[发明专利]带防反射膜的基材的制造方法及光电池

说明书

技术领域

本发明涉及能够适用于将光能转换为电能后取出的光电池的带防反射膜的基材的制造方法以及具备该基材的光电池(太阳能电池)。更具体涉及防反射性能、光透射率等优异、且表面硬度、耐擦伤性也优异的带防反射膜的基材的制造方法及具备该基材的光电池，该带防反射膜的基材用于提高可见光的利用率、且由形成于基材上的高折射率层和形成于该高折射率层上的低折射率层构成。

背景技术

光电转换材料是连续地将光能转换为电能后取出的材料，是利用电极间的电化学反应来将光能转换为电能的材料。如果将光照射于这样的光电转换材料，则在一方的电极侧产生电子并向对电极迁移，迁移至对电极的电子在电解质中以离子状态迁移并回到一方的电极。由于该光电能量的转换是连续发生的，因此被用于例如太阳能电池等。

一般的太阳能电池如下构成：首先，在形成有透明性导电膜的玻璃板等支承体上形成光电转换材料用半导体的膜作为电极，再配置另外的形成有透明性导电膜的玻璃板等支承体作为对电极，在这些电极间封入电解质。如果对吸附于光电转换材料用半导体的光敏化材料照射太阳光，则光敏化材料吸收可见光区域的光而被激发。由该激发而产生的电子迁移至半导体，再迁移至透明导电性玻璃电极，通过连接2个电极的导线迁移至对电极，迁移至对电极的电子将电解质中的氧化还原体系还原。另一方面，已使电子迁移至半导体的光敏化材料形成氧化体的状态，但该氧化体被电解质中的氧化还原体系还原，恢复原来的状态。像这样电子连续地流动，光电转换材料起到光电池(太阳能电池)的作用。

作为该光电转换材料，采用半导体表面吸附有在可见光区域内有吸收的光谱敏化染料(日语:分光増感色素)而得的材料。例如，日本专利特开平1-220380号公报(专利文献1)中记载了在金属氧化物半导体层的表面具有由钌络合物等过渡金属络合物形成的光谱敏化染料层的太阳能电池。此外，日本专利特表平5-504023号公报(专利文献2)中记载了在掺杂有金属离子的氧化钛半导体层的表面具有由钌络合物等过渡金属络合物形成的光谱敏化染料层的太阳能电池。

这种太阳能电池的情况下，为了提高太阳光的利用率及转换效率，考虑抑制太阳光的反射，因此，在基材上设置了比基材的折射率低的防反射膜。还有，为了提高防反射性能，在基材和防反射膜之间设置高折射率层。

本申请的申请人公开了下述内容：通过使用由氧化钛胶体粒子等和基质前体构成的紫外线遮蔽膜形成用涂布液来形成紫外线遮蔽膜，在其上再使用由内部具有空洞的二氧化硅类无机氧化物粒子和基质前体构成的可见光防反射膜形成用涂布液来形成可见光防反射膜，从而可获得最低反射率、目视反射率(日文：視感反射率)低、耐久性、光电转换效率优异的光电池。(专利文献3:日本专利特开2002-134178号公报)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平1-220380号公报

专利文献2：日本专利特表平5-504023号公报

专利文献3：日本专利申请特开2002-134178号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，通过目前的制造方法所得的可见光防反射膜的耐久性(可靠性)低，由于温度、湿度等环境变化、长期使用而引起的劣化有时会在防反射膜中产生裂纹，因膜的膨胀和收缩等而折射率发生变化、防反射性能下降。所以，有时会难以维持高光电转换效率。

解决技术问题所采用的技术方案

鉴于上述情况，本发明人为了解决上述问题而进行了认真研究，结果发现通过在基材上涂布含有氧化钛微粒(高折射率的金属氧化物微粒)和碱性氮化合物的分散液，干燥，接着涂布含有二氧化硅前体的低折射率层形成成分分散液，接着进行加热，所得的防反射膜的硬度显著提高，从而完成了本发明。

[1]带防反射膜的基材的制造方法，该带防反射膜的基材由形成于基材上的高折射率层、和形成于该高折射率层上的低折射率层构成，该制造方法包括下述的工序(a)～(e)：

(a)在基材上涂布分散液，该分散液是包含1～1000ppm的碱性氮化合物、且折射率在1.50～2.40的范围内的高折射率金属氧化物粒子的分散液；

(b)在低于碱性氮化合物的沸点的温度下除去分散介质；

(c)涂布低折射率层形成成分分散液；

(d)在除去分散介质后，(e)在120～700℃下进行加热处理。

[2]如[1]所述的带防反射膜的基材的制造方法，其中，所述低折射率层形成成分是二氧化硅前体、或者二氧化硅前体和硅溶胶。