[发明专利]太阳能电池用基板和色素增感型太阳能电池用氧化物半导体电极

说明书

本申请是发明名称为“用于太阳能电池的基板和用于色素增感型太阳能电池的氧化物半导体电极”、国际申请日为2009年8月12日、国际申请号为PCT／JP2009／064265、国家申请号为200980122754.1的分案申请。 

技术领域

本发明涉及用于太阳能电池的基板以及使用了该用于太阳能电池的基板的、用于色素增感型太阳能电池的氧化物半导体电极。 

背景技术

近年来，对以单晶硅、多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池为首的太阳能电池的需求越来越高。这些太阳能电池主要被利用于家庭用发电、商业用发电等。另外，作为其它的太阳能电池，开发了CIS太阳能电池、CdTe太阳能电池、色素增感型太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等，也正在将它们实用化。 

将带有透明导电膜的玻璃基板作为电极基板，使用于非晶硅太阳能电池或色素增感型太阳能电池等上。在此，考虑到在制造成本和通用性方面有利，一般使用钠钙玻璃来作为玻璃基板。另外，作为透明导电膜，使用掺氟氧化锡（FTO）、掺锑氧化锡（ATO）、掺锡氧化铟（ITO）等。其中，FTO和ATO与ITO相比，虽然电阻率较差，但是化学性和热性能稳定，而且，可以期待利用膜表面的凹凸形状封锁光或通过增大表面积来提高导电性等效果，因此，作为用于非晶硅太阳能电池或色素增感型太阳能电池的电极基板，而被通用（例如，参照专利文献1和非专利文献1）。 

考虑到成膜性良好并且低成本，一般将热化学气相沉积（热CVD）法应用于FTO膜和ATO膜的制作中。具体地说，通过使包含锡和氟的化合物的混合气体在已经被加热到大约480℃以上的玻璃基板上进行热分解反应而形成膜。此外，热CVD法包括：在平板玻璃生产线上利用其热来形成膜的在线CVD法；以及离线CVD法，在该方法中，将暂时被冷却的玻璃切断为规定的尺寸，然后进行再加热而形成膜。 

然而，伴随着近年来的携带式电子设备的普及，作为电源，除了传统的电池之外，太阳能电池也被使用。在将太阳能电池使用于携带式电子设备的情况下，要求比过去设置于屋外的、被使用于家庭用和商业用发电的太阳能电池更薄型化和轻量化。此外，要求对室内光等直射日光之外的光的发电效率高。色素增感型太阳能电池特别适合于这样的用途。 

另外，为了使太阳能电池薄型化和轻量化，使电极基板薄型化是最有效的。为了使电极基板薄型化，例如，可以举出这样的方法：研磨构成电极基板的玻璃基板，使其变薄。通常，在研磨玻璃的情况下，根据缩短时间和削减成本的理由，进行两面研磨。但是，在将导电膜形成在玻璃基板的一侧的情况下，由于只能研磨一面，因此花费时间和成本。再者，在研磨工序中，存在有容易在导电膜上形成磨损的问题。 

因此，提出这样的方法：预先准备薄的玻璃基板，在其表面上形成导电膜。根据该方法，因为不需要玻璃基板的研磨操作，所以缩短了时间和削减了成本，可以高效率地实现太阳能电池的薄型化和轻量化。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本国特开2002-260448号公报。 

非专利文献 

非专利文献1：透明导电膜的技术（第二修订版）、Ohmsha出版社、第153至165页。 

发明内容

将在具有透明导电膜的基板（导电膜表面）上形成有氧化钛或氧化锌等氧化物半导体层的氧化物半导体电极使用于色素增感型太阳能电池。在此，如果提高氧化物半导体层和具有导电膜的基板（导电膜表面）的粘合性，则太阳能电池的能量转换效率提高。但是，存在有这样的问题：根据基板的种类，氧化物半导体层容易从具有导电膜的基板（导电膜表面）剥离，得不到规定的特性。 

因此，本发明是鉴于上述情况而被实施的，其首要的目的在于：提供氧化物半导体层不容易剥离的用于太阳能电池的基板以及使用了该用于太阳能电池的基板的、用于色素增感型太阳能电池的氧化物半导体电极。 

另外，如已经叙述的那样，在使用离线CVD法来将FTO膜或ATO膜形成在玻璃基板上的情况下，将玻璃基板加热到大约480℃以上，进行成膜。然而，由于被喷射到玻璃基板上的气体的温度比较低，因此，由于成膜，玻璃基板的温度容易降低。由此，如果玻璃基板的面方向或厚度方向的温度分布不均匀，则产生应力而容易发生变形。所以，产生这样的问题：虽然在如过去那样、玻璃基板厚度足够厚的情况下，难以发生变形，但是在板的厚度薄的情况下，特别是为2mm以下时，变形就很明显，不能作为用于太阳能电池的电极基板来使用。