波長変換材料、波長変換機能付き基材および太陽電池モジュール
【課題】耐熱性に優れた波長変換材料および波長変換機能付き基材、ならびに発電効率に優れた太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】欠陥発光材料が、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有するマトリックス中に分散してなる波長変換材料；本発明の波長変換材料からなる波長変換膜１２を基材１０の表面に有する波長変換機能付き基材１；本発明の波長変換機能付き基材からなる太陽電池用カバーガラスを有する太陽電池モジュール。
【解決手段】欠陥発光材料が、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有するマトリックス中に分散してなる波長変換材料；本発明の波長変換材料からなる波長変換膜１２を基材１０の表面に有する波長変換機能付き基材１；本発明の波長変換機能付き基材からなる太陽電池用カバーガラスを有する太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換材料、波長変換機能付き基材および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールにおいては、可視光領域および近赤外線領域の光が発電に利用されているが、紫外線領域の光は発電に利用されない。そのため、紫外線領域の光を有効利用するために、下記の太陽電池モジュールが提案されている。
ガラス板の表面に格子欠陥を有する酸化亜鉛からなる波長変換膜を形成し、該波長変換膜を酸化ケイ素膜で保護したものを、太陽電池用カバーガラスとして用いた太陽電池モジュール（特許文献１）。
【０００３】
格子欠陥を有する酸化亜鉛は、紫外線領域の光を可視光領域の光に変換する蛍光体材料として知られている。
しかし、格子欠陥を有する酸化亜鉛は、酸素によって酸化されやすい。そのため、波長変換膜を有する太陽電池用カバーガラスと封止材とを加熱下に圧着する際、波長変換膜が酸化ケイ素膜で保護されているにも関わらず、格子欠陥を有する酸化亜鉛が酸化され、紫外線領域の光を可視光領域の光に変換する波長変換機能が大幅に低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４５９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、耐熱性に優れた波長変換材料および波長変換機能付き基材、ならびに発電効率に優れた太陽電池モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の波長変換材料は、欠陥発光材料が、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有するマトリックス中に分散してなるものであることを特徴とする。
本発明の波長変換材料においては、赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｎ結合の吸収強度とＳｉ−Ｏ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏ）が、０．１〜５である、または、赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｃ結合の吸収強度とＳｉ−Ｈ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈ）が、０．５〜１０であることが好ましい。
欠陥発光材料は、格子欠陥を有する酸化亜鉛または格子欠陥を有する硫化カドミウムであることが好ましい。
【０００７】
本発明の波長変換機能付き基材は、本発明の波長変換材料からなる波長変換膜を基材の表面に有することを特徴とする。
波長変換膜は、欠陥発光材料と有機ポリシラザンとを含むコーティング液を、基材の表面に塗布し、乾燥してなる膜であることが好ましい。
有機ポリシラザンは、Ｓｉに結合する末端官能基として−ＣＨ３基または−（ＣＨ２）３ＮＨ２基を有するものであることが好ましい。
【０００８】
本発明の波長変換機能付き基材は、太陽電池用カバーガラスであることが好ましい。
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の波長変換機能付き基材からなる太陽電池用カバーガラスを有することを特徴とする。
本発明の太陽電池モジュールにおいては、波長変換膜が光入射面とは反対側の面となるように、太陽電池用カバーガラスが設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の波長変換材料は、耐熱性に優れる。
本発明の波長変換機能付き基材は、波長変換膜の耐熱性に優れる。
本発明の太陽電池モジュールは、発電効率に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の波長変換機能付き基材の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜波長変換材料＞
本発明の波長変換材料は、欠陥発光材料が、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有するマトリックス中に分散してなるものある。
波長変換材料の形状としては、膜状、塊状等が挙げられ、通常は、膜状である。
膜状の波長変換材料は、後述するように、欠陥発光材料と有機ポリシラザンとを含むコーティング液を、基材の表面に塗布し、乾燥して形成される。
【００１２】
（欠陥発光材料）
欠陥発光材料とは、結晶中に欠陥格子（酸素欠陥等）を有し、紫外線領域の光を吸収し、可視光領域または近赤外線領域の光を発光する蛍光体材料である。
欠陥発光材料としては、吸収波長が３００〜４００ｎｍの範囲にあり、発光波長が４００〜１０００ｎｍの範囲にあるものが好ましい。
【００１３】
欠陥発光材料としては、格子欠陥を有する酸化亜鉛、格子欠陥を有する硫化カドミウム、シリコン等が挙げられ、発光効率、安定性の点から、格子欠陥を有する酸化亜鉛または格子欠陥を有する硫化カドミウムが好ましく、人体への安全性の点から、格子欠陥を有する酸化亜鉛が特に好ましい。
【００１４】
欠陥発光材料の形状としては、粒状、球状、扁平状、シート状、中空状、鎖状、棒状、針状、角状等が挙げられる。欠陥発光材料は、表面処理されていてもよい。
粒状の欠陥発光材料の平均一次粒子径は、０．５〜１０ｎｍ以下が好ましい。欠陥発光材料の平均一次粒子径が０．５ｎｍ以上であれば、安定的に存在し得る。欠陥発光材料の平均一次粒子径が１０ｎｍ以下であれば、波長変換効率が高いため好ましい。
欠陥発光材料の平均一次粒子径は、分散液の状態にて動的散乱法で測定する。
【００１５】
（マトリックス）
マトリックスは、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有する材料からなるものである。
Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有する材料としては、たとえば、後述する有機シラザンの反応生成物等が挙げられる。
【００１６】
マトリックスがＳｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有することは、赤外吸収スペクトルを測定し、Ｓｉ−Ｎ結合（９９０ｃｍ−１）、Ｓｉ−Ｃ結合（１２６５ｃｍ−１）、Ｓｉ−Ｏ結合（１１４０ｃｍ−１）およびＳｉ−Ｈ結合（２１６２ｃｍ−１）の吸収ピークが観測されるか否かで、確認できる。
【００１７】
マトリックスとしては、赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｎ結合の吸収強度とＳｉ−Ｏ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏ）が０．１〜５であるもの、または、赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｃ結合の吸収強度とＳｉ−Ｈ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈ）が０．５〜１０であるものが好ましく；Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏが０．１〜５であり、かつＳｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈが０．５〜１０であるものがより好ましい。
【００１８】
Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏが０．１以上であれば、酸素が存在した場合、加熱下にＳｉ−Ｎ結合がまず酸素と反応するため、欠陥発光材料が酸化されにくい。Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏが５．０以下であれば、空気中で安定的に存在し得る。Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏは、０．１３〜４．０がより好ましく、０．１５〜３．０がさらに好ましい。
【００１９】
Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈが０．５以上であれば、欠陥発光材料に対するマトリックスの相溶性が高くなり、また、水素の発生量も抑えられるため、欠陥発光材料とマトリックスとの間に空孔が形成されにくく、欠陥発光材料がマトリックスによって隙間なく保護される。そのため、欠陥発光材料が酸化されにくい。Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈが１０以下であれば、欠陥発光材料とマトリックスの間で化学結合が形成されやすい。Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈは、０．６〜９．５がより好ましく、０．７〜９．０がさらに好ましい。
【００２０】
各結合の吸収強度は、上述した波数（ｃｍ−１）に吸収ピークを有する各結合の吸収曲線と、該吸収曲線が立ち上がる２点を結ぶ線（吸収曲線のベースライン）とに囲まれた領域の面積である。
【００２１】
（作用効果）
以上説明した本発明の波長変換材料にあっては、欠陥発光材料が分散しているマトリックスがＳｉ−Ｎ結合を有するため、酸素が存在した場合、加熱下にＳｉ−Ｎ結合がまず酸素と反応する。そのため、欠陥発光材料が酸化されにくい。また、欠陥発光材料が分散しているマトリックスがＳｉ−Ｃ結合を有するため、欠陥発光材料に対するマトリックスの相溶性が高くなり、欠陥発光材料とマトリックスとの間に空孔が形成されにくい。そのため、欠陥発光材料がマトリックスによって隙間なく保護され、欠陥発光材料が酸化されにくい。そして、加熱下に欠陥発光材料が酸化されにくいため、波長変換機能の低下が抑えられる、すなわち耐熱性に優れる。
【００２２】
＜波長変換機能付き基材＞
本発明の波長変換機能付き基材は、本発明の波長変換材料からなる波長変換膜を、基材の表面に有するものである。
図１は、本発明の波長変換機能付き基材の一例を示す断面図である。波長変換機能付き基材１は、基材１０と、基材１０の表面に形成された波長変換材料からなる波長変換膜１２とを有する。
【００２３】
（基材）
基材の材料としては、ガラス、樹脂、金属、セラミックス、紙等が挙げられる。
基材としては、通常、波長変換機能付き基材には光透過性が要求されることから、透明基材が好ましく、ガラス板が特に好ましい。ガラス板の材料としては、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。
基材の上に欠陥発光材料を含有する膜を形成することが好ましいが、欠陥発光材料が基材中に分散していてもよい。
【００２４】
（波長変換膜）
波長変換膜は、欠陥発光材料がマトリックス中に分散してなる膜である。
波長変換膜としては、マトリックスのＳｉ−Ｎ／Ｓｉ−ＯやＳｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈを上述の範囲内に制御しやすい点から、欠陥発光材料と有機ポリシラザンとを含むコーティング液を、基材の表面に塗布し、乾燥してなる膜であることが好ましい。
【００２５】
波長変換膜の厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、５０ｎｍ〜５μｍがより好ましい。波長変換膜の厚さが１０ｎｍ以上であれば、波長変換の効果が充分に発揮される。波長変換膜の厚さが１０μｍ以下であれば、クラックを生じにくいため波長変換の効果が得られやすい。
波長変換膜の厚さは、基材表面に波長変換膜が形成された物品を活断して得られる断面を走査型電子顕微鏡によって観察することによって計測することが可能である。
【００２６】
（コーティング液）
コーティング液は、欠陥発光材料および有機ポリシラザンを含むものであり、コーティング液の取扱性の点から、液状媒体をさらに含むものが好ましい。コーティング液は、さらに各種添加剤（硬化剤、分散剤、各種ナノ粒子等）を含んでいてもよい。
【００２７】
有機ポリシラザンとは、末端に有機基を有するポリシラザンであり、末端が水素原子であるペルヒドロポリシラザン（無機ポリシラザン）とは明確に区別される。
有機ポリシラザンとしては、欠陥発光材料を酸化させにくいマトリックスを形成しやすい点から、Ｓｉに結合する末端官能基として−ＣＨ３基または−（ＣＨ２）３ＮＨ２基を有するものが好ましい。
【００２８】
液状媒体としては、アルコール（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール等）、ケトン（メチルエチルケトン等）、エーテル（ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等）、芳香族化合物（トルエン、キシレン等）、水等が挙げられる。液状媒体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２９】
コーティング液の固形分濃度（コーティング液中の欠陥発光材料および有機ポリシラザンの合計の濃度）は、コーティング液の取扱性の点から、０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜１０質量％がより好ましい。
【００３０】
欠陥発光材料の割合は、コーティング液の固形分（コーティング液中の欠陥発光材料および有機ポリシラザンの合計）の１００質量％のうち、１〜９０質量％が好ましく、１０〜８０質量％がより好ましい。欠陥発光材料の割合が１質量％以上であれば、波長変換機能が充分に発揮される。欠陥発光材料の割合が９０質量％以下であれば、欠陥発光材料の酸化を充分に抑えることができる。
【００３１】
有機ポリシラザンの割合は、コーティング液の固形分（コーティング液中の欠陥発光材料および有機ポリシラザンの合計）の１００質量％のうち、１０〜９９質量％が好ましく、２０〜９０質量％がより好ましい。有機ポリシラザンの割合が１０質量％以上であれば、欠陥発光材料の酸化を充分に抑えることができる。有機ポリシラザンの割合が９９質量％以下であれば、波長変換機能が充分に発揮される。
【００３２】
（波長変換膜の形成）
コーティング液の塗布方法としては、スピンコート法、ディップコート法、コンマコート法、リップコート法、フローコート法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、ロールコート法、ブレードコート法、エアーナイフコート法、スリットコート法、マイクログラビアコート法、ダイコート法等が挙げられる。
【００３３】
コーティング液の乾燥温度は、２５〜３００℃が好ましく、５０〜２５０℃がより好ましい。
コーティング液の乾燥時間は、０．５〜３０分が好ましく、１〜１０分がより好ましい。
【００３４】
（用途）
波長変換機能付き基材の用途としては、太陽電池用カバーガラス、紫外線カットフィルタ、農業用フィルム、光通信用波長変換素子、各種レーザー用波長変換素子等が挙げられる。
波長変換機能付き基材は、耐熱性に優れることから、太陽電池用カバーガラスとして好適である。太陽電池用カバーガラスは、波長変換膜が形成された面もしくは反対側の基材の表面に、反射防止膜、赤外線遮蔽膜、紫外線遮蔽膜、防汚膜等を有していてもよい。
【００３５】
（作用効果）
以上説明した本発明の波長変換機能付き基材にあっては、本発明の波長変換材料からなる波長変換膜を基材の表面に有するため、波長変換材機能膜の耐熱性に優れる。
特に、有機ポリシラザンを用いて波長変換材機能膜を形成することによって、以下の理由から、波長変換材機能膜の耐熱性がさらに向上する。
【００３６】
無機ポリシラザン（ペルヒドロポリシラザン）は、末端がすべてＳｉ−Ｈ結合であるため、反応性が高い。そのため、空気中の酸素や水によって容易に酸化される。また、表面に水酸基を有するような欠陥発光材料を混合すると、すぐに水素を発生して酸化されてしまう。水素の発生量が多いため、欠陥発光材料とマトリックスとの間に空孔が生じやすく、欠陥発光材料を保護する効果が損なわれてしまう。Ｓｉ−Ｎ結合もＳｉ−Ｏ結合に変換されやすく、空気中で加熱した場合、２００℃以上で大半が酸化ケイ素となる。
一方で、有機ポリシラザンは、末端に有機基を有し、反応性が低く抑えられるため、空気中で比較的安定である。欠陥発光材料と混合しても水素の発生量が低く抑えられるため、マトリックスが欠陥発光材料に密着して保護する効果が得られる。また、空気中で加熱しても３００℃以下ではすべてのＳｉ−Ｎ結合がＳｉ−Ｏ結合に変換されずに酸窒化物として存在する。したがって、有機ポリシラザンを用いることによって、格子欠損を有する酸化されやすい欠陥発光材料に対しても、耐熱性を付与できる。
【００３７】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の波長変換機能付き基材からなる太陽電池用カバーガラスを有するものである。太陽電池モジュールの種類としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、アモルファスシリコン、化合物、ＧａＡｓ、ＣＩＳ、ＣＩＧＳ、ＣＺＴＳ、ＣｄＴｅ、色素増感、有機薄膜、ハイブリッド、薄膜シリコン、球状シリコン、タンデム、多接合、量子ドット等が挙げられる。
【００３８】
図２は、本発明の太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。太陽電池モジュール２は、波長変換機能付き基材１からなる太陽電池用カバーガラスと、バックシート２０と、これらを貼り合わせる封止材２２と、封止材２２で封止、固定され、インターコネクタ（図示略）を介して電極（図示略）間が接続された複数の太陽電池素子２４とを有するものである。
【００３９】
太陽電池用カバーガラス（波長変換機能付き基材１）は、波長変換膜１２の耐候性等の点から、波長変換膜１２が光入射面とは反対側の面となるように（封止材２２側となるように）設けられることが好ましい。
バックシート２０、封止材２２および太陽電池素子２４としては、公知のものを用いればよい。
【００４０】
（作用効果）
以上説明した本発明の太陽電池モジュールにあっては、波長変換膜の耐熱性に優れた本発明の波長変換機能付き基材を、太陽電池用カバーガラスとして用いているため、太陽電池用カバーガラスと封止材とを加熱下に圧着する際、波長変換膜中の欠陥発光材料が酸化されにくい。そのため、波長変換膜の波長変換機能が低下しにくく、その結果、発電効率に優れる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
例１〜４は実施例であり、例５〜７は比較例である。
【００４２】
（平均一次粒子径）
欠陥発光材料の平均一次粒子径は、微粒子を透過型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｈ−９０００）にて観察し、１００個の粒子を無作為に選び出し、各微粒子の粒子径を測定し、１００個の微粒子の粒子径を平均して、波長変換材料および反射防止材料の平均一次粒子径を求めた。
（波長変換膜の厚さ）
波長変換膜の厚さは、塗膜付きサンプルの切断面について走査型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｓ４３００）を用いて測定した。
【００４３】
（吸収波長）
波長変換膜の吸収波長は、蛍光光度計（日立製作所社製、Ｆ−７０００）を用いて測定した。
【００４４】
（発光波長）
波長変換膜の発光波長は、分光光度計（日立製作所社製、Ｕ−４１００）を用いて測定した。
【００４５】
（発光ピーク強度）
発光ピーク強度は、発光スペクトルから最大ピークにおけるピーク強度を読み取った。
発光ピーク強度の変化率は、下式から求めた。
変化率（％）＝（加熱試験前の発光ピーク強度−加熱試験前の発光ピーク強度）／加熱試験前の発光ピーク強度×１００。
【００４６】
（赤外吸収スペクトル）
波長変換膜の赤外吸収スペクトルは、近赤外分光分析計（横河電機社製、ＦＩＲ−１０００）を用いて測定した。
【００４７】
（欠陥発光材料）
欠陥発光材料（１）：
エタノールの９５．０ｇ、水酸化リチウムの１．４ｇ、酢酸亜鉛２水和物の３．６ｇを混合し、マイクロ波加熱装置（マイルストーンゼネラル社製、ＭｉｃｒｏＳｙｎｔｈ）を用いて８０℃にて１０分間加熱することによって、格子欠陥を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｚｎ）粒子の分散液（平均１次粒子径：３．６ｎｍ、ＺｎＯ固形分：１０質量％）を得た。
【００４８】
欠陥発光材料（２）：
エタノールの９５．０ｇ、水酸化リチウムの１．４ｇ、酢酸亜鉛２水和物の３．６ｇを混合し、マイクロ波加熱装置（マイルストーンゼネラル社製、ＭｉｃｒｏＳＹＮＴＨ）を用いて６０℃にて１０分間加熱することによって、格子欠陥を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｚｎ）粒子の分散液（平均１次粒子径：２．６ｎｍ、ＺｎＯ固形分：１０質量％）を得た。
【００４９】
欠陥発光材料（３）：
オクタデセンの２５ｇ、オレイン酸の２ｇ、酸化カドミウムの０．０１３ｇを混合し、オイルバスを用いて３００℃に加熱した。続いて、オクタデセンの２ｇ、硫黄の０．００１６ｇの混合液を添加し、２５０℃にて１時間保持した。得られた溶液にヘキサンとエタノールの混合溶液を添加し、遠心分離をする作業を繰り返し行うことで精製をし、格子欠陥を有する硫化カドミウム（ＣｄＳ）粒子の分散液（平均１次粒子径：２．５ｎｍ、ＣｄＳ固形分：１．０質量％）を得た。
【００５０】
（有機ポリシラザン）
有機ポリシラザン（１）：メチルポリシラザン。ジエチルエーテルの２５０ｇ、ジクロロメチルシランの２０ｇを乾燥窒素ガス雰囲気化で混合し、ドライアイスコンデンサーで冷却しながら乾燥アンモニアガスを４時間バブリングした。得られた懸濁液をろ過することでメチルポリシラザンを得た。
有機ポリシラザン（２）：有機ポリシラザン（ＫｉＯＮ社製、ＨＴＡ １５００ Ｒａｐｉｄ Ｃｕｒｅ、末端官能基：−（ＣＨ２）３ＮＨ２基）。
有機ポリシラザン（３）：有機ポリシラザン（ＫｉＯＮ社製、ＨＴＡ １５００ Ｓｌｏｗ Ｃｕｒｅ、末端官能基：−（ＣＨ２）３ＮＨ２基）。
有機ポリシラザン（４）：有機ポリシラザン（ＫｉＯＮ社製、ＨＴＴ １８００、末端官能基：−ＣＨ＝ＣＨ２基）。
【００５１】
（他のマトリックス前駆体）
無機ポリシラザン（５）：ペルヒドロポリシラザン（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製、アクアミカ ＮＰ１１０−２０、固形分：２０質量％）。
シリケート加水分解物（６）：アルコキシシラン加水分解物（コルコート社製、Ｎ−１０３Ｘ、固形分：２質量％）。
【００５２】
〔例１〜７〕
表１に示す組成にて、欠陥発光材料、有機ポリシラザン（または他のマトリックス前駆体）、エタノールを混合し、コーティング液を得た。
ガラス板の表面に、回転数：５００ｒｐｍ、時間：２０秒間の条件にてコーティング液をスピンコートし、室温で 時間自然乾燥させて、波長変換膜を形成した。波長変換膜の厚さ、吸収波長、発光波長、発光ピーク強度および赤外吸収スペクトルにおける各結合の吸収強度を、表１に示す。
【００５３】
波長変換膜が形成されたガラス板を、熱風乾燥炉内に入れ、２００℃で３０分間加熱し、加熱試験を行った。加熱試験後の波長変換膜の発光波長、発光ピーク強度および発光ピーク強度の変化率を、表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
発光ピーク強度の変化率の結果から、例１〜４の波長変換膜は、耐熱性に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の波長変換機能付き基材は、太陽電池用カバーガラス等として有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 波長変換機能付き基材
２ 太陽電池モジュール
１０ 基材
１２ 波長変換膜
２０ バックシート
２２ 封止材
２４ 太陽電池素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換材料、波長変換機能付き基材および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールにおいては、可視光領域および近赤外線領域の光が発電に利用されているが、紫外線領域の光は発電に利用されない。そのため、紫外線領域の光を有効利用するために、下記の太陽電池モジュールが提案されている。
ガラス板の表面に格子欠陥を有する酸化亜鉛からなる波長変換膜を形成し、該波長変換膜を酸化ケイ素膜で保護したものを、太陽電池用カバーガラスとして用いた太陽電池モジュール（特許文献１）。
【０００３】
格子欠陥を有する酸化亜鉛は、紫外線領域の光を可視光領域の光に変換する蛍光体材料として知られている。
しかし、格子欠陥を有する酸化亜鉛は、酸素によって酸化されやすい。そのため、波長変換膜を有する太陽電池用カバーガラスと封止材とを加熱下に圧着する際、波長変換膜が酸化ケイ素膜で保護されているにも関わらず、格子欠陥を有する酸化亜鉛が酸化され、紫外線領域の光を可視光領域の光に変換する波長変換機能が大幅に低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４５９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、耐熱性に優れた波長変換材料および波長変換機能付き基材、ならびに発電効率に優れた太陽電池モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の波長変換材料は、欠陥発光材料が、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有するマトリックス中に分散してなるものであることを特徴とする。
本発明の波長変換材料においては、赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｎ結合の吸収強度とＳｉ−Ｏ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏ）が、０．１〜５である、または、赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｃ結合の吸収強度とＳｉ−Ｈ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈ）が、０．５〜１０であることが好ましい。
欠陥発光材料は、格子欠陥を有する酸化亜鉛または格子欠陥を有する硫化カドミウムであることが好ましい。
【０００７】
本発明の波長変換機能付き基材は、本発明の波長変換材料からなる波長変換膜を基材の表面に有することを特徴とする。
波長変換膜は、欠陥発光材料と有機ポリシラザンとを含むコーティング液を、基材の表面に塗布し、乾燥してなる膜であることが好ましい。
有機ポリシラザンは、Ｓｉに結合する末端官能基として−ＣＨ３基または−（ＣＨ２）３ＮＨ２基を有するものであることが好ましい。
【０００８】
本発明の波長変換機能付き基材は、太陽電池用カバーガラスであることが好ましい。
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の波長変換機能付き基材からなる太陽電池用カバーガラスを有することを特徴とする。
本発明の太陽電池モジュールにおいては、波長変換膜が光入射面とは反対側の面となるように、太陽電池用カバーガラスが設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の波長変換材料は、耐熱性に優れる。
本発明の波長変換機能付き基材は、波長変換膜の耐熱性に優れる。
本発明の太陽電池モジュールは、発電効率に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の波長変換機能付き基材の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜波長変換材料＞
本発明の波長変換材料は、欠陥発光材料が、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有するマトリックス中に分散してなるものある。
波長変換材料の形状としては、膜状、塊状等が挙げられ、通常は、膜状である。
膜状の波長変換材料は、後述するように、欠陥発光材料と有機ポリシラザンとを含むコーティング液を、基材の表面に塗布し、乾燥して形成される。
【００１２】
（欠陥発光材料）
欠陥発光材料とは、結晶中に欠陥格子（酸素欠陥等）を有し、紫外線領域の光を吸収し、可視光領域または近赤外線領域の光を発光する蛍光体材料である。
欠陥発光材料としては、吸収波長が３００〜４００ｎｍの範囲にあり、発光波長が４００〜１０００ｎｍの範囲にあるものが好ましい。
【００１３】
欠陥発光材料としては、格子欠陥を有する酸化亜鉛、格子欠陥を有する硫化カドミウム、シリコン等が挙げられ、発光効率、安定性の点から、格子欠陥を有する酸化亜鉛または格子欠陥を有する硫化カドミウムが好ましく、人体への安全性の点から、格子欠陥を有する酸化亜鉛が特に好ましい。
【００１４】
欠陥発光材料の形状としては、粒状、球状、扁平状、シート状、中空状、鎖状、棒状、針状、角状等が挙げられる。欠陥発光材料は、表面処理されていてもよい。
粒状の欠陥発光材料の平均一次粒子径は、０．５〜１０ｎｍ以下が好ましい。欠陥発光材料の平均一次粒子径が０．５ｎｍ以上であれば、安定的に存在し得る。欠陥発光材料の平均一次粒子径が１０ｎｍ以下であれば、波長変換効率が高いため好ましい。
欠陥発光材料の平均一次粒子径は、分散液の状態にて動的散乱法で測定する。
【００１５】
（マトリックス）
マトリックスは、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有する材料からなるものである。
Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有する材料としては、たとえば、後述する有機シラザンの反応生成物等が挙げられる。
【００１６】
マトリックスがＳｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有することは、赤外吸収スペクトルを測定し、Ｓｉ−Ｎ結合（９９０ｃｍ−１）、Ｓｉ−Ｃ結合（１２６５ｃｍ−１）、Ｓｉ−Ｏ結合（１１４０ｃｍ−１）およびＳｉ−Ｈ結合（２１６２ｃｍ−１）の吸収ピークが観測されるか否かで、確認できる。
【００１７】
マトリックスとしては、赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｎ結合の吸収強度とＳｉ−Ｏ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏ）が０．１〜５であるもの、または、赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｃ結合の吸収強度とＳｉ−Ｈ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈ）が０．５〜１０であるものが好ましく；Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏが０．１〜５であり、かつＳｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈが０．５〜１０であるものがより好ましい。
【００１８】
Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏが０．１以上であれば、酸素が存在した場合、加熱下にＳｉ−Ｎ結合がまず酸素と反応するため、欠陥発光材料が酸化されにくい。Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏが５．０以下であれば、空気中で安定的に存在し得る。Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏは、０．１３〜４．０がより好ましく、０．１５〜３．０がさらに好ましい。
【００１９】
Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈが０．５以上であれば、欠陥発光材料に対するマトリックスの相溶性が高くなり、また、水素の発生量も抑えられるため、欠陥発光材料とマトリックスとの間に空孔が形成されにくく、欠陥発光材料がマトリックスによって隙間なく保護される。そのため、欠陥発光材料が酸化されにくい。Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈが１０以下であれば、欠陥発光材料とマトリックスの間で化学結合が形成されやすい。Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈは、０．６〜９．５がより好ましく、０．７〜９．０がさらに好ましい。
【００２０】
各結合の吸収強度は、上述した波数（ｃｍ−１）に吸収ピークを有する各結合の吸収曲線と、該吸収曲線が立ち上がる２点を結ぶ線（吸収曲線のベースライン）とに囲まれた領域の面積である。
【００２１】
（作用効果）
以上説明した本発明の波長変換材料にあっては、欠陥発光材料が分散しているマトリックスがＳｉ−Ｎ結合を有するため、酸素が存在した場合、加熱下にＳｉ−Ｎ結合がまず酸素と反応する。そのため、欠陥発光材料が酸化されにくい。また、欠陥発光材料が分散しているマトリックスがＳｉ−Ｃ結合を有するため、欠陥発光材料に対するマトリックスの相溶性が高くなり、欠陥発光材料とマトリックスとの間に空孔が形成されにくい。そのため、欠陥発光材料がマトリックスによって隙間なく保護され、欠陥発光材料が酸化されにくい。そして、加熱下に欠陥発光材料が酸化されにくいため、波長変換機能の低下が抑えられる、すなわち耐熱性に優れる。
【００２２】
＜波長変換機能付き基材＞
本発明の波長変換機能付き基材は、本発明の波長変換材料からなる波長変換膜を、基材の表面に有するものである。
図１は、本発明の波長変換機能付き基材の一例を示す断面図である。波長変換機能付き基材１は、基材１０と、基材１０の表面に形成された波長変換材料からなる波長変換膜１２とを有する。
【００２３】
（基材）
基材の材料としては、ガラス、樹脂、金属、セラミックス、紙等が挙げられる。
基材としては、通常、波長変換機能付き基材には光透過性が要求されることから、透明基材が好ましく、ガラス板が特に好ましい。ガラス板の材料としては、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。
基材の上に欠陥発光材料を含有する膜を形成することが好ましいが、欠陥発光材料が基材中に分散していてもよい。
【００２４】
（波長変換膜）
波長変換膜は、欠陥発光材料がマトリックス中に分散してなる膜である。
波長変換膜としては、マトリックスのＳｉ−Ｎ／Ｓｉ−ＯやＳｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈを上述の範囲内に制御しやすい点から、欠陥発光材料と有機ポリシラザンとを含むコーティング液を、基材の表面に塗布し、乾燥してなる膜であることが好ましい。
【００２５】
波長変換膜の厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、５０ｎｍ〜５μｍがより好ましい。波長変換膜の厚さが１０ｎｍ以上であれば、波長変換の効果が充分に発揮される。波長変換膜の厚さが１０μｍ以下であれば、クラックを生じにくいため波長変換の効果が得られやすい。
波長変換膜の厚さは、基材表面に波長変換膜が形成された物品を活断して得られる断面を走査型電子顕微鏡によって観察することによって計測することが可能である。
【００２６】
（コーティング液）
コーティング液は、欠陥発光材料および有機ポリシラザンを含むものであり、コーティング液の取扱性の点から、液状媒体をさらに含むものが好ましい。コーティング液は、さらに各種添加剤（硬化剤、分散剤、各種ナノ粒子等）を含んでいてもよい。
【００２７】
有機ポリシラザンとは、末端に有機基を有するポリシラザンであり、末端が水素原子であるペルヒドロポリシラザン（無機ポリシラザン）とは明確に区別される。
有機ポリシラザンとしては、欠陥発光材料を酸化させにくいマトリックスを形成しやすい点から、Ｓｉに結合する末端官能基として−ＣＨ３基または−（ＣＨ２）３ＮＨ２基を有するものが好ましい。
【００２８】
液状媒体としては、アルコール（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール等）、ケトン（メチルエチルケトン等）、エーテル（ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等）、芳香族化合物（トルエン、キシレン等）、水等が挙げられる。液状媒体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２９】
コーティング液の固形分濃度（コーティング液中の欠陥発光材料および有機ポリシラザンの合計の濃度）は、コーティング液の取扱性の点から、０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜１０質量％がより好ましい。
【００３０】
欠陥発光材料の割合は、コーティング液の固形分（コーティング液中の欠陥発光材料および有機ポリシラザンの合計）の１００質量％のうち、１〜９０質量％が好ましく、１０〜８０質量％がより好ましい。欠陥発光材料の割合が１質量％以上であれば、波長変換機能が充分に発揮される。欠陥発光材料の割合が９０質量％以下であれば、欠陥発光材料の酸化を充分に抑えることができる。
【００３１】
有機ポリシラザンの割合は、コーティング液の固形分（コーティング液中の欠陥発光材料および有機ポリシラザンの合計）の１００質量％のうち、１０〜９９質量％が好ましく、２０〜９０質量％がより好ましい。有機ポリシラザンの割合が１０質量％以上であれば、欠陥発光材料の酸化を充分に抑えることができる。有機ポリシラザンの割合が９９質量％以下であれば、波長変換機能が充分に発揮される。
【００３２】
（波長変換膜の形成）
コーティング液の塗布方法としては、スピンコート法、ディップコート法、コンマコート法、リップコート法、フローコート法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、ロールコート法、ブレードコート法、エアーナイフコート法、スリットコート法、マイクログラビアコート法、ダイコート法等が挙げられる。
【００３３】
コーティング液の乾燥温度は、２５〜３００℃が好ましく、５０〜２５０℃がより好ましい。
コーティング液の乾燥時間は、０．５〜３０分が好ましく、１〜１０分がより好ましい。
【００３４】
（用途）
波長変換機能付き基材の用途としては、太陽電池用カバーガラス、紫外線カットフィルタ、農業用フィルム、光通信用波長変換素子、各種レーザー用波長変換素子等が挙げられる。
波長変換機能付き基材は、耐熱性に優れることから、太陽電池用カバーガラスとして好適である。太陽電池用カバーガラスは、波長変換膜が形成された面もしくは反対側の基材の表面に、反射防止膜、赤外線遮蔽膜、紫外線遮蔽膜、防汚膜等を有していてもよい。
【００３５】
（作用効果）
以上説明した本発明の波長変換機能付き基材にあっては、本発明の波長変換材料からなる波長変換膜を基材の表面に有するため、波長変換材機能膜の耐熱性に優れる。
特に、有機ポリシラザンを用いて波長変換材機能膜を形成することによって、以下の理由から、波長変換材機能膜の耐熱性がさらに向上する。
【００３６】
無機ポリシラザン（ペルヒドロポリシラザン）は、末端がすべてＳｉ−Ｈ結合であるため、反応性が高い。そのため、空気中の酸素や水によって容易に酸化される。また、表面に水酸基を有するような欠陥発光材料を混合すると、すぐに水素を発生して酸化されてしまう。水素の発生量が多いため、欠陥発光材料とマトリックスとの間に空孔が生じやすく、欠陥発光材料を保護する効果が損なわれてしまう。Ｓｉ−Ｎ結合もＳｉ−Ｏ結合に変換されやすく、空気中で加熱した場合、２００℃以上で大半が酸化ケイ素となる。
一方で、有機ポリシラザンは、末端に有機基を有し、反応性が低く抑えられるため、空気中で比較的安定である。欠陥発光材料と混合しても水素の発生量が低く抑えられるため、マトリックスが欠陥発光材料に密着して保護する効果が得られる。また、空気中で加熱しても３００℃以下ではすべてのＳｉ−Ｎ結合がＳｉ−Ｏ結合に変換されずに酸窒化物として存在する。したがって、有機ポリシラザンを用いることによって、格子欠損を有する酸化されやすい欠陥発光材料に対しても、耐熱性を付与できる。
【００３７】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の波長変換機能付き基材からなる太陽電池用カバーガラスを有するものである。太陽電池モジュールの種類としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、アモルファスシリコン、化合物、ＧａＡｓ、ＣＩＳ、ＣＩＧＳ、ＣＺＴＳ、ＣｄＴｅ、色素増感、有機薄膜、ハイブリッド、薄膜シリコン、球状シリコン、タンデム、多接合、量子ドット等が挙げられる。
【００３８】
図２は、本発明の太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。太陽電池モジュール２は、波長変換機能付き基材１からなる太陽電池用カバーガラスと、バックシート２０と、これらを貼り合わせる封止材２２と、封止材２２で封止、固定され、インターコネクタ（図示略）を介して電極（図示略）間が接続された複数の太陽電池素子２４とを有するものである。
【００３９】
太陽電池用カバーガラス（波長変換機能付き基材１）は、波長変換膜１２の耐候性等の点から、波長変換膜１２が光入射面とは反対側の面となるように（封止材２２側となるように）設けられることが好ましい。
バックシート２０、封止材２２および太陽電池素子２４としては、公知のものを用いればよい。
【００４０】
（作用効果）
以上説明した本発明の太陽電池モジュールにあっては、波長変換膜の耐熱性に優れた本発明の波長変換機能付き基材を、太陽電池用カバーガラスとして用いているため、太陽電池用カバーガラスと封止材とを加熱下に圧着する際、波長変換膜中の欠陥発光材料が酸化されにくい。そのため、波長変換膜の波長変換機能が低下しにくく、その結果、発電効率に優れる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
例１〜４は実施例であり、例５〜７は比較例である。
【００４２】
（平均一次粒子径）
欠陥発光材料の平均一次粒子径は、微粒子を透過型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｈ−９０００）にて観察し、１００個の粒子を無作為に選び出し、各微粒子の粒子径を測定し、１００個の微粒子の粒子径を平均して、波長変換材料および反射防止材料の平均一次粒子径を求めた。
（波長変換膜の厚さ）
波長変換膜の厚さは、塗膜付きサンプルの切断面について走査型電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｓ４３００）を用いて測定した。
【００４３】
（吸収波長）
波長変換膜の吸収波長は、蛍光光度計（日立製作所社製、Ｆ−７０００）を用いて測定した。
【００４４】
（発光波長）
波長変換膜の発光波長は、分光光度計（日立製作所社製、Ｕ−４１００）を用いて測定した。
【００４５】
（発光ピーク強度）
発光ピーク強度は、発光スペクトルから最大ピークにおけるピーク強度を読み取った。
発光ピーク強度の変化率は、下式から求めた。
変化率（％）＝（加熱試験前の発光ピーク強度−加熱試験前の発光ピーク強度）／加熱試験前の発光ピーク強度×１００。
【００４６】
（赤外吸収スペクトル）
波長変換膜の赤外吸収スペクトルは、近赤外分光分析計（横河電機社製、ＦＩＲ−１０００）を用いて測定した。
【００４７】
（欠陥発光材料）
欠陥発光材料（１）：
エタノールの９５．０ｇ、水酸化リチウムの１．４ｇ、酢酸亜鉛２水和物の３．６ｇを混合し、マイクロ波加熱装置（マイルストーンゼネラル社製、ＭｉｃｒｏＳｙｎｔｈ）を用いて８０℃にて１０分間加熱することによって、格子欠陥を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｚｎ）粒子の分散液（平均１次粒子径：３．６ｎｍ、ＺｎＯ固形分：１０質量％）を得た。
【００４８】
欠陥発光材料（２）：
エタノールの９５．０ｇ、水酸化リチウムの１．４ｇ、酢酸亜鉛２水和物の３．６ｇを混合し、マイクロ波加熱装置（マイルストーンゼネラル社製、ＭｉｃｒｏＳＹＮＴＨ）を用いて６０℃にて１０分間加熱することによって、格子欠陥を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｚｎ）粒子の分散液（平均１次粒子径：２．６ｎｍ、ＺｎＯ固形分：１０質量％）を得た。
【００４９】
欠陥発光材料（３）：
オクタデセンの２５ｇ、オレイン酸の２ｇ、酸化カドミウムの０．０１３ｇを混合し、オイルバスを用いて３００℃に加熱した。続いて、オクタデセンの２ｇ、硫黄の０．００１６ｇの混合液を添加し、２５０℃にて１時間保持した。得られた溶液にヘキサンとエタノールの混合溶液を添加し、遠心分離をする作業を繰り返し行うことで精製をし、格子欠陥を有する硫化カドミウム（ＣｄＳ）粒子の分散液（平均１次粒子径：２．５ｎｍ、ＣｄＳ固形分：１．０質量％）を得た。
【００５０】
（有機ポリシラザン）
有機ポリシラザン（１）：メチルポリシラザン。ジエチルエーテルの２５０ｇ、ジクロロメチルシランの２０ｇを乾燥窒素ガス雰囲気化で混合し、ドライアイスコンデンサーで冷却しながら乾燥アンモニアガスを４時間バブリングした。得られた懸濁液をろ過することでメチルポリシラザンを得た。
有機ポリシラザン（２）：有機ポリシラザン（ＫｉＯＮ社製、ＨＴＡ １５００ Ｒａｐｉｄ Ｃｕｒｅ、末端官能基：−（ＣＨ２）３ＮＨ２基）。
有機ポリシラザン（３）：有機ポリシラザン（ＫｉＯＮ社製、ＨＴＡ １５００ Ｓｌｏｗ Ｃｕｒｅ、末端官能基：−（ＣＨ２）３ＮＨ２基）。
有機ポリシラザン（４）：有機ポリシラザン（ＫｉＯＮ社製、ＨＴＴ １８００、末端官能基：−ＣＨ＝ＣＨ２基）。
【００５１】
（他のマトリックス前駆体）
無機ポリシラザン（５）：ペルヒドロポリシラザン（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製、アクアミカ ＮＰ１１０−２０、固形分：２０質量％）。
シリケート加水分解物（６）：アルコキシシラン加水分解物（コルコート社製、Ｎ−１０３Ｘ、固形分：２質量％）。
【００５２】
〔例１〜７〕
表１に示す組成にて、欠陥発光材料、有機ポリシラザン（または他のマトリックス前駆体）、エタノールを混合し、コーティング液を得た。
ガラス板の表面に、回転数：５００ｒｐｍ、時間：２０秒間の条件にてコーティング液をスピンコートし、室温で 時間自然乾燥させて、波長変換膜を形成した。波長変換膜の厚さ、吸収波長、発光波長、発光ピーク強度および赤外吸収スペクトルにおける各結合の吸収強度を、表１に示す。
【００５３】
波長変換膜が形成されたガラス板を、熱風乾燥炉内に入れ、２００℃で３０分間加熱し、加熱試験を行った。加熱試験後の波長変換膜の発光波長、発光ピーク強度および発光ピーク強度の変化率を、表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
発光ピーク強度の変化率の結果から、例１〜４の波長変換膜は、耐熱性に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の波長変換機能付き基材は、太陽電池用カバーガラス等として有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 波長変換機能付き基材
２ 太陽電池モジュール
１０ 基材
１２ 波長変換膜
２０ バックシート
２２ 封止材
２４ 太陽電池素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
欠陥発光材料が、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有するマトリックス中に分散してなる、波長変換材料。
【請求項２】
赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｎ結合の吸収強度とＳｉ−Ｏ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏ）が、０．１〜５である、または
赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｃ結合の吸収強度とＳｉ−Ｈ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈ）が、０．５〜１０である、請求項１に記載の波長変換材料。
【請求項３】
欠陥発光材料が、格子欠陥を有する酸化亜鉛または格子欠陥を有する硫化カドミウムである、請求項１または２に記載の波長変換材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の波長変換材料からなる波長変換膜を基材の表面に有する、波長変換機能付き基材。
【請求項５】
波長変換膜が、欠陥発光材料と有機ポリシラザンとを含むコーティング液を、基材の表面に塗布し、乾燥してなる膜である、請求項４に記載の波長変換機能付き基材。
【請求項６】
有機ポリシラザンが、Ｓｉに結合する末端官能基として−ＣＨ３基または−（ＣＨ２）３ＮＨ２基を有するものである、請求項５に記載の波長変換機能付き基材。
【請求項７】
太陽電池用カバーガラスである、請求項５または６に記載の波長変換機能付き基材。
【請求項８】
請求項５または６に記載の波長変換機能付き基材からなる太陽電池用カバーガラスを有する、太陽電池モジュール。
【請求項９】
波長変換膜が光入射面とは反対側の面となるように、太陽電池用カバーガラスが設けられている、請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１】
欠陥発光材料が、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｈ結合を有するマトリックス中に分散してなる、波長変換材料。
【請求項２】
赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｎ結合の吸収強度とＳｉ−Ｏ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｎ／Ｓｉ−Ｏ）が、０．１〜５である、または
赤外吸収スペクトルにおけるＳｉ−Ｃ結合の吸収強度とＳｉ−Ｈ結合の吸収強度との比（Ｓｉ−Ｃ／Ｓｉ−Ｈ）が、０．５〜１０である、請求項１に記載の波長変換材料。
【請求項３】
欠陥発光材料が、格子欠陥を有する酸化亜鉛または格子欠陥を有する硫化カドミウムである、請求項１または２に記載の波長変換材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の波長変換材料からなる波長変換膜を基材の表面に有する、波長変換機能付き基材。
【請求項５】
波長変換膜が、欠陥発光材料と有機ポリシラザンとを含むコーティング液を、基材の表面に塗布し、乾燥してなる膜である、請求項４に記載の波長変換機能付き基材。
【請求項６】
有機ポリシラザンが、Ｓｉに結合する末端官能基として−ＣＨ３基または−（ＣＨ２）３ＮＨ２基を有するものである、請求項５に記載の波長変換機能付き基材。
【請求項７】
太陽電池用カバーガラスである、請求項５または６に記載の波長変換機能付き基材。
【請求項８】
請求項５または６に記載の波長変換機能付き基材からなる太陽電池用カバーガラスを有する、太陽電池モジュール。
【請求項９】
波長変換膜が光入射面とは反対側の面となるように、太陽電池用カバーガラスが設けられている、請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２４１１５６（Ｐ２０１２−２４１１５６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４９２９（Ｐ２０１１−１１４９２９）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]