発刊・体裁・価格
発刊 2010年3月24日 定価 71,500円 (税込(消費税10％））
体裁 B5判 370ページ ISBN 978-4-904080-46-7 →詳細、申込方法はこちらを参照
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本書のポイント
新規参入を考える方も、高耐久・高効率電池を開発したい方も、まずはこの1冊から！
太陽電池と関連部材のために…
バックシート･封止材･透明導電膜･基板等の部材から、製膜技術･モジュール化まで、
詳細な技術･新規の研究をお届け致します。
＜製膜技術＞プロセス・設備・条件等を集成
・スパッタリング …設備の構成やメンテナンスまで
・蒸着法 …抵抗加熱蒸着法／電子ビーム加熱法
・ＣＶＤ …熱CVDによるSnO2膜・ZnO膜の製膜、プラズマCVDなど
・プラズマＣＶＤ …装置メーカーの事例、各プロセス、成膜条件パラメータなど
・スクリーン印刷法 …塗膜のコントロール、印刷機各種
・塗布成膜法 …基板と塗布方法、塗布における溶媒の影響
・スピンコーティング法 …CIS/CIGS薄膜の作製、塗布熱分解法
＜封止材・モジュール用部材＞バックシート他、耐久性向上のために
・ＥＶＡ …熱収縮・耐久性試験に関する評価方法、組成と条件設定も
・ＰＶＢ …フィルムのラミネート、反射膜機能の付与
・有機フィルム各種 …バックシート用など、耐候性・水蒸気透過率・光線透過率と改良・製造技術
・水蒸気バリアフィルム …要求特性、超ガスバリヤフィルム
・ガラス …強度・耐久性の確保、薄膜用基板としての機能、他
・バックシート …開発事例、要求事項
＜モジュール化＞ 方式別のポイントを知る
・モジュール製造技術 …セル検査・配線・ラミネーション・テスト
・シリコン太陽電池 …温度サイクル・湿度・積雪に対する耐性など
・ＣＩＳ系太陽電池 …製造技術、要求される特性など
・有機薄膜太陽電池 …劣化と高耐久性、封止剤、バックシートも
・色素増感太陽電池 …材料各種の形成工程、耐久性向上の動向など
＜透明導電膜＞ ITO代替のための材料と製法
・ＩＴＯ …超低抵抗ITOの作製、ITO使用を大幅に削減した基盤
・ＺｎＯ …AZO、ACZO、TZO等の検討、ドーパント材料の検討
・ＴｉＯ2 …塗布と焼成方法、光の透過と散乱について
・ＦＴＯ …スプレー熱分解(SPD)法、集光膜によるヘイズ率の制御
・ＰＥＤＯＴ …国内／海外の方式別活用例など
・ＡＴＯ …微粒子の製法・膜の特性と応用の可能性
＜電極／基板＞ 最新方式へ向けた材料と技術
・電極材料の界面制御 …色素増感用電極の事例(半導体･色素･電解質･対向電極)
・銀・銅ナノ粒子電極 …合成方法と電極材料への応用
・基板のフレキシブル化 …求められる条件、モジュールの印刷式製造
・フレキシブル基板事例 …透明性､耐湿性と水蒸気バリア性､耐候性の付与
＜最新高効率化技術＞ 部材からシステム全体までを見越して
・反射防止処理 …各種エッチングによる表面テクスチャ化法
・集光技術 …システムの構成要素と集光型太陽電池モジュール技術
・波長変換 …機構解析・最適膜厚・波長整合・劣化対策
・コーティング技術 …光学原理と材料設計、要求性能と信頼性
・チタニア技術 …透過率向上・反射率低減・防汚・基板劣化低減
・システムの高効率･長寿命化 …エネルギーコストの算定とその条件
執筆者一覧（敬称略）
●山口 真史 (豊田工業大学)
●石原 伸一郎 ((株)エバテック)
●石原 俊一 ((株)エバテック)
●外山 利彦 (大阪大学)
●浅野 靖文 (ニューロング精密工業(株))
●林 靖彦 (名古屋工業大学)
●安藤 靜敏(東京理科大学)
●瀬川 正志 (サンビック(株))
●磯上 宏一郎 ((株)クラレ)
●小田 英晶 ((株)クラレ)
●樋口 義明 (旭硝子(株))
●中山 弘(大阪市立大学)
●竹原 徹雄(東京大学)
●川島 康司(恵和(株))
●橋本 徹 ((株)エヌ・ピー・シー)
●有本 智 (三菱電機(株))
●櫛屋 勝巳 (昭和シェル石油(株))
●渡辺 実 (ローム(株))
●鈴木 晶雄 (大阪産業大学)
●山方 啓 (北海道大学)
●奥谷 昌之 (静岡大学)
●橋本 定待 (日本先端科学(株))
●友成 雅則 (石原産業(株))
●井田 清信 (石原産業(株))
●永森 智 (石原産業(株))
●村上 健司(静岡大学)
●宮坂 力 (ぺクセル・テクノロジーズ(株))
●池田 功一 (日本ゼオン(株))
●齋藤 洋司 (成蹊大学)
●河野 勝泰 (電気通信大学)
●緒方 四郎 (サスティナブル・テクノロジー(株))
●岸本 泰一 (東ソー・エフテック(株))
●谷 辰夫 (諏訪東京理科大学)
目次
はじめに 太陽電池及び部材各種の最新動向
1.太陽電池の市場動向
2.太陽電池の開発動向
2.1 太陽電池の種類
2.2 結晶系Si太陽電池
2.3 薄膜Si系太陽電池
2.4 多結晶化合物薄膜太陽電池
2.5 高効率多接合太陽電池
2.6 集光型太陽電池
2.7 その他の太陽電池
3.各種部材の動向
4.太陽電池および太陽光発電の今後の展望
第1章 製膜技術各種と太陽電池部材製造への利用
第1節 スパッタリングによる成膜と各種太陽電池への利用
1.スパッタリングとは
2.スパッタリングの特徴
3.太陽電池への応用
3.1 Si結晶太陽電池
3.2 Si薄膜太陽電池
3.3 化合物薄膜太陽電池
4.スパッタリング設備の構成
5.基板の縦搬送と横搬送
6.スパッタリング装置の排気システム
7.工場側の準備
8.定期メンテナンス
第2節 蒸着による成膜と各種太陽電池への利用
1.蒸着法について
1.1 抵抗加熱法
1.2 電子ビーム加熱法
2.抵抗加熱蒸着法の特徴
3.太陽電池への応用
3.1 Si結晶太陽電池
3.2 Si薄膜太陽電池、化合物太陽電池
3.3 有機薄膜太陽電池
4.蒸着法の設備の構成
4.1 抵抗加熱法
4.2 電子ビーム加熱法
5.基板の搬送方法
6.蒸着法の装置の排気システム
7.工場側の準備
8.定期メンテナンス
8.1抵抗加熱法
8.2 電子ビーム加熱法
8.3 排気システムのメンテナンス
第3節 CVD（化学気相蒸着）による成膜と各種太陽電池製造への利用
1.CVD法の種類と成膜材料、使用用途
2.熱CVD
2.1 熱CVDの原理と種類
2.2 SnO2膜
2.3 ZnO膜
2.4 その他の材料
3.プラズマCVD
3.1 プラズマCVDの原理と種類
3.2 薄膜Si
3.2.1 太陽電池構造と装置構成
3.2.2 反応室クリーニング
3.2.3 VHFプラズマCVD法による高速成膜
3.3 a-SiNx
3.4 HIT太陽電池
第4節 プラズマCVD法による成膜と太陽電池製造―装置メーカーの視点から―
1.薄膜シリコン太陽電池
2.CVD法
3.プラズマCVD法
4.プラズマCVD装置の構成
5.プラズマCVD中のプロセス
5.1 ラジカルの形成プロセス
5.2 ２次反応プロセス
5.3 基板上での反応堆積
6.アモルファスSi膜の成膜条件
6.1 ガス
6.2プラズマCVDの成膜条件パラメータ
6.3 p,I,nの分離成膜
7.微結晶膜成膜
7.1 VHFプラズマの利用
7.2 Layer by Layer法
8.Hot-Wire CVD
第5節 スクリーン印刷による成膜と各種太陽電池製造への利用
1.スクリーン印刷法の優位性に付いて
2.スクリーン印刷法の特徴
3.スクリーン印刷における塗膜のコントロール
4.スクリーン印刷の種類と原理
4.1 平版スクリーン印刷
4.2 ロータリースクリーン印刷
5.スクリーン印刷機の役割
6.ニューロング精密工業の印刷機
6.1 HP320（手刷印刷機）
6.2 LS-150TVA
6.3 LS-34TVA
6.4 LS-56TVA
6.5 LZ-2300STVA
6.6 LS-500NC
6.7 LS-500NR
第6節 塗布成膜法による各種太陽電池の開発
1.各種太陽電池
2.塗布製膜法による太陽電池製造のメリットと構造
3.太陽電池の基板と塗布方法
4.有機材料，可溶性フラーレン誘導体
5.塗布における溶媒の影響
6.太陽電池の耐久性と劣化
7.最新の研究報告
8.量産化の検討事項 BOM (Balance of Modules)およびBOS (Balance of System)
第7節 塗布熱分解法による成膜技術と太陽電池材料への応用～スピンコーティング法～
1.ナフテン酸金属塩を原料に用いたCIGS薄膜の作製
2.オクチル酸金属塩を原料に用いたCIS薄膜の作製
3.セレン(Se)化法の改善
4.モリブデン電極上へのCIS薄膜の作製
第2章 太陽電池の封止及びモジュール化用 部材・材料の製造と開発、および高効率化・耐久性向上
第1節 太陽電池用封止・充填材料の製造と開発、および耐久性向上
第1項 太陽電池用ＥＶＡ封止材に関して
1.太陽電池モジュールの構造
2.ＥＶＡ樹脂に関して
2.1 ＥＶＡ樹脂の生産量
2.2 ＥＶＡ樹脂の分類
3.結晶系シリコンセルの封止向けＥＶＡ封止材について
3.1 ＥＶＡ封止材の組成と架橋・接着の原理
3.2 結晶系シリコン太陽電池モジュールの製造方法
3.3 太陽電池ラミネーターの条件設定に関して
4.ＥＶＡ封止材の評価方法・熱収縮に関して
4.1 シートが熱収縮する原因
4.2 太陽電池ＥＶＡの熱収縮に関して
5.ＥＶＡ封止材の評価方法・耐久性試験方法に関して
6.ＥＶＡ封止材の開発動向
6.1 原理
6.2 詳細
第2項 太陽電池用PVB（ポリビニルブチラール）封止材の開発
1.PVBフィルム
1.1 PVBフィルム
1.2 PVB封止材使用の実用例とモジュール構成例
1.3 PVBフィルムの特長
1.4 PVBフィルムのラミネート
2.太陽電池用PVBフィルムの開発
2.1 太陽電池用PVBフィルム
2.1.1 腐食の抑制
2.1.2 ラミネート適性の向上
2.2 反射膜（バックリフレクター）機能の付与
2.3 次世代PVBフィルム
2.4 バックシート系モジュールへの適応
第2節 太陽電池モジュール用部材製造技術と高効率化・耐久性向上及び事例
第1項 太陽電池用フィルムの製造と開発、および性能向上技術
1.太陽電池用有機フィルムの種類と機能
1.1 バックシート用フィルム(フッ素系／ポリエステル)
1.2 封止材シート(EVA系／PE系／PVB系)
1.3 薄膜用蒸着・スパッタ基材フィルム
2.各フィルムの耐候性と改良技術
2.1 各種フィルムの耐候性
2.2 紫外線（UV）カット技術
3.各フィルムの水蒸気透過率と改良技術
3.1 各種フィルムの水蒸気透過率
3.2 無機コーティング技術
4.各フィルムの光線透過率と改良技術
4.1 各種フィルムの光線透過率
4.2 低反射・テクスチャー形成技術
5.各フィルム製造方法
5.1 各種フィルムの製造方法
5.2 複合フィルムの製造方法
6.接着性向上技術
6.1 各フィルムの表面改質方法と特性
6.2 易接着コーティング技術
7.将来展望と技術開発の方向性
第2項 SiCN系材料を用いた水蒸気バリアフィルムの開発事例
1.ガスバリアの物理と化学
2.バリヤフィルム用のフィルム基板に求められる特性
3.プラズマアシスト有機Cat-CVD法を用いた超ガスバリヤフィルムの開発
4.ガスバリヤ性を決める因子の検討
第3項 太陽電池用ガラスの製造と開発、および性能向上技術
1.太陽電池用ガラスの種類と特徴
2.太陽電池用ガラスに求められる機能
2.1 高透過性
2.2 防眩性
2.2.1 結晶系の場合
2.2.2 薄膜系の場合
2.2.3 表面処理によるフロートガラスの防眩加工
2.3 強度の確保
2.3.1 セルおよびバスバーなどの保護機能
2.3.2 耐衝撃性、降雹、エッジ強度の確保
2.3.3 耐風圧、積雪荷重、自重への対応
2.3.4 化学的・物理的耐久性の確保
2.4 薄膜用基板としての機能(透明導電膜)
2.4.1 薄膜シリコン系の透明導電膜
2.4.2 CIS系(CISないしCIGS系)の透明導電膜
2.4.3 CdTe(カドミウムテルライド)系の透明導電膜
2.4.4 色素増感型(Dye-sensitized)あるいは有機太陽電池
3.高透過ガラスの市場状況
3.1 太陽光発電の需要予測
3.2 高透過ガラスの需要予測
3.3 高透過ガラスのコストについて
4.今後の課題
第4項 太陽電池モジュール用バックシートの開発事例
1.太陽電池モジュール用バックシート
1.1 バックシートとは
1.2 バックシートの要求事項
1.3 バックシートの評価について
2.太陽電池モジュール用バックシートの開発事例("Appli-Sola")
2.1 製品ラインナップ
2.2 Appli-Solaの特長
2.3 今後の展開について
第3章 太陽電池モジュール製造と開発、および事例
第1節 太陽電池モジュール製造装置
1.太陽電池モジュール生産工程
1.1 太陽電池の全体生産工程
1.2 モジュール化プロセスの概要
2.工程別装置(主要４装置)
2.1 セル特性検査分類工程
2.2 自動配線工程
2.3 ラミネーション工程
2.4 モジュールテスター（モジュールシミュレーター）
第2節 シリコン系太陽電池のモジュール化技術と耐久性向上
1.結晶シリコン系モジュール構造における留意点
2.長期信頼性確保における留意点
2.1 温度サイクルに対する耐性
2.2 湿度に対する耐性
2.3 積雪に対する耐性
2.4 製造時のセルのクラック発生
3.施工技術
第3節 CIS系太陽電池のモジュール製造技術
1.CIS系薄膜太陽電池のモジュール製造技術
2.CIS系太陽電池モジュールに要求される特性
2.1 屋外曝露試験による耐久性評価
2.2 リサイクル性との関係
第4節 有機薄膜系太陽電池のモジュール化技術と耐久性向上
1.太陽電池の構成（セル、モジュール、アレイ）
2.有機薄膜太陽電池の劣化と高耐久性
3.作製プロセスの概要
4.太陽電池用部材（封止剤、保護膜（バックシート））
第5節 色素増感太陽電池の部材、モジュール化技術と製造プロセス
1.DSCのセル構造と構成部材
1.1 透明導電膜基板
1.2 ナノポーラスチタニア
1.3 色素
1.4 電解質
1.5 対極
1.6 封止材料
2.モジュール構造と種類
3.製造技術
3.1 TiO2形成工程
3.2 色素形成工程
3.3 電解液注入工程、封止工程
4.耐久性向上の動向
第4章 各種電極・基板材料の製造と開発
第1節 太陽電池用透明導電膜(透明電極)の製造と開発、および事例
第1項 太陽電池用ITO透明導電膜の製造と開発、および事例
1.PLD法で作製した超低抵抗ITO
1.1 プルームに対して垂直な磁場を印加し作製した超低抵抗ITO
1.2 ターゲット基板間距離を極端に近づけて作製した低抵抗ITO
2.ITO（インジウム）の使用を大幅に削減したAZO透明導電膜＋ITO積層ハイブリッド透明導電膜
第2項 太陽電池用ZnO系透明導電膜の製造と開発、および事例
1.PLD法によるZnO系透明導電膜の作製
2.極めて低い抵抗率（10-5 Ω・cmオーダー）を有するAZO透明導電膜
3.レーザー加工およびPLD法によるダブルテクスチャー構造ZnO系透明導電膜の作製
4.高移動度と低キャリ密度を両立させた太陽電池用ZnO系透明導電膜の作製
4.1 ZnO系透明導電膜におけるキャリア抑制効果のドーパント材料の検討
4.2 新規なACZO （ZnOにCuAlO２（アルミン酸銅）をドープ）透明導電膜の作製
4.3 TZO（ZnOに三酸化チタンをドープ）透明導電膜の検討
第3項 太陽電池用TiO2透明導電膜の製造技術
1.酸化チタンを用いた透明薄膜電極
2.酸化チタンペーストの作成方法
2.1 チタンアルコキシドを加水分解して酸化チタン微粒子を調製する方法
2.2 市販の酸化チタンナノ粒子を用いて調製する方法
3.酸化チタン薄膜電極の作成方法
3.1 透明電極
3.2 酸化チタンペーストの塗布と焼成方法
4.酸化チタン薄膜の光の透過と散乱
4.1 酸化チタン粒子による光散乱
4.2 酸化チタン薄膜二重構造による光の閉じ込め効果
4.3 ナノ粒子にサブマイクロ粒子を混入させた光の閉じ込め効果
第4項 太陽電池用FTO透明導電膜の開発～色素増感太陽電池から～
1.スプレー熱分解(SPD)法の概要
2.色素増感太陽電池用FTO透明導電膜の作製と応用
2.1 FTO透明導電膜の電気・光学特性
2.2 SPD法によるFTO透明導電膜の表面形態制御
2.3 FTO透明導電膜の表面形態と太陽電池特性
3.集光膜の導入によるヘイズ率の制御
3.1 集光膜を導入したFTOガラスの評価
3.2 集光膜の導入による太陽電池特性への効果
第5項 導電性高分子による太陽電池用透明導電膜の製造と開発、および事例
1.PEDOTの特徴
2.PEDOTの役割
2.1 ITO上の正孔輸送層としての塗布バッファー層
2.2 ITO代替の高導電透明電極(HCスタルク クレビオス社／綜研化学)
3.PEDOTの事例
3.1 薄膜太陽電池 海外
3.2 薄膜太陽電池 国内
3.3 色素増感太陽電池 海外
3.4 色素増感太陽電池 国内
第6項 ATO透明導電膜の製造と開発、および太陽電池等への応用
1.酸化スズ（SnO2）
2.ATO微粒子の製法と基本物性
3.ATOコーティング膜の特性と導電性用途への応用
4.太陽電池などへの高導電性透明膜への応用の可能性
第2節 電極材料の製造と開発、および事例
第1項 各種電極材料の製造と開発、および界面制御
1.太陽電池の要素技術としての電極
2.太陽電池と界面制御
3.色素増感太陽電池における界面制御の実際
3.1 半導体／色素界面
3.2 光半導体電極／電解質界面
3.3 電解質／対向電極界面
第2項 銀・銅ナノ粒子の太陽電池等の電極材料への応用展開
1.金属ナノ粒子概論
2.Agナノ粒子の合成と電極材料への応用
3.液相法で合成したCu超微粒子と電極材料への応用
第3節 各種基板材料の製造と開発、および発電効率への影響
第1項 太陽電池基板とフレキシブル化技術―有機系太陽電池を中心に―
1.はじめに―低コスト化に向かう太陽電池開発
2.各種太陽電池と使用される基板
3.有機系太陽電池の特徴とフレキシブル化技術
4.フレキシブル電極基板に求められる条件
5.色素増感太陽電池の開発
6.プラスチックDSSCモジュールの印刷式製造
第2項 太陽電池用透明プラスチック基板の開発
1.透明プラスチックフィルム基板用ポリマーの分子設計
1.1 シクロオレフィンポリマーとは(ZEONEX ®／ZEONOR ®)
2.透明プラスチックフィルム基板用ポリマーとしてのシクロオレフィンポリマーの特長と技術動向
2.1 透明性
2.2 耐湿性と水蒸気バリア性
2.3 耐候性付与技術
第5章 太陽電池の最新高効率化技術
第1節 各種部材から見た反射防止処理による高効率化技術
1.結晶系太陽電池における反射防止膜
2.表面テクスチャ化法
2.1 反射低減の原理
2.2 アルカリ水溶液エッチングによるテクスチャ化
2.3 酸溶液エッチングによるテクスチャ化
2.4 プラズマドライエッチングによるテクスチャ化
2.5 プラズマレスドライエッチングによるテクスチャ化
第2節 各種部材から見た集光技術ならびに集光効率向上技術
1.集光式太陽光発電システムの構成要素
2.集光型太陽電池および集光技術の主要課題
3.集光型太陽電池および集光技術の高効率化のアプローチ
3.1 集光型太陽電池
3.2 集光型太陽電池モジュール技術
4.集光型太陽電池の将来展望
第3節 各種部材から見た蛍光膜の波長変換方式による高効率化技術
1.「波長変換」とは
1.1 希土類 / 色素ドープ蛍光体
1.2 光吸収・放出の配位座標モデルによる表現
1.3 蛍光体の濃度消光
2.「波長変換方式」太陽電池の実際
2.1 原理と構成
2.2 波長変換の機構解析
2.3 蛍光薄膜の最適膜厚
2.4 蛍光体薄膜と太陽電池の波長整合
2.5 紫外線による劣化と対策
3.変換効率向上の結果
第4節 太陽電池用材料のコーティングによる高能率化技術
第1項 太陽電池用材料のコーティングによる高効率化技術
1.技術的背景
2.光学原理と材料設計
3.膜厚設計
4.要求性能と信頼性
5.コーティングプロセス
6.次世代の採光層
第2項 透過率向上・反射率低減・防汚・基板劣化低減チタニア技術
1.太陽電池フェイス材料における高効率化と効率低下に対応するチタニア技術
1.1 可視光透過率性能向上チタニア技術
1.2 経年による可視光の透過率性能低下を低減するチタニア技術
1.3 フェイス基板の劣化・不透明化を低減するチタニア技術
2.光学・防汚・劣化低減に付与するチタニア技術
2.1 光学：透過率向上・反射率低減技術
2.2 防汚技術
2.3 フェイス基板白化劣化低減チタニア技術
3.太陽電池発電素子に合わせた最適透過率向上技術とその性能
第5節 太陽光発電システムの高効率・長寿命化
1.高効率・長寿命化の必要性
2.エネルギーコスト算定式
3.システムの計算条件など
3.1 計算条件
3.2 太陽電池モジュールの変換効率に対するコスト比
4.計算結果
5.高効率化、長寿命化へ向けて
