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公開番号2025064434
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174201
出願日2023-10-06
発明の名称反射防止層、複合層、太陽電池、反射防止層の製造方法、及び塗料
出願人国立研究開発法人物質・材料研究機構
代理人
主分類C09D 201/02 20060101AFI20250410BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】簡便な方法により形成可能な反射防止層を提供する。
【解決手段】下記式(1)で表される化合物を含み、表面に微細凹凸構造を有する、反射防止層10を提供する。
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式(1)において、Aは、含窒素芳香環を含む1価の基であり、Bは、ヒドロキシ基を有する炭化水素芳香環を含む1価の基であり、Lは、-N=CH-、又は、-N=N-である2価の基であり、Aの前記含窒素芳香環の炭素と、Bの前記炭化水素芳香環における前記ヒドロキシ基が結合した炭素の隣の炭素と、を連結する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
反射防止層であって、
下記式（１）で表される化合物を含み、
表面に微細凹凸構造を有する、反射防止層。
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2025064434000006.jpg
25
128
式（１）において、
Ａは、含窒素芳香環を含む１価の基であり、
Ｂは、ヒドロキシ基を有する炭化水素芳香環を含む１価の基であり、
Ｌは、－Ｎ＝ＣＨ－、又は、－Ｎ＝Ｎ－である２価の基であり、Ａの前記含窒素芳香環の炭素と、Ｂの前記炭化水素芳香環における前記ヒドロキシ基が結合した炭素の隣の炭素と、を連結する。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
式（１）において、Ａが下記式（Ａ１）～（Ａ４）からなる群から選択されるいずれか１つで表される基である、請求項１に記載の反射防止層。
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2025064434000007.jpg
92
160
式（Ａ１）～（Ａ４）において、＊は連結位置を示す。
【請求項３】
式（１）において、Ａがトリアゾール環を含む基である、請求項１に記載の反射防止層。
【請求項４】
式（１）において、Ｂが下記式（Ｂ１）～（Ｂ４）からなる群から選択されるいずれか１つで表される基である、請求項１～３のいずれか１項に記載の反射防止層。
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2025064434000008.jpg
129
145
式（Ｂ１）～（Ｂ４）において、＊は連結位置を示し、式（Ｂ２）において、ｎは１～４の整数である。
【請求項５】
式（１）において、Ｂがフェノール環を含む基である、請求項１～３のいずれか１項に記載の反射防止層。
【請求項６】
式（１）で表される化合物が、下記式（１－１）で表される化合物である、請求項１に記載の反射防止層。
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2025064434000009.jpg
36
105
【請求項７】
式（１）で表される化合物が蛍光特性を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の反射防止層。
【請求項８】
更に、量子ドットを含有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の反射防止層。
【請求項９】
請求項１～８のいずれか１項に記載の反射防止層と、
前記反射防止層の上に形成された保護層と、からなる複合層。
【請求項１０】
前記保護層が金属酸化物層である、請求項９に記載の複合層。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止層、複合層、反射防止層又は複合層を備える太陽電池、反射防止層の製造方法、及び反射防止層を形成するための塗料に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、微細構造（微細凹凸構造）を表面に設けることにより、光の表面反射を抑制する（減少させる）技術が知られている。例えば、このような微細構造（反射防止構造）を太陽電池セルの表面に設けることで、太陽光の反射を低減し、より多くの太陽光を太陽電池セル内に入射させることができる（非特許文献１及び２）。
【０００３】
非特許文献１は、化学エッチングにより微細凹凸構造を形成することを開示している。硝酸銀とフッ酸の混合溶液でシリコン（Ｓｉ）基材を処理することで、Ｓｉ基材表面に1次元ナノワイヤ構造やナノホール構造を形成できる。非特許文献２は、反応性イオンエッチングにより微細構造を形成することを開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Jpn J. Appl. Phys. 55 (6), 065001 (2016). DOI: 10.7567/JJAP.55.065001
Nanotechnology 30 (34), 344001 (2019). DOI: 10.1088/1361-6528/ab0451
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、非特許文献１に開示される化学エッチングは、比較的プロセスは簡単であるが、基材の種類が制限される。また、反射防止構造の形成（化学エッチング）は、太陽電池セルの組み立て前のプロセスとして実施しなくてはならない。このため、製造工程順序が制限されるという不都合が生じていた。また、非特許文献２に開示される反応性イオンエッチングは、装置が高価であるため、製造コストが上昇してしまう。また、反応性イオンエッチングも、化学エッチングと同様に太陽電池セルの組み立て前に行う必要があり、製造工程順序が制限される。
【０００６】
本発明はこれらの課題を解決するものである。即ち、本発明は、簡便な方法により形成可能な反射防止層を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
【０００８】
［１］反射防止層であって、後述する式（１）で表される化合物を含み、表面に微細凹凸構造を有する、反射防止層。
［２］式（１）において、Ａが後述する式（Ａ１）～（Ａ４）からなる群から選択されるいずれか１つで表される基である、［１］に記載の反射防止層。
［３］式（１）において、Ａがトリアゾール環を含む基である、［１］に記載の反射防止層。
［４］式（１）において、Ｂが後述する式（Ｂ１）～（Ｂ４）からなる群から選択されるいずれか１つで表される基である、［１］～［３］のいずれかに記載の反射防止層。
［５］式（１）において、Ｂがフェノール環を含む基である、［１］～［３］のいずれかに記載の反射防止層。
［６］式（１）で表される化合物が、後述する下記式（１－１）で表される化合物である、［１］に記載の反射防止層。
［７］式（１）で表される化合物が蛍光特性を有する、［１］～［６］のいずれかに記載の反射防止層。
［８］更に、量子ドットを含有する、［１］～［７］のいずれかに記載の反射防止層。
［９］［１］～［８］のいずれかに記載の反射防止層と、前記反射防止層の上に形成された保護層と、からなる複合層。
［１０］前記保護層が金属酸化物層である、［９］に記載の複合層。
［１１］［１］～［８］のいずれかに記載の反射防止層を備える太陽電池。
［１２］［９］又は［１０］に記載の複合層を備える、太陽電池。
［１３］［１］～［８］のいずれかに記載の反射防止層の製造方法であって、
式（１）で表される化合物と、前記化合物を溶解する溶媒と、を含む塗料を用意することと、
前記塗料を基材に塗布し、塗膜を形成することと、
前記塗膜を乾燥して、前記反射防止層を得ることと、を含む反射防止層の製造方法。
［１４］［１］～［８］のいずれかに記載の反射防止層を形成するための塗料であって、後述する式（１）で表される化合物と、溶媒と、を含む塗料。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の反射防止層は、簡便な方法（典型的には、塗料の塗布及び乾燥）により形成可能であり、製造コストを低減でき、製造時間も短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態の反射防止層の模式図（断面図）である。
本実施形態の反射防止層の製造方法を説明するフローチャートである。
本実施形態の変形例の複合層の模式図（断面図）である。
本実施形態の反射防止層の凹凸構造形成の推測されるメカニズムについて説明する図である。
式（１－１）で表される化合物の合成反応式である。
図６（ａ）は、実施例で合成した、式（１－１）で表される化合物のＦＴ－ＩＲ分析結果を示す図であり、図６（ｂ）は、
１
Ｈ－ＮＭＲ分析結果を示す図である。
実施例で作製した反射防止層１表面の倍率の異なる光学顕微鏡像である。
実施例で作製した反射防止層１表面の観察エリアの異なるＳＥＭ像である。
実施例で作製した反射防止層１表面のＳＥＭ像、及びＡＦＭ分析結果を示す図である。
実施例で作製した反射防止層１の反射率測定結果を示す図である。
実施例で合成した、式（１－１）で表される化合物の吸収特性及び発光特性を示す図である。
実施例で作製した太陽電池セル（反射防止層１有り／無し）のＪ－Ｖ特性評価結果を示す図である。
実施例で作製した太陽電池セル（反射防止層１有り／無し）の外部量子効率（ＥＱＥ）を示す図である。
実施例で作製した太陽電池セルにおける、作製に用いた塗料中の式（１－１）で表される化合物の含有量（塗料濃度）と、エネルギー変換効率（ＰＣＥ）及び電流密度との関係を示す図である。
実施例で作製した太陽電池セル（反射防止層１及びＩＴＯ保護層付き）の耐候性評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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