份的膨脹石墨粉(E)而成的散熱結(jié)構(gòu)體。根據(jù)本發(fā)明的第二方式,可得到在第一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,SP,上述散熱結(jié)構(gòu)體含有阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)。根據(jù)本發(fā)明的第三方式,可得到在第二方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,SP,上述散熱結(jié)構(gòu)體中的上述阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)為氫氧化鋁。根據(jù)本發(fā)明的第四方式,可得到在第二或第三方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,對于100質(zhì)量份的聚合物(S)而言,上述散熱結(jié)構(gòu)體相含有400質(zhì)量份以下的上述阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)。根據(jù)本發(fā)明的第五方式,可得到在第一 第四方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述聚合物(S)含有(甲基)丙烯酸酯聚合物(A)作為主成分。根據(jù)本發(fā)明的第六方式,可得到在第五方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,SP,上述(甲基)丙烯酸酯聚合物(A)含有在上述(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的存在下將(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)聚合而成的物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的第七方式,可得到在第五或第六方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述聚合物⑶中的上述(甲基)丙烯酸酯聚合物(A)具有有機酸基團。根據(jù)本發(fā)明的第八方式,可得到在第六方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,SP,上述散熱結(jié)構(gòu)體含有在100質(zhì)量份的(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)、 40 750質(zhì)量份的膨脹石墨粉(E) ,400質(zhì)量份以下的阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)、及0.1 10質(zhì)量份的有機過氧化物熱聚合引發(fā)劑(C2)的存在下將5 50質(zhì)量份的(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)聚合而成的物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的第九方式,可得到在第八方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,SP,對于上述聚合物(S)而言,(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)含有80 99. 9質(zhì)量%的(甲基)丙烯酸酯單體的單元(al)、以及20 0.1質(zhì)量%的具有有機酸基團的單體單元(a2)而成,其中,上述(甲基)丙烯酸酯單體是形成玻璃化溫度為_20°C以下的均聚物的單體。根據(jù)本發(fā)明的第十方式,可得到在第九方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,SP,(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的重均分子量(Mw)利用凝膠滲透色譜法(GPC法)來測定,處于10萬 40萬的范圍中。根據(jù)本發(fā)明的第i^一方式,可得到在第十方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,對于上述聚合物(S)而言,(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)是包含70 99. 9質(zhì)量%的、形成玻璃化溫度為-20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體(a5m),以及30 0.1質(zhì)量%的具有有機酸基團的單體(a6m)的(甲基)丙烯酸酯單體混合物(A2m’)。根據(jù)本發(fā)明的第十二方式,可得到在第一 第i^一方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述膨脹石墨粉(E)的一次平均粒徑為5 500 ym。根據(jù)本發(fā)明的第十三方式,可得到在第十二方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述膨脹石墨粉(E)經(jīng)過包括將經(jīng)酸處理后的石墨在500 1200°C下熱處理而使其膨脹至100 300ml/g,然后加以粉碎的步驟的工序而得到。根據(jù)本發(fā)明的第十四方式,可得到在第一 第十三方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述膨脹石墨粉(E)在粒徑分布中具有多個峰。根據(jù)本發(fā)明的第十五方式,可得到在第十四方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述膨脹石墨粉 (E)是混合有平均粒徑不同的多種膨脹石墨粉的物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的第十六方式,可得到在第十五方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,多種上述膨脹石墨粉(E)中,平均粒徑最大的膨脹石墨粉的含有率相對于上述膨脹石墨粉(E)總量而言為5質(zhì)量%以上30質(zhì)量%以下。根據(jù)本發(fā)明的第十七方式,可得到在第十四 第十六方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述膨脹石墨粉(E)的粒徑分布的多個峰中,I個峰與其他峰之間為50 u m以上。根據(jù)本發(fā)明的第十八方式,可得到在第十四 第十七方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述膨脹石墨粉(E)的粒徑分布的多個峰中,至少I個峰處于150 u m以上,并且至少I個峰處于小于150 u m的位置。根據(jù)本發(fā)明的第十九方式,可得到在第十四 第十八方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,對于上述散熱結(jié)構(gòu)體而言,相對于100質(zhì)量份的上述(甲基)丙烯酸酯聚合物(A),上述膨脹石墨粉(E)的含量為40質(zhì)量份以上750質(zhì)量份以下。根據(jù)本發(fā)明的第二十方式,可得到在第一 第十九方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述光電轉(zhuǎn)換元件包含第一電極層、第二電極層、和設(shè)于上述第一電極層與第二電極層之間的一個或多個發(fā)電層疊體,上述發(fā)電層疊體包含P型半導(dǎo)體層、與該P型半導(dǎo)體層接觸而形成的i型半導(dǎo)體層、和與該i型半導(dǎo)體層接觸而形成的n型半導(dǎo)體層,上述鈍化層設(shè)于上述第二電極層。根據(jù)本發(fā)明的第二i^一方式,可得到在第二十方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述第一電極層是透明電極。根據(jù)本發(fā)明的第二十二方式,可得到在第二十方式或第二i^一方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述發(fā)電層疊體的上述i型半導(dǎo)體層由結(jié)晶硅、微晶無定形娃、以及無定形娃中的任一種形成。根據(jù)本發(fā)明的第二十三方式,可得到在第二十 第二十二方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述第一電極層的與上述n型半導(dǎo)體層接觸的部分包含n型的ZnO,與上述第一電極層接觸的上述n型半導(dǎo)體層由無定形娃形成。根據(jù)本發(fā)明的第二十四方式,可得到在第二十 第二十三方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,與上述第二電極層接觸的上述P型半導(dǎo)體層由無定形硅形成,在上述第二電極層中的至少與上述P型半導(dǎo)體層接觸的部分形成有含有鎳(Ni)的層。根據(jù)本發(fā)明的第二十五方式,可得到在第一 第二十四方式中的任一方式中具有如下特征的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,即,上述散熱部具有設(shè)于所述鈍化層上、且由含有Al的材料構(gòu)成的散熱器,上述散熱結(jié)構(gòu)體以覆蓋上述散熱器的方式加以設(shè)置。發(fā)明的效果本發(fā)明中,可提供一種具有與以往相比散熱特性更為優(yōu)異的散熱機構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件。
圖1是光電轉(zhuǎn)換構(gòu) 件I的剖面圖。圖2A是說明光電轉(zhuǎn)換元件10的制造方法的圖。圖2B是說明光電轉(zhuǎn)換元件10的制造方法的圖。圖2C是說明光電轉(zhuǎn)換元件10的制造方法的圖。圖2D是說明光電轉(zhuǎn)換元件10的制造方法的圖。圖2E是說明光電轉(zhuǎn)換元件10的制造方法的圖。圖2F是說明光電轉(zhuǎn)換元件10的制造方法的圖。圖2G是說明光電轉(zhuǎn)換元件10的制造方法的圖。圖2H是說明光電轉(zhuǎn)換元件10的制造方法的圖。圖3是光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ia的剖面圖。圖4是光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ib的剖面圖。
具體實施例方式參照圖1,對本發(fā)明的第一實施方式的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件進行說明。圖示的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件I包含多個光電轉(zhuǎn)換元件10、和設(shè)于光電轉(zhuǎn)換元件10的散熱結(jié)構(gòu)體31,通過將多個光電轉(zhuǎn)換元件10連接而構(gòu)成太陽能電池。圖示的光電轉(zhuǎn)換元件10設(shè)于包含防護玻璃12、設(shè)置于該防護玻璃12上的玻璃基板14、以及設(shè)于玻璃基板14上的鈉屏蔽層16的基體100上。該例子中,玻璃基板14由含有Na的廉價鈉玻璃形成,出于防止從該鈉玻璃中擴散出Na而將元件污染的目的,在玻璃基板14上形成了鈉屏蔽層16。鈉屏蔽層16例如通過涂布表面平坦化涂布液并干燥/燒結(jié)而形成。另外,從圖中可以清楚地看到,成為單元電池的光電轉(zhuǎn)換元件10在基體100上與鄰接的其他的光電轉(zhuǎn)換元件(電池)電串聯(lián)。若具體地進行說明,貝1J本發(fā)明的一種實施方式的光電轉(zhuǎn)換兀件10具有第一電極層20、具備由a-Si (無定形硅)形成的nip結(jié)構(gòu)的單一發(fā)電層疊體22、在該發(fā)電層疊體22上隔著鎳層24(含有Ni的層)而成膜且由含有Al的材料構(gòu)成的第二電極層26、以及由含有SiCN的材料構(gòu)成的鈍化層28。構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換元件10的第一電極層20是透明導(dǎo)電體電極(TransparentConductive Oxide (TCO)層),在此由具有I ii m的膜厚的ZnO層形成(至少接觸n型半導(dǎo)體層的部分含有n型的ZnO)。該第一電極層20 (ZnO層)是摻雜有Ga的n+型ZnO層。另外,在構(gòu)成第一電極層20的n+型ZnO層中每隔規(guī)定的間隔設(shè)有絕緣層201 (在此是含有SiCN的材料),區(qū)劃、區(qū)分為電池單元。在該第一電極層20上設(shè)有構(gòu)成發(fā)電層疊體22的一部分的n+型a_Si層221,n+型a-Si層221與構(gòu)成第一電極層20的透明電極接觸。圖示的n+型a_Si層221具有IOnm的膜厚。在n+型a-Si層221上依次形成有形成發(fā)電層疊體22的i型a_Si層222及p+型a-Si層223。圖示的i型a-Si層222及p+型a_Si層223的膜厚分別具有480nm及IOnm
的膜厚。該例子中,在構(gòu)成發(fā)電層疊體22的n+型a-Si層221、i型a_Si層222、以及p+型a-Si層223中,在與第一電極層20的絕緣層201的位置不同的位置設(shè)有過孔224,在該過孔224的內(nèi)壁形成有SiO2層224a。
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nip結(jié)構(gòu)的發(fā)電層疊體22整體上具有500nm的厚度,與由單晶硅或多晶硅形成的光電轉(zhuǎn)換元件相比,具有百分之一以下的厚度。繼而,在P+型a-Si層223上,隔著鎳層24而形成有第二電極層26 (在第二電極層26中至少在接觸P+型a-Si層223的部分形成有鎳層24)。第二電極層26還形成于發(fā)電層疊體22的過孔224(內(nèi)壁由SiO2層224a絕緣)內(nèi)。過孔224內(nèi)的第二電極層26與所鄰接的光電轉(zhuǎn)換元件的第一電極層20電連接。此外,在第二電極層26上形成有鈍化層28。形成鈍化層28的絕緣材料還埋設(shè)在經(jīng)由第二電極層26、鎳層24、p+型a-Si層223而到達i型a_Si層222的孔225內(nèi)。在鈍化層28上貼附有片狀的散熱結(jié)構(gòu)體31。鈍化層28由含有SiCN的材料構(gòu)成。這是因為=SiCN熱傳導(dǎo)率優(yōu)異,并且不透過氫而不會散逸掉封端氫,因此適于作為鈍化層。S卩,作為鈍化層28的構(gòu)成材料的SiCN具有例如與SiO2等的其他鈍化層相比而言熱傳導(dǎo)性更優(yōu)異的特征。就以往鈍化層中所用的SiO2而言,熱傳導(dǎo)率為1. 4ff/m/開爾文,與此相對,SiCN壓倒地大到為70W/m/開爾文,可以將熱向散熱結(jié)構(gòu)體31有效地傳遞,可以防止太陽能電池的熱升高而導(dǎo)致發(fā)電效率下降的情況。另外,SiCN例如與SiO2等的其他的鈍化層相比而言不易透過氫,因此可以防止氫從構(gòu)成發(fā)電層疊體22的硅(通常進行了氫封端)中脫落而使太陽能電池的特性劣化。特別是在使用了 a-Si膜的情況下,由于將a-Si層表面的懸空鍵封端的氫在300°C左右會脫落,因此可抑制氫的放出的SiCN的效果很大。此外,SiCN可以通過調(diào)整膜組成而使內(nèi)部應(yīng)力實質(zhì)上達到0,因此可以防止由鈍化層所引起的剝落、或由針對元件的熱應(yīng)力而造成的電特性的劣化。即,SiCN膜的內(nèi)部應(yīng)力可以通過調(diào)節(jié)膜中的C含量而實質(zhì)上達到O。出于該目的,作為SiCN的組成而言,最好在氮化硅Si3N4中含有(添加)不足10%的C,但也可以添加2% 40%。而且,形成第一電極層20的n+ZnO層也可以通過取代Ga而摻雜Al、In等來形成。這里,對散熱結(jié)構(gòu)體31的結(jié)構(gòu)、組成進行詳細說明。散熱結(jié)構(gòu)體31是用于防止光電轉(zhuǎn)換元件10的熱上升而使發(fā)電效率下降的散熱部,是將在100質(zhì)量份的至少一種聚合物⑶中含有40 750質(zhì)量份的膨脹石墨粉(E)的物質(zhì)成形為片狀的散熱結(jié)構(gòu)體,還可以含有阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)。以下,對各成分進行具體說明。(I)聚合物(S)聚合物(S)是用于對散熱結(jié)構(gòu)體31賦予成形性和壓敏粘接性、使其可與光電轉(zhuǎn)換元件10粘接的材料,且為必需的材料。聚合物(S)需要為具有粘接性和/或粘合性的材料,然而也可以使用在不具有粘接性和/或粘合性的材料中組合有增粘劑的材料。作為聚合物(S)的例子,可舉出天然橡膠、聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠等共軛二烯聚合物;丁基橡膠;苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚橡膠、苯乙烯-丁二烯-異戊二烯共聚橡膠、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等芳香族乙烯基-共軛二烯共聚物;苯乙烯-丁二烯共聚物氫化物等芳香族乙烯基-共軛二烯共聚物氫化物;丙烯腈-丁二烯共聚橡膠、丙烯腈-異戊二烯共聚橡膠等氰化乙烯基化合物-共軛二烯共聚物;丙烯腈-丁二烯共聚物氫化物等氰化乙烯基化合物-共軛二烯共聚物氫化物;氰 化乙烯基-芳香族乙烯基-共軛二烯共聚物;氰化乙烯基化合物-芳香族乙烯基-共軛二烯共聚物氫化物;氰化乙烯基化合物-共軛二烯共聚物與聚鹵化乙烯的混合物;聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚(丙烯酸2-乙基己酯)、聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)、聚〔丙烯酸-(丙烯酸正丁酯)〕、聚〔丙烯酸-(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)_(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔甲基丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)〕、聚〔甲基丙烯酸-(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔甲基丙烯酸-(丙烯酸正丁酯)-(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸-(丙烯酸正丁酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸_(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)_(丙烯酸
2-乙基己酯)〕、聚丙烯酸十八酯、聚甲基丙烯酸十八酯等(甲基)丙烯酸類聚合物(這里,所謂“(甲基)丙烯?;笔侵浮氨;?或甲基丙烯?;?。);聚鹵代醇橡膠;聚氧化乙烯、聚氧化丙烯等聚氧化烯;乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM);硅酮橡膠;硅樹脂;氟橡膠;氟樹脂;聚乙烯;乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等乙烯-a -烯烴共聚物;聚丙烯、聚-1- 丁烯、聚-1-辛烯等a -烯烴聚合物;聚氯乙烯樹脂、聚溴乙烯樹脂等聚鹵化乙烯樹脂;聚偏二氯乙烯樹脂、聚偏二溴乙烯樹脂等聚偏二齒代乙烯樹脂;環(huán)氧樹脂;酚醛樹脂;聚苯醚樹脂;尼龍_6、尼龍_6,6、尼龍-6,12等聚酰胺;聚氨酯;聚酯;聚乙酸乙烯酯;聚(乙烯-乙烯基醇)等。其中,由于粘接性、粘合性優(yōu)異,因此優(yōu)選苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚(丙烯酸2-乙基己酯)、聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)、聚〔丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)〕、聚〔丙烯酸_(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)_(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔甲基丙烯酸-(丙烯酸正丁酯)〕、聚〔甲基丙烯酸-(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔甲基丙烯酸-(丙烯酸正丁酯)-(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸_(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸-(丙烯酸正丁酯)-(丙烯酸2-乙基己酯)〕。更可優(yōu)選舉出聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚(丙烯酸2-乙基己酯)、聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)、聚〔丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)〕、聚〔丙烯酸_(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)-(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔甲基丙烯酸-(丙烯酸正丁酯)〕、聚〔甲基丙烯酸-(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔甲基丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)_(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸_(丙 烯酸正丁酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸_(丙烯酸2-乙基己酯)〕、聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸_(丙烯酸正丁酯)_(丙烯酸2-乙基己酯)〕,進一步可優(yōu)選舉出聚〔丙烯酸-甲基丙烯酸_(丙烯酸2-乙基己酯)〕。它們既可以單獨使用一種,也可以使用兩種以上。作為構(gòu)成上述聚合物(S)的主成分,如后面詳細說明所示,優(yōu)選為(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)。更優(yōu)選聚合物(S)含有在(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的存在下將(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)聚合而成的物質(zhì)。作為在上述聚合物(S)中根據(jù)所需配合的增粘劑,可使用各種公知的材料。例如可舉出石油樹脂、萜烯樹脂、酚醛樹脂及松香樹脂,然而它們中優(yōu)選石油樹脂。它們既可以單獨使用一種,也可以并用兩種以上。作為石油樹脂,可例示出由戊烯、戊二烯、異戊二烯等得到的C5石油樹脂;由茚、甲基茚、乙烯基甲苯、苯乙烯、a -甲基苯乙烯、¢-甲基苯乙烯等得到的C9石油樹脂;由上述各種單體得到的C5-C9共聚石油樹脂;由環(huán)戊二烯、雙環(huán)戊二烯得到的石油樹脂;以及這些石油樹脂的氫化物;將這些石油樹脂用馬來酸酐、馬來酸、富馬酸、(甲基)丙烯酸、苯酚等改性而得的改性石油樹脂等。作為萜烯系樹脂,可例示出a -菔烯樹脂、^ -菔烯樹脂、或?qū) -菔烯、P -菔烯等萜烯類與苯乙烯等芳香族單體共聚而得的芳香族改性的萜烯系樹脂等。作為酚醛樹脂,可使用酚類與甲醛的縮合物。作為該酚類,可舉出苯酚、間甲酚、3,
5-二甲酚、對烷基苯酚、間苯二酚等,可例示出利用堿催化劑使這些酚類與甲醛進行加成反應(yīng)的甲階酚醛樹脂、或利用酸催化劑使其進行縮合反應(yīng)而得的酚醛清漆樹脂等。另外,還可例示出通過利用酸催化劑使松香與酚類加成并熱聚而得的松香酚醛樹脂等。作為松香樹脂可舉出脂松香(gum rosin)、木松香或妥爾油松香;使用上述松香進行不均化或氫化處理而得的穩(wěn)定化松香或聚合松香;用馬來酸酐、馬來酸、富馬酸、(甲基)丙烯酸、苯酚等改性而得的改性松香;以及它們的酯化物等。作為在用于獲得上述酯化物的酯化中所使用的醇優(yōu)選多元醇,作為其例子,可舉出乙二醇、二甘醇、丙二醇、新戊二醇等二元醇;甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷等三元醇;季戊四醇、二甘油等四元醇;二季戊四醇等六元醇等,它們可以單獨使用I種或者組合使用2種以上。這些增粘劑的軟化點沒有特別限定,然而可以從200°C以下的高軟化點的增粘劑到室溫下為液狀的增粘劑中適當(dāng)?shù)剡x擇使用。(I) -1 (甲基)丙烯酸酯聚合物(A)作為構(gòu)成上述聚合物(S)的主成分,優(yōu)選(甲基)丙烯酸酯聚合物(A)。更優(yōu)選(甲基)丙烯酸酯聚合物(A)含有在(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的存在下將(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)聚合而成的物質(zhì)。此時,優(yōu)選在(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al) 100質(zhì)量份、膨脹石墨粉(E) 40 750質(zhì)量份、阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B) 400質(zhì)量份以下、及有機過氧化物熱聚合引發(fā)劑(C2)0.1 10質(zhì)量份的存在下,將(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)5 50質(zhì)量份聚合。由此,可以很好地制造散熱結(jié)構(gòu)體31。以下,對(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)及(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)進行詳細說明。(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)沒有特別限定,然而優(yōu)選含有形成玻璃化溫度為-20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體的單元(al)80 99. 9質(zhì)量%、以及具有有機酸基團的單體單元(a2)20 0.1質(zhì)量%。而且,本發(fā)明中,所謂(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。對于賦予形成玻璃化溫度為-20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體單元(al)的(甲基)丙烯酸酯單體(aim)而言,沒有特別限定,然而例如可舉出丙烯酸乙酯(均聚物的玻璃化溫度為_24°C )、丙烯酸丙酯(均聚物的玻璃化溫度為_37°C )、丙烯酸丁酯(均聚物的玻璃化溫度為-54°C )、丙烯酸仲丁酯(均聚物的玻璃化溫度為_22°C )、丙烯酸庚酯(均聚物的玻璃化溫度為_60°C )、丙烯酸己酯(均聚物的玻璃化溫度為_61°C )、丙烯酸辛酯(均聚物的玻 璃化溫度為_65°C )、丙烯酸2-乙基己酯(均聚物的玻璃化溫度為_50°C )、丙烯酸2-甲氧基乙酯(均聚物的玻璃化溫度為_50°C )、丙烯酸3-甲氧基丙酯(均聚物的玻璃化溫度為_75°C )、丙烯酸3-甲氧基丁酯(均聚物的玻璃化溫度為_56°C )、丙烯酸2-乙氧基甲酯(均聚物的玻璃化溫度為-50°C )、甲基丙烯酸辛酯(均聚物的玻璃化溫度為_25°C )、甲基丙烯酸癸酯(均聚物的玻璃化溫度為_49°C )。這些(甲基)丙烯酸酯單體(aim)既可以單獨使用I種,也可以并用2種以上。這些(甲基)丙烯酸酯單體(aim)按照由其導(dǎo)出的單體單元(al)在(甲基)丙烯酸酯共聚物(Al)中優(yōu)選為80 99. 9質(zhì)量%、更優(yōu)選為85 99. 5質(zhì)量%的量用于聚合中。若(甲基)丙烯酸酯單體(aim)的使用量在上述范圍內(nèi),則由其得到的散熱結(jié)構(gòu)體31在室溫附近的壓敏粘接性優(yōu)異。賦予具有有機酸基團的單體單元(a2)的單體(a2m)沒有特別限定,作為其代表性的例子,可舉出具有羧基、酸酐基、磺酸基等有機酸基團的單體,然而除此以外,還可使用含有次磺酸基、亞磺酸基、磷酸基等的單體。作為具有羧基的單體的具體例,例如可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等a,¢-烯性不飽和單羧酸;衣康酸、馬來酸、富馬酸等a,¢-烯性不飽和多元羧酸;衣康酸甲酯、馬來酸丁酯、富馬酸丙酯等a,¢-烯性不飽和多元羧酸部分酯等。另外,還可同樣地使用馬來酸酐、衣康酸酐等具有可利用水解等而衍生為羧基的基團的單體。作為具有磺酸基的單體的具體例,可舉出烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸等a,¢-不飽和磺酸及它們的鹽。這些具有有機酸基團的單體中,更優(yōu)選具有羧基的單體,其中,特別優(yōu)選丙烯酸及甲基丙烯酸。它們可以在工業(yè)上廉價且容易地獲取,與其他的單體成分的共聚性也良好,從生產(chǎn)率這一點考慮也很理想。這些具有有機酸基團的單體(a2m)既可以單獨使用I種,也可以并用2種以上。這些具有有機酸基團的單體(a2m)優(yōu)選按照由其導(dǎo)出的單體單元(a2)在(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)中為20 0.1質(zhì)量%、優(yōu)選為15 0. 5質(zhì)量%的量用于聚合中。在上述范圍內(nèi)的使用中,可將聚合時的聚合系的粘度保持為恰當(dāng)?shù)姆秶?。而且,就具有有機酸基團的單體單元(a2)而言,如前所述,利用具有有機酸基團的單體(a2m)的聚合而導(dǎo)入到(甲基)丙烯酸酯聚合物中是十分簡便的,因而優(yōu)選,然而也可以在(甲基)丙烯酸酯聚合物生成后,利用公知的高分子反應(yīng)來導(dǎo)入有機酸基團。(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)也可以含有10質(zhì)量%以下的由含有有機酸基團以外的官能團的單體(a3m)衍生出的聚合物單元(a3)。作為有機酸基團以外的官能團,可舉出羥基、氨基、酰胺基、環(huán)氧基、巰基等。作為具有羥基的單體,可舉出(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯等(甲基)丙稀酸輕基燒基酷等。作為含有氨基的單體,可舉出(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基甲酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、氨基苯乙烯等。作為具有酰胺基的單體,可舉出 丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺等a,¢-烯性不飽和羧酸酰胺單體等。作為具有環(huán)氧基的單體,可舉出(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚
坐寸o含有有機酸基團以外的官能團的單體(a3m)既可以單獨使用I種,也可以并用2種以上。這些具有有機酸基團以外的官能團的單體(a3m)優(yōu)選按照由其導(dǎo)出的單體單元(a3)在(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)中為10質(zhì)量%以下的量用于聚合中。通過使用10質(zhì)量%以下的單體(a3m),從而可以確保聚合時的粘度合適。(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)含有形成玻璃化溫度為_20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體的單元(al)、具有有機酸基團的單體單元(a2)及含有有機酸基團以外的官能團的單體單元(a3),除此以外,還可以含有由能夠與這些單體共聚的單體(a4m)衍生出的單體單元(a4)。單體(a4m)既可以單獨使用I種,也可以并用2種以上。由單體(a4m)導(dǎo)出的單體單元(a4)的量優(yōu)選為丙烯酸酯聚合物(Al)的10質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為5質(zhì)量%以下。單體(a4m)沒有特別限定,然而作為其具體例,可舉出除了形成玻璃化溫度為-20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體(aim)以外的(甲基)丙烯酸酯單體、a,^ -烯性不飽和多元羧酸完全酯、鏈烯基芳香族單體、共軛二烯系單體、非共軛二烯系單體、氰化乙烯基單體、羧酸不飽和醇酯、烯烴系單體等。作為除了形成玻璃化溫度為-20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體(aim)以外的(甲基)丙烯酸酯單體的具體例,可舉出丙烯酸甲基(均聚物的玻璃化溫度為10°c)、甲基丙烯酸甲酯(均聚物的玻璃化溫度為105°C)、甲基丙烯酸乙酯(均聚物的玻璃化溫度為63°C )、甲基丙烯酸丙酯(均聚物的玻璃化溫度為25°C )、甲基丙烯酸丁酯(均聚物的玻璃化溫度為20°C )等。作為衣康酸甲酯、馬來酸丁酯、富馬酸丙酯等a,¢-烯性不飽和多元羧酸完全酯的具體例,可舉出富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、馬來酸二甲酯、馬來酸二乙酯、衣康酸二甲酷等。作為鏈烯基芳香族單體的具體例,可舉出苯乙烯、a -甲基苯乙烯、甲基a -甲基苯乙烯、乙烯基甲苯及二乙烯基苯等。作為共軛二烯系單體的具體例,可舉出1,3_ 丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、1,
3-戍二稀、2, 3- 二甲基_1,3- 丁二稀、2_氣_1,3_ 丁二稀、環(huán)戍二稀等。作為非共軛二烯系單體的具體例,可舉出1,4_己二烯、二環(huán)戊二烯、乙叉降冰片烯等。作為氰化乙烯基單體的具體例,可舉出丙烯腈、甲基丙烯腈、a -氯丙烯腈、a -乙
基丙稀臆等。作為羧酸不飽和醇酯單體的具體例,可舉出乙酸乙烯酯等。作為烯烴系單體的具體例,可舉出乙烯、丙烯、丁烯、戊烯等。(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的重均分子量(Mw)利用凝膠滲透色譜法(GPC法)測定,優(yōu)選處于10萬 40萬的范圍中,更優(yōu)選處于15萬 30萬的范圍中。
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(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)可以通過將形成玻璃化溫度為_20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體(aim)、具有有機酸基團的單體(a2m)、根據(jù)需要使用的含有有機酸基團以外的官能團的單體(a3m)以及根據(jù)需要使用的能夠與這些單體共聚的單體(a4m)共聚而特別理想地獲得。聚合的方法沒有特別限定,既可以是溶液聚合、乳化聚合、懸濁聚合、整體聚合等中的任一種,也可以是除此以外的方法。優(yōu)選為溶液聚合,其中更優(yōu)選作為聚合溶劑使用了乙酸乙酯、乳酸乙酯等羧酸酯或苯、甲苯、二甲苯等芳香族溶劑的溶液聚合。在聚合時,單體既可以分批地添加到聚合反應(yīng)容器中,也可以將全部量一并添加到聚合反應(yīng)容器中。聚合開始的方法沒有特別限定,然而作為聚合引發(fā)劑(Cl)而優(yōu)選使用熱聚合引發(fā)劑。熱聚合引發(fā)劑沒有特別限定,可以是過氧化物及偶氮化合物中的任一種。作為過氧化物聚合引發(fā)劑,可舉出叔丁基氫過氧化物之類的氫過氧化物;過氧化苯甲酰、過氧化環(huán)己酮之類的過氧化物;過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等過硫酸鹽等。這些過氧化物還可以與還原劑適當(dāng)?shù)亟M合,作為氧化還原系催化劑使用。作為偶氮化合物聚合引發(fā)劑,可舉出2,2’_偶氮二異丁腈、2,2’_偶氮雙(2,4_ 二甲基戊腈)、2,2’ -偶氮雙(2-甲基丁腈)等。聚合引發(fā)劑(Cl)的使用量沒有特別限定,然而相對于單體100重量份,優(yōu)選為0. 01 50重量份的范圍。對于這些單體的其他的聚合條件(聚合溫度、壓力、攪拌條件等),沒有特別限制。聚合反應(yīng)結(jié)束后,根據(jù)需要將所得的聚合物從聚合介質(zhì)中分離。分離的方法沒有特別限定,然而在溶液聚合的情況下,可以通過將聚合溶液置于減壓下,將聚合溶劑餾去,從而得到(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)。
(1)-2(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)優(yōu)選作為上述聚合物(S)的主成分的(甲基)丙烯酸酯聚合物(A)優(yōu)選含有在(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的存在下將(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)聚合而成的物質(zhì)。在形成本申請發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體31時,將(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)聚合而轉(zhuǎn)換為(甲基)丙烯酸酯聚合物。(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)只要是(甲基)丙烯酸酯單體,就沒有特別限定,然而優(yōu)選為形成玻璃化溫度為-20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體(a5m)。作為形成玻璃化溫度為-20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體(a5m)的例子,可舉出與在(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的合成中所用的(甲基)丙烯酸酯單體(aim)相同的(甲基)丙烯酸酯單體。(甲基)丙烯酸酯單體(a5m)既可以單獨使用I種,也可以作為2種以上的混合物使用。另外,(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)可以用作(甲基)丙烯酸酯單體(a5m)和能夠與之共聚的單體的混合物(A2m’)。特別優(yōu)選的(甲基)丙烯酸酯單體混合物(A2m’)是包含形成玻璃化溫度為_20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體(a5m) 70 99. 9質(zhì)量%、以及具有有機酸基團的單體(a6m)30 0.1質(zhì)量%的單體混合物(A2m’ )。(甲基)丙烯酸酯單體混合物(A2m’ )中的(甲基)丙烯酸酯單體(a5m)的比率優(yōu)選為70 99. 9質(zhì)量%,更優(yōu)選為75 99質(zhì)量%。(甲基)丙烯酸酯單體(a5m)的比率處于上述范圍中時,散熱結(jié)構(gòu)體31的壓敏粘接性或柔軟性優(yōu)異。作為具有有機酸 基團的單體(a6m)的例子,可舉出與作為(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的合成中所用的單體(a2m)而例示出的單體相同的具有有機酸基團的單體。具有有機酸基團的單體(a6m)既可以單獨使用I種,也可以并用2種以上。(甲基)丙烯酸酯單體混合物(A2m’)中的具有有機酸基團的單體(a6m)的比率優(yōu)選為30 0.1質(zhì)量%,更優(yōu)選為25 I質(zhì)量%。具有有機酸基團的單體(a6m)的比率處于上述范圍中時,散熱結(jié)構(gòu)體31的硬度就會合適,高溫(100°C )下的壓敏粘接性就會良好。(甲基)丙烯酸酯單體混合物(A2m’)含有上述(甲基)丙烯酸酯單體(a5m)70 99. 9質(zhì)量%、具有有機酸基團的單體(a6m) 30 0.1質(zhì)量%,除此之外,還可以在20質(zhì)量%以下的范圍中含有能夠與它們共聚的單體(a7m)。作為能夠與形成玻璃化溫度為-20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體(a5m)及具有有機酸基團的單體(a6m)共聚的單體(a7m)的例子,可舉出與作為(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)的合成中所用的單體(a3m)、單體(a4m)、或下述所示的多官能的單體而例示出的單體相同的單體。作為能夠共聚的單體(a7m),如前所述,還可以使用具有2個以上的聚合性不飽和鍵的多官能的單體。通過使多官能的單體共聚,從而可以在共聚物中導(dǎo)入分子內(nèi)交聯(lián)和/或分子間交聯(lián),而提高作為壓敏粘接劑的凝聚力。作為多官能的單體,可使用1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,2-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等多官能的(甲基)丙烯酸酯;2,4_雙(三氯甲基)-6-對甲氧基苯乙烯-5-三嗪等取代三嗪;
4-丙烯酰氧基二苯甲酮之類的單乙烯系不飽和芳香族酮等。(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)的量相對于(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)100質(zhì)量份而言通常為5 50質(zhì)量份,優(yōu)選為5 30質(zhì)量份。如果(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)的量小于上述范圍的下限或超過上限,則會有散熱結(jié)構(gòu)體31的壓敏粘接保持性變差的情況。(II)膨脹石墨粉(E)膨脹石墨粉(E)是提高散熱結(jié)構(gòu)體31的熱傳導(dǎo)率、促進散熱的材料,是必需的材料。作為本發(fā)明中可以使用的膨脹石墨粉(E)的例子,可舉出經(jīng)過包含將經(jīng)酸處理后的石墨在500°C 1200°C下熱處理而使其膨脹為100ml/g 300ml/g,然而加以粉碎的步驟的工序而得的膨脹石墨粉。更優(yōu)選可舉出經(jīng)過包含如下步驟的工序而得的膨脹石墨粉,所述步驟為將石墨用強酸處理后在堿中燒結(jié),然后再次用強酸處理,將由此所得的材料在500°C 1200°C下熱處理,將酸除去并且使其膨脹為100ml/g 300ml/g,然后加以粉碎的步驟。上述熱處理的溫度特別優(yōu)選為800°C 1000°C。膨脹石墨粉(E)的一次平均粒徑優(yōu)選為5 500 u m,更優(yōu)選為30 300 u m,進一步優(yōu)選為50 200 u m。如果膨脹石墨粉(E)的一次平均粒徑小于5 y m,則散熱結(jié)構(gòu)體31或其前體(是指含有(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al)、膨脹石墨粉(E)及(甲基)丙烯酸酯單體(A2m),使(甲基)丙烯酸酯單體(A2m)聚合前的組合物)的粘度就會過度地上升,有可能在成形性方面產(chǎn)生問題。另 一方面,如果超過500i!m,則由于在散熱結(jié)構(gòu)體31的表面以很大的區(qū)域存在,所以容易在與鈍化層28的界面中出現(xiàn)空隙,有可能使熱傳導(dǎo)性及粘合性降低。本發(fā)明中所用的膨脹石墨粉(E)優(yōu)選在粒徑分布中具有多個峰。通過使用在粒徑分布中具有多個峰的膨脹石墨粉(E),從而可以在抑制散熱結(jié)構(gòu)體的前體的流動性的降低的同時,增大膨脹石墨粉(E)的含量。上述多個峰優(yōu)選彼此離開50 以上。另外,優(yōu)選上述多個峰中的至少I個峰以上處于150 iim以上500 iim以下的位置,并且至少I個峰以上處于Ium以上且小于150 u m的位置。為使膨脹石墨粉(E)的粒徑分布中具有多個峰,而優(yōu)選分別在使粒徑分布的峰成為I個的程度下統(tǒng)一粒徑,分別準備平均粒徑不同的多種膨脹石墨粉,將它們混合而制成膨脹石墨粉(E)。此時,平均粒徑不同的多種膨脹石墨粉中平均粒徑最大的膨脹石墨粉的含有率優(yōu)選相對于膨脹石墨粉(E)總量而言為5質(zhì)量%以上30質(zhì)量%以下。而且,利用以下所述的測定方法測定膨脹石墨粉的平均粒徑及粒徑分布。(膨脹石墨粉的平均粒徑及粒徑分布的測定方法)使用激光式粒度測定機(Seishin企業(yè)(株)公司制),利用微細分類控制方式(使測定對象粒子僅通過測定區(qū)域內(nèi)而提高測定的可靠性的方式)來測定。在電池中流過作為測定對象的膨脹石墨粉0. 01 0. 02g,從而對在測定區(qū)域內(nèi)流過的膨脹石墨粉照射波長670nm的半導(dǎo)體激光,通過利用測定機測定此時的激光的散射和衍射,從而根據(jù)Fraunhofer的衍射原理,計算出平均粒徑及粒徑分布,顯示出其結(jié)果。相對于聚合物(S) 100質(zhì)量份的膨脹石墨粉(E)的含量為40質(zhì)量份 750質(zhì)量份,優(yōu)選為50質(zhì)量份 700質(zhì)量份,更優(yōu)選為100質(zhì)量份 500質(zhì)量份。如果膨脹石墨粉(E)的含量小于上述范圍的下限,則散熱結(jié)構(gòu)體31的熱傳導(dǎo)率提高的效果低,另一方面,如果超過上述范圍的上限,則在成形時散熱結(jié)構(gòu)體31的粘度上升,從而會有無法形成片、或難以形成片的趨勢。(III)阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物對散熱結(jié)構(gòu)體31賦予阻燃性,具有防止因暴露于高溫中而造成的著火的效果,因而優(yōu)選添加。本發(fā)明中可以使用的阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)只要是阻燃性以及熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的材料,就沒有特別限定,作為其具體例,可舉出氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣、二水合石膏、硼酸鋅、高嶺土、鋁酸鈣、碳酸鈣、碳酸鋁、片鈉鋁石等。阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)既可以單獨使用一種,也可以并用兩種以上。阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)的形狀也沒有特別限定,可以是球狀、針狀、纖維狀、鱗片狀、樹枝狀、平板狀及不定形狀中的任一種。在上述的阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)中,特別優(yōu)選為氫氧化鋁。通過使用氫氧化鋁,而可以對散熱結(jié)構(gòu)體31賦予優(yōu)異的阻燃性。
作為氫氧化招,通常使用具有0. 2 ii m 150 ii m、優(yōu)選具有0. 7 ii m 100 ii m的粒徑的材料。另外,優(yōu)選具有I Pm 80 的平均粒徑。平均粒徑小于I Pm的氫氧化鋁會增大散熱結(jié)構(gòu)體31的粘度,另外,同時硬度也會增大,從而有可能降低散熱結(jié)構(gòu)體31的形狀追隨性。另一方面,平均粒徑超過80 的氫氧化鋁有可能使散熱結(jié)構(gòu)體31的表面粗糙、在高溫下粘接力降低、在高溫下發(fā)生熱變形。散熱結(jié)構(gòu)體31中含有的阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)的含量相對于聚合物
(S)100質(zhì)量份而言優(yōu)選為400質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為350質(zhì)量份以下,進一步優(yōu)選為300質(zhì)量份以下。如果阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物(B)的含量超過上述范圍的上限,則散熱結(jié)構(gòu)體31的硬度增大,產(chǎn)生形狀追隨性降低的問題。(IV)其他還可以向本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體31的前體中添加發(fā)泡劑。作為發(fā)泡劑,優(yōu)選為熱分解性有機發(fā)泡劑(D)。此外,作為熱分解性有機發(fā)泡劑(D),優(yōu)選為具有80°C以上且200°C以下的分解開始溫度的發(fā)泡劑。作為此種熱分解性有機發(fā)泡劑(D)的具體例,可舉出4,4’ -氧代雙(苯磺酰肼)等。在偶氮二酰胺等熱分解開始溫度高于200°C的有機發(fā)泡劑中混合一定量的后述發(fā)泡助劑而使熱分解開始溫度達到100°C以上且為200°C以下,由此而得的發(fā)泡系統(tǒng)也可以同樣作為熱分解性有機發(fā)泡劑(D)。作為上述發(fā)泡助劑,可舉出硬脂酸鋅、硬脂酸與鋅白(氧化鋅的意思)的混合物、月桂酸鋅、月桂酸與鋅白的混合物、棕櫚酸鋅、棕櫚酸與鋅白的混合物、硬脂酸鈉、月桂酸鈉、棕櫚酸鈉、硬脂酸鉀、月桂酸鉀、棕櫚酸鉀等。
熱分解性有機發(fā)泡劑⑶的使用量相對于(甲基)丙烯酸酯聚合物(Al) 100重量份而言優(yōu)選為0. 8重量份以下,更優(yōu)選為0. 6重量份以下,進一步優(yōu)選為0. 4重量份以下,特別優(yōu)選為0.3重量份以下。如此將熱分解性有機發(fā)泡劑(D)的使用量設(shè)為上述的優(yōu)選的范圍,就可以將發(fā)泡單元的平均直徑調(diào)節(jié)為優(yōu)選的范圍,可以得到硬度與壓敏粘接性的平衡優(yōu)異、并且形狀追隨性和壓敏粘接保持性優(yōu)異的散熱結(jié)構(gòu)體31。以上是有關(guān)散熱結(jié)構(gòu)體31的結(jié)構(gòu)、組成的說明。下面,參照圖2A 圖2H,對圖1中所示的光電轉(zhuǎn)換元件10及光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件I的制造方法進行說明。該例子中,將由本發(fā)明人等先前申請的日本專利申請第2008-153379號說明書所提出的MSEP (Metal Surface-wave Excited Plasma)型等離子體處理裝置(具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的裝置、以及不具備的裝置中的任一種)作為第一 第八等離子體處理裝置來使用,并對利用了將這些等離子體處理裝置配置為束型(cluster型)的系統(tǒng)的情況進行說明。如圖2A所示,首先,在由鈉玻璃形成的玻璃基板14上,在5Torr(666. 6Pa)左右的低壓氣氛下形成厚0. 2 ii m的鈉屏蔽層16。然后,如圖2B所示,將形成有鈉屏蔽層16的玻璃基板14導(dǎo)入到具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第一等離子體處理裝置中,形成厚Ium的透明電極(TC0層)作為第一電極層20。第一等離子體處理裝置中,通過摻雜Ga而形成n+型ZnO層。就摻雜了 Ga的n+型ZnO層而言,通過在第一等離子體處理裝置中,從上段氣體噴嘴將Kr及O2的混合氣體供給至腔室而產(chǎn)生等離子體,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板使Ar、Zn (CH3) 2及Ga (CH3) 3的混合氣體噴出到在含有Kr及氧的氣氛中所生成的等離子體中,從而在鈉屏蔽層16上將n+型ZnO層進行等離子體CVD成膜。接下來,在n+型ZnO層(第一電極層20)上涂布光致蝕刻劑后,使用光刻技術(shù),將光致蝕刻劑形成圖案。將光致蝕刻劑形成圖案后,導(dǎo)入到具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第二等離子體處 理裝置中。第二等離子體處理裝置中,以形成了圖案的光致蝕刻劑作為掩模來選擇性地對n+型ZnO層進行蝕刻,如圖2C所示,于構(gòu)成第一電極層20的n+型ZnO層形成到達鈉屏蔽層16的開口部。第二等離子體處理裝置中的蝕刻是通過從上段氣體噴嘴將Ar氣供給至腔室,于在該Ar氣氛中生成的等離子體中,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板將Ar、Cl2, HBr的混合氣體供給至腔室而進行的。具有開口部的n+型ZnO層、及在該n+型ZnO層上涂布了光致蝕刻劑的狀態(tài)的玻璃基板14被輸送到不具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第三等離子體處理裝置中,在第三等離子體處理裝置中,在Kr/02等離子體氣氛中將光致蝕刻劑灰化除去。除去光致蝕刻劑后,被覆了形成有開口部的n+型ZnO層(第一電極層20)的玻璃基板14被導(dǎo)入到具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第四等離子體處理裝置中。第四等離子體處理裝置中,首先,在開口部內(nèi)及n+型ZnO層(第一電極層20)的表面,利用等離子體CVD形成SiCN作為絕緣層201,然后將n+型ZnO層(第一電極層20)表面的SiCN在相同的第四等離子體處理裝置內(nèi)蝕刻除去。其結(jié)果是,僅在n+ZnO層(第一電極層20)的開口部內(nèi)埋設(shè)絕緣層201。第四等離子體處理裝置內(nèi)的SiCN的成膜是通過從上段氣體噴嘴將Xe及NH3氣供給至腔室而產(chǎn)生等離子體,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板將Ar、SiH4、SiH(CH3)3的混合氣體導(dǎo)入至腔室而進行CVD成膜而進行的,然后在相同的腔室中改換導(dǎo)入氣體,從上段氣體噴嘴將Ar氣供給至腔室而產(chǎn)生等離子體,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板將Ar與CF4的混合氣體導(dǎo)入至腔室而將n+型ZnO層(第一電極層20)表面的SiCN蝕刻除去。接下來,在相同的第四等離子體處理裝置內(nèi),通過依次改換導(dǎo)入氣體,從而利用連續(xù)CVD形成具有nip結(jié)構(gòu)的發(fā)電層疊體22及鎳層24。如圖2D所示,在第四等離子體處理裝置內(nèi),依次形成n+型a-Si層221、i型a_Si層222、p+型a_Si層223、以及鎳層24。如果具體地進行說明,則在第四等離子體處理裝置中,從上段氣體噴嘴將Ar及H2的混合氣體供給至腔室而產(chǎn)生等離子體,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板將41~、31114及?113的混合氣體導(dǎo)入至腔室而將n+型a-Si層221進行等離子體CVD成膜,然后在從上段氣體噴嘴繼續(xù)將Ar及H2的混合氣體供·給至腔室而產(chǎn)生等離子體的同時,將來自下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的氣體從Ar、SiH4、PH3氣體改換為Ar+SiH4氣體而導(dǎo)入,從而將i型a_Si層222成膜,進而在從上段氣體噴嘴繼續(xù)將Ar及H2的混合氣體供給至腔室而產(chǎn)生等離子體的同時,將來自下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的氣體從Ar、SiH4氣體置換為Ar+SiH4+B2H6氣體,從而將P+型a-Si層223成膜,接著,在從上段氣體噴嘴繼續(xù)將Ar及H2的混合氣體供給至腔室而產(chǎn)生等離子體的同時,將來自下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的氣體從Ar、SiH4、B2H6氣體置換為Ar與含有Ni的氣體的混合氣體,從而將鎳層24進行CVD成膜。通過如此在相同的MSEP型等離子體處理裝置中依次改換導(dǎo)入氣體,而進行6層的成膜/蝕刻,因此可以形成缺陷少的優(yōu)異的膜,同時還可以大幅度降低制造成本。搭載有鎳層24及發(fā)電層疊體22的玻璃基板14被從第四等離子體處理裝置導(dǎo)入到光致蝕刻劑涂布機(狹縫涂布機)中,涂布了光致蝕刻劑后,利用光刻技術(shù)對光致蝕刻劑實施圖案處理。光致蝕刻劑形成圖案后,搭載有鎳層24及發(fā)電層疊體22的玻璃基板14與形成了圖案的光致蝕刻劑一起被導(dǎo)入具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第五等離子體處理裝置中。第五等離子體處理裝置中,以光致蝕刻劑作為掩模對鎳層24及發(fā)電層疊體22選擇性地進行蝕刻,如圖2E所示,形成到達第一電極層20的過孔224。即,第五等離子體處理裝置中,連續(xù)地蝕刻4層。如果具體地進行說明,則鎳層24的蝕刻是通過從上段氣體噴嘴將Ar及H2的混合氣體供給至腔室而產(chǎn)生等離子體,同時從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板向等離子體內(nèi)噴出Ar、CH4的混合氣體而進行的,接下來,通過從上段氣體噴嘴繼續(xù)將Ar供給至腔室而產(chǎn)生等離子體,同時從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板噴出Ar+HBr氣體,從而進行由nip的3層而構(gòu)成的發(fā)電層疊體22的蝕刻。玻璃基板14被從第五等離子體處理裝置中移動到上述的不具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第三等離子體處理裝置中,在從上段氣體噴嘴導(dǎo)入到腔室中的Kr/02氣的氣氛中生成的等離子體內(nèi)將光致蝕刻劑灰化除去,其中,上述玻璃基板14是利用第五等離子體處理裝置內(nèi)的蝕刻而形成有從鎳層24貫穿至n+型ZnO層(第一電極層20)而到達第一電極層20的過孔224的玻璃基板。除去光致蝕刻劑后的玻璃基板14被移送到具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第六等離子體處理裝置中,如圖2F所示,在鎳層24上將具有I y m的厚度的Al層成膜來作為第二電極層26。Al層還可在過孔224內(nèi)成膜。該Al層的成膜是通過在從上段氣體噴嘴將Ar及H2的混合氣體供給至腔室而產(chǎn)生等離子體的同時,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板向在Ar/H2氣氛中生成的等離子體中噴出Ar+Al (CH3)3氣體而進行的。接下來,在第二電極層26的Al層上涂布光致蝕刻劑后,形成圖案,導(dǎo)入到具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第七等離子體處理裝置內(nèi)。第七等離子體處理裝置中,通過在從上段氣體噴嘴將Ar氣供給至腔室而產(chǎn)生等離子體的同時,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板向在Ar氣氛中生成的等離子體內(nèi)噴出Ar+Cl2氣,從而進行Al層的蝕刻,接下來通過在從上段氣體噴嘴將Ar及H2的混合氣體供給至腔室而產(chǎn)生等離子體的同時,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板向在Ar/仏氣氛中生成的等離子體內(nèi)導(dǎo)入Ar+CH4氣體而進行鎳層24的蝕刻,然后在從上段氣體噴嘴將Ar氣供給至腔室而產(chǎn)生等離子體的同時,將來自下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的氣體改換為Ar+HBr氣體,將p+型a_Si層223、和i型a_Si層222的途中蝕刻。其結(jié)果是,如圖2G所示,形成從Al層(第二電極層26)表面直到i型a-Si層222的途中的孔225。該工序也是通過使用相同的MSEP型等離子體處理裝置,依次改換氣體而來進行4層連續(xù)蝕刻,從而可以實現(xiàn)處理時間和成本的大幅縮減。然后,圖2G所示 的搭載有元件的玻璃基板14被移動到上述的不具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第三等離子體處理裝置中,利用從上段氣體噴嘴導(dǎo)入到腔室中的在Kr/02氣體的氣氛中所生成的等離子體而將光致蝕刻劑灰化除去。含有除去了光致蝕刻劑的Al層來作為第二電極層26的玻璃基板14被導(dǎo)入到具備下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板的第八等離子體處理裝置中,通過利用CVD而形成SiCN膜,從而在Al層(第二電極層26)上及孔225內(nèi)將鈍化層28成膜,如圖2H所示,完成所需的光電轉(zhuǎn)換元件10。SiCN的成膜是通過從上段氣體噴嘴將Xe及NH3氣供給至腔室而產(chǎn)生等離子體,從下段氣體噴嘴或下段氣體噴淋板噴出Ar、SiH4, SiH(CH3)3氣體來進行的。這里,SiCN膜的內(nèi)部應(yīng)力例如可以通過調(diào)節(jié)SiH (CH3) 3氣體的濃度(即,通過調(diào)節(jié)膜中的C含量)而在實質(zhì)上達到O。這里,作為SiCN的組成,最好是在氮化硅Si3N4中含有(添加)低于10%的C的組成,然而也可以添加2% 40%添加。進而,通過在防護玻璃12上固定玻璃基板14,在鈍化層28上安裝散熱結(jié)構(gòu)體31,從而完成光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件I。這樣,根據(jù)第一實施方式,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件I在第二電極層26上隔著鈍化層28安裝有散熱結(jié)構(gòu)體31,散熱結(jié)構(gòu)體是在至少一種聚合物(S) 100質(zhì)量份中含有膨脹石墨粉(E) 40 750質(zhì)量份而成的。因此,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件I與以往相比散熱特性更優(yōu)異。另外,根據(jù)第一實施方式,鈍化層28由SiCN構(gòu)成。由此,如前所述,與以往相比可使散熱特性更加優(yōu)異,并且可防止封端氫的脫離。下面,參照圖3,對第二實施方式的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ia進行說明。第二實施方式的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ia是在第一實施方式中,在鈍化層28上設(shè)置散熱器30,以覆蓋散熱器30的方式設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)體31。而且,第二實施方式中,對于起到與第一實施方式相同的功能的要素而言使用相同的編號,主要對與第一實施方式不同的部分進行說明。如圖3所示,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ia在鈍化層28上隔著由熱傳導(dǎo)性良好的材料形成的粘接劑層29而具有由Al等金屬構(gòu)成的散熱器30,進而以覆蓋散熱器30的方式設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)體31。這樣,可以在散熱結(jié)構(gòu)體31與鈍化層28之間進一步設(shè)置散熱器30,由散熱器30和散熱結(jié)構(gòu)體31來構(gòu)成散熱部。通過形成此種結(jié)構(gòu),與僅設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)體31的情況相比,可進一步提高散熱效率。另外,如前所述,散熱結(jié)構(gòu)體31成形性優(yōu)異,因此即使將散熱器30的表面如圖3所示地成形為散熱片形狀,也可以很容易地追隨散熱片形狀,而以密合的形狀將其表面覆
至Jhl o這樣,根據(jù)第二實施方式,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ia在第二電極層26上隔著鈍化層28而安裝有散熱結(jié)構(gòu)體31,散熱結(jié)構(gòu)體是在至少一種的聚合物(S) 100質(zhì)量份中含有膨脹石墨粉(E) 40 750質(zhì)量份而成的。因而,會發(fā)揮與第一實施方式相同的效果。另外,根據(jù)第二實施方式,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ia在散熱結(jié)構(gòu)體31與鈍化層28之間設(shè)有散熱器30。由此,與第一實施方式相比可以進一步提高散熱效率。下面,參照圖4,對第三實施方式的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ib進行說明。
第三實施方式是在第一實施方式中,將發(fā)電層疊體22設(shè)為由a-Si形成的a_Si發(fā)電層疊體22a和由y c-Si (微晶無定形娃)形成的U c-Si發(fā)電層疊體22b的2層結(jié)構(gòu)的
層疊體。而且,在第三實施方式中,對于發(fā)揮與第一實施方式相同的功能的部分使用相同的編號,主要對與第一實施方式不同的部分進行說明。如圖4所示,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ib的發(fā)電層疊體22是由a-Si形成的a_Si發(fā)電層疊體22a、和由y c-Si (微晶無定形娃)形成的U c-Si發(fā)電層疊體22b的2層結(jié)構(gòu)的層疊體。發(fā)電層疊體22a具有n+型a-Si層221、i型a-Si層222、以及p+型a-Si層223,并以該順序?qū)盈B于第一電極層20上。另一方面,發(fā)電層疊體22b具有n+型ii c_Si層221a、i型ii c_Si層222a、以及p+型Uc-Si層223a,并以該順序?qū)盈B在發(fā)電層疊體22a上,并且p+型y c_Si層223a與鎳層24相接。這樣,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ib既可以使用Uc-Si來形成,也可以形成2層(以上的)結(jié)構(gòu)。通過形成此種結(jié)構(gòu),使用了 U C-Si的發(fā)電層疊體22b會吸收使用了 a-Si的發(fā)電層疊體22a所無法吸收的波長的太陽光,因此可以進一步提高整體的發(fā)電效率。這樣,根據(jù)第三實施方式,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ia在第二電極層26上隔著鈍化層28而安裝有散熱結(jié)構(gòu)體31,散熱結(jié)構(gòu)體是在至少一種的聚合物(S) 100質(zhì)量份中含有膨脹石墨粉(E) 40 750質(zhì)量份而成的。因而,會發(fā)揮與第一實施方式相同的效果。另外,根據(jù)第三實施方式,光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件Ia的發(fā)電層疊體22是由a_Si形成的a-Si發(fā)電層疊體22a和由U c_Si (微晶無定形娃)形成的U c_Si發(fā)電層疊體22b的2層結(jié)構(gòu)的層疊體。由此,使用了 Uc-Si的發(fā)電層疊體22b會吸收使用了 a-Si的發(fā)電層疊體22a所無法吸收的波長的太陽光,與第一實施方式相比可進一步提高整體的發(fā)電效率。實施例以下,基于實施例,對本發(fā)明進行更詳細的說明。使用各種材料制作與本實施方式所述的散熱結(jié)構(gòu)體31相同材料的散熱片,評價散熱特性?!丛嚇拥闹谱鳌凳紫龋靡韵碌牟襟E制作出9種試樣。(實施例1)首先,作為聚合物⑶而言,在120°C下使用電子天平稱量100重量份的廣野化學(xué)工業(yè)株式會社制的作為預(yù)聚物的Ulock T2004(分子量Mw = 25萬),繼而,作為膨脹石墨粉(E)而言,稱量160重量份的伊藤石墨工業(yè)株式會社制EC-50 (平均粒徑250 u m),將它們進行混合。然后,將混合物投入HOBART容器中,在70°C下以轉(zhuǎn)速3攪拌30分鐘而得到粉體。然后,使粉體由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制的膜夾持從膜上向輥通過,從而將粉體成形為縱1OOmmX橫1OO mmX高Imm的薄片狀。(實施例2)除了將膨脹石墨粉(E)設(shè)為50重量份以外,在與實施例1相同的條件下制作出試樣。(實施例3)除了將膨脹石墨粉(E)設(shè)為400重量份以外,在與實施例1相同的條件下制作出試樣。(實施例4)除了將膨脹石墨粉(E)設(shè)為700重量份以外,在與實施例1相同的條件下制作出試樣。(實施例5)使用稱量90重量份的Ulock T2004U0重量份的和光純藥株式會社制2EHA (丙烯酸 2-乙基己酯、CH2: CHC00CH2CH(C2H5) CH2CH2CH2CH3 = 184. 28)、I 重量份的化藥 Akuzo 株式會社制Kayalene6-70(1,6-雙(1_ 丁基過氧化羰基氧基)己烷)并將它們混合而得的物質(zhì)作為聚合物(S),將膨脹石墨粉(E)設(shè)為160重量份,并且為了使2EHA聚合而在烘箱中加熱到150°C,除此以外,在與實施例1相同的條件下制作出試樣。(比較例I)除了將膨脹石墨粉(E)設(shè)為800重量份以外,在與實施例1相同的條件下制作出試樣。(比較例2)除了將膨脹石墨粉(E)設(shè)為30重量份以外,在與實施例1相同的條件下制作出試樣。(比較例3)
加入160重量份的伊藤石墨工業(yè)株式會社制的鱗片狀石墨W_5(平均粒徑5 iim)來代替膨脹石墨粉(E),除此以外,在與實施例1相同的條件下制作出試樣。(比較例4)準備了與實施例1相同尺寸的石墨。將各試樣的組成示于表I。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,具有將入射光的能量轉(zhuǎn)換為電能的光電轉(zhuǎn)換元件、以及設(shè)于所述光電轉(zhuǎn)換元件的散熱部,所述光電轉(zhuǎn)換元件具有設(shè)于與所述散熱部接觸的部分、且由含有SiCN的材料構(gòu)成的鈍化層,所述散熱部具有在100質(zhì)量份的至少一種聚合物S中含有40 750質(zhì)量份的膨脹石墨粉E而成的散熱結(jié)構(gòu)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述散熱結(jié)構(gòu)體含有阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物B。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述散熱結(jié)構(gòu)體中的所述阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物B是氫氧化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,相對于100質(zhì)量份的聚合物S而言,所述散熱結(jié)構(gòu)體含有400質(zhì)量份以下的所述阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物B。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述聚合物S含有(甲基)丙烯酸酯聚合物A來作為主成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述(甲基)丙烯酸酯聚合物A含有在所述(甲基)丙烯酸酯聚合物Al的存在下將(甲基)丙烯酸酯單體A2m聚合而成的物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述聚合物S中的所述(甲基)丙烯酸酯聚合物A具有有機酸基團。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述散熱結(jié)構(gòu)體含有在100質(zhì)量份的(甲基)丙烯酸酯聚合物Al、40 750質(zhì)量份的膨脹石墨粉E、400質(zhì)量份以下的阻燃性熱傳導(dǎo)無機化合物B以及O.1 10質(zhì)量份的有機過氧化物熱聚合引發(fā)劑C2的存在下將5 50質(zhì)量份的(甲基)丙烯酸酯單體A2m聚合而成的物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,對于所述聚合物S而言,(甲基)丙烯酸酯聚合物Al含有80 99. 9質(zhì)量%的(甲基)丙烯酸酯單體的單元al、以及20 O.1質(zhì)量%的具有有機酸基團的單體單元a2而成,其中,所述(甲基)丙烯酸酯單體是形成玻璃化溫度為_20°C以下的均聚物的單體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,(甲基)丙烯酸酯聚合物Al的重均分子量Mw利用凝膠滲透色譜法GPC法來測定,處于10萬 40萬的范圍中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,對于所述聚合物S而言,(甲基)丙烯酸酯單體A2m是包含70 99. 9質(zhì)量%的、形成玻璃化溫度為_20°C以下的均聚物的(甲基)丙烯酸酯單體a5m,以及30 O.1質(zhì)量%的具有有機酸基團的單體a6m的(甲基)丙烯酸酯單體混合物A2m’。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述膨脹石墨粉E的一次平均粒徑為5 500 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述膨脹石墨粉E經(jīng)過包括將經(jīng)酸處理后的石墨在500 1200°C下熱處理而使其膨脹至100 300ml/g,然后加以粉碎的步驟的工序而得到。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 13中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述膨脹石墨粉E在粒徑分布中具有多個峰。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述膨脹石墨粉E是混合有平均粒徑不同的多種膨脹石墨粉的物質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,多種所述膨脹石墨粉E中,平均粒徑最大的膨脹石墨粉的含有率相對于所述膨脹石墨粉E總量而言為5質(zhì)量%以上30質(zhì)量%以下。
17.根據(jù)權(quán)利要求14 16中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述膨脹石墨粉E的粒徑分布的多個峰中,I個峰與其他峰之間為50 μ m以上。
18.根據(jù)權(quán)利要求14 17中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述膨脹石墨粉E的粒徑分布的多個峰中,至少I個峰處于150 μ m以上,并且至少I個峰處于小于150 μ m的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求14 18中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,對于所述散熱結(jié)構(gòu)體而言,相對于100質(zhì)量份的所述(甲基)丙烯酸酯聚合物A,所述膨脹石墨粉E的含量為40質(zhì)量份以上750質(zhì)量份以下。
20.根據(jù)權(quán)利要求1 19中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述光電轉(zhuǎn)換兀件包含第一電極層、第二電極層、和設(shè)于所述第一電極層與第二電極層之間的一個或多個發(fā)電層疊體,所述發(fā)電層疊體包含P型半導(dǎo)體層、與所述P型半導(dǎo)體層接觸而形成的i型半導(dǎo)體層、以及與所述i型半導(dǎo)體層接觸而形成的η型半導(dǎo)體層,所述鈍化層設(shè)于所述第二電極層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述第一電極層是透明電極。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述發(fā)電層疊體的所述i型半導(dǎo)體層由結(jié)晶硅、微晶無定形硅、以及無定形硅中的任意一種形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求20 22中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述第一電極層的與所述η型半導(dǎo)體層接觸的部分包含η型的ZnO,與所述第一電極層接觸的所述η型半導(dǎo)體層由無定形娃形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求20 23中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,與所述第二電極層接觸的所述P型半導(dǎo)體層由無定形硅形成,在所述第二電極層中的至少與所述P型半導(dǎo)體層接觸的部分形成有含有鎳Ni的層。
25.根據(jù)權(quán)利要求1 24中任一項所述的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件,其特征在于,所述散熱部具有設(shè)于所述鈍化層上、且由含有Al的材料構(gòu)成的散熱器,所述散熱結(jié)構(gòu)體被以覆蓋所述散熱器的方式加以設(shè)置 。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于,提供一種具有與以往相比散熱特性較優(yōu)異的散熱機構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件(1)具有第一電極層(20)、發(fā)電層疊體(22)、以及在發(fā)電層疊體(22)上隔著鎳層(24)而成膜的第二電極層(26)。在第二電極層(26)上形成由含有SiCN的材料構(gòu)成的鈍化層(28)。在鈍化層(28)上設(shè)有散熱結(jié)構(gòu)體(31)。散熱結(jié)構(gòu)體(31)在至少一種聚合物(S)100質(zhì)量份中含有膨脹石墨粉(E)40~750質(zhì)量份。
文檔編號H01L31/04GK103053028SQ201180037619
公開日2013年4月17日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者大見忠弘, 熊本拓朗 申請人:國立大學(xué)法人東北大學(xué)