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JP2011116904A - Method for producing composite particle, composite particle, resin composition, wavelength conversion layer, and photovoltaic device - Google Patents

Method for producing composite particle, composite particle, resin composition, wavelength conversion layer, and photovoltaic device Download PDF

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JP2011116904A
JP2011116904A JP2009277053A JP2009277053A JP2011116904A JP 2011116904 A JP2011116904 A JP 2011116904A JP 2009277053 A JP2009277053 A JP 2009277053A JP 2009277053 A JP2009277053 A JP 2009277053A JP 2011116904 A JP2011116904 A JP 2011116904A
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particles
composite particles
wavelength conversion
resin composition
conversion layer
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JP2009277053A
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Japanese (ja)
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Takashi Ito
剛史 伊藤
Takeshi Takeuchi
健 竹内
Yoshihiro Takihana
吉広 滝花
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing composite particles excellent in light-emitting properties (emission quantum yield) and excellent in dispersibility and durability over a long period of time. <P>SOLUTION: The composite particles include semiconductor particles of zinc oxide and particles of an inorganic compound. The method for producing the composite particles includes at least one step of subjecting an intermediate of the composite particles to reduction treatment in the production process of the composite particles. The step of subjecting the composite particles to reduction treatment includes subjecting the intermediate of the composite particles to heat treatment in an atmosphere containing a gas having reduction ability, when a dispersion of the semiconductor particles is mixed with a dispersion of the particles of an inorganic compound and the resulting mixed dispersion is dried by a spray drying process. For example, when the intermediate of the composite particles is spray-dried with a spray dryer 100, a method of using hydrogen gas as a carrier gas is preferred. The resin composition containing the composite particles produced by the method for producing composite particles is used for a wavelength conversion layer and a photovoltaic device, which have high-performance and are excellent in reliability. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複合粒子の製造方法、複合粒子、樹脂組成物、波長変換層および光起電装置に関するものである。   The present invention relates to a method for producing composite particles, composite particles, a resin composition, a wavelength conversion layer, and a photovoltaic device.

光起電装置は、太陽光を光電変換して電気エネルギーを取り出す太陽電池として用いられる。この種の光起電装置としては、現在、光を起電力に変換する光起電層に単結晶シリコン、多結晶シリコン、球状シリコンやアモルファスシリコン、CdTe、CIGSを用いたものが主流である。最近では、色素増感型太陽電池などの有機太陽電池なども開発されており、有機系材料を含む様々な光起電層が用いられるようになってきた。   Photovoltaic devices are used as solar cells that photoelectrically convert sunlight to extract electrical energy. As this type of photovoltaic device, currently, one using single crystal silicon, polycrystalline silicon, spherical silicon, amorphous silicon, CdTe, or CIGS as a photovoltaic layer for converting light into electromotive force is mainly used. Recently, organic solar cells such as dye-sensitized solar cells have been developed, and various photovoltaic layers containing organic materials have been used.

これらの光起電装置の場合、分光感度が略可視光領域に限られているため、太陽光線のうち紫外領域や赤外領域などの可視光以外の領域を効率よく電気エネルギーに変換することができない。また、結晶シリコン太陽電池には、紫外光吸収による温度上昇に伴って、光電変換効率が低下するという問題があった。さらに、有機系材料を含む光起電層を用いた有機太陽電池においては、紫外線による有機系材料の劣化に伴って、光電変換効率が低下するという問題があった。   In the case of these photovoltaic devices, since the spectral sensitivity is limited to the substantially visible light region, it is possible to efficiently convert regions other than visible light, such as the ultraviolet region and the infrared region, into sunlight. Can not. In addition, the crystalline silicon solar cell has a problem in that the photoelectric conversion efficiency is lowered as the temperature rises due to ultraviolet light absorption. Furthermore, in an organic solar cell using a photovoltaic layer containing an organic material, there has been a problem that the photoelectric conversion efficiency is lowered as the organic material is deteriorated by ultraviolet rays.

ここで、特許文献1には、波長変換物質としてCdSe、CdTe、GaN、Si、InP、ZnOなどの半導体微粒子やそれらをコアシェル型にした粒子(コアシェル粒子)で構成された量子ドットを用いることが提案されている。このような量子ドットを用いることにより、光電変換に用いることのできない波長領域の光を、光電変換可能な波長領域の光に変換し、太陽電池の光電変換効率を高め得るエネルギー変換膜が得られる。   Here, Patent Document 1 uses a quantum dot composed of semiconductor fine particles such as CdSe, CdTe, GaN, Si, InP, and ZnO, and particles (core-shell particles) obtained by making them into a core-shell type, as a wavelength conversion substance. Proposed. By using such quantum dots, light in a wavelength region that cannot be used for photoelectric conversion is converted into light in a wavelength region that can be photoelectrically converted, and an energy conversion film that can increase the photoelectric conversion efficiency of a solar cell is obtained. .

しかしながら、特許文献1に記載の量子ドットでは、発光特性が低く、太陽電池の光電変換効率を十分に高めるには至っていない。   However, the quantum dots described in Patent Document 1 have low light emission characteristics and have not sufficiently increased the photoelectric conversion efficiency of solar cells.

特開2006−216560号公報JP 2006-216560 A

本発明の目的は、発光特性(発光量子収率)に優れるとともに、長期にわたる分散性および耐久性に優れた複合粒子を効率よく製造可能な複合粒子の製造方法、かかる複合粒子の製造方法により製造された複合粒子、およびこの複合粒子を有する樹脂組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to produce a composite particle capable of efficiently producing composite particles having excellent luminescent properties (luminescence quantum yield) and excellent long-term dispersibility and durability, and a method for producing such composite particles. And providing a resin composition having the composite particles.

また、本発明の目的は、高性能で信頼性に優れた波長変換層および光起電装置を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide a wavelength conversion layer and a photovoltaic device that have high performance and excellent reliability.

このような目的は、下記(1)〜(28)の本発明により達成される。
(1) 酸化亜鉛の半導体粒子と、無機化合物の粒子とを含む複合粒子の製造方法であって、
前記複合粒子を製造する工程中に少なくとも1回、前記複合粒子の中間体を還元処理する工程を有することを特徴とする複合粒子の製造方法。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (28) below.
(1) A method for producing composite particles comprising zinc oxide semiconductor particles and inorganic compound particles,
A method for producing composite particles, comprising a step of reducing the intermediate of the composite particles at least once during the step of producing the composite particles.

(2) 前記還元処理する工程は、還元能を有する気体、および還元能を有する気体と不活性気体との混合気体のいずれかで構成される還元雰囲気下で、前記複合粒子の中間体を加熱処理するものである上記(1)に記載の複合粒子の製造方法。   (2) The reduction treatment includes heating the intermediate of the composite particles in a reducing atmosphere composed of a gas having a reducing ability and a mixed gas of a gas having a reducing ability and an inert gas. The method for producing composite particles according to (1) above, which is to be treated.

(3) 前記還元能を有する気体は、水素ガスである上記(2)に記載の複合粒子の製造方法。   (3) The method for producing composite particles according to (2), wherein the gas having the reducing ability is hydrogen gas.

(4) 前記混合気体中の前記還元能を有する気体の含有率は、1〜10体積%または85〜100体積%である上記(2)または(3)に記載の複合粒子の製造方法。   (4) The method for producing composite particles according to (2) or (3) above, wherein the content of the gas having the reducing ability in the mixed gas is 1 to 10% by volume or 85 to 100% by volume.

(5) 前記複合粒子の中間体は、還元能を有する粒子を含むものであり、
前記還元処理する工程は、前記複合粒子の中間体を加熱処理するものである上記(1)に記載の複合粒子の製造方法。
(5) The intermediate of the composite particles includes particles having a reducing ability,
The method for producing composite particles according to the above (1), wherein the reduction treatment includes heat-treating the intermediate of the composite particles.

(6) 前記還元能を有する粒子は、炭素粒子である上記(5)に記載の複合粒子の製造方法。   (6) The method for producing composite particles according to (5), wherein the particles having the reducing ability are carbon particles.

(7) 前記還元処理する工程は、同一の空間内に、前記複合粒子の中間体と、還元能を有する金属の単体または合金とを併存させ、これらを加熱処理するものである上記(1)に記載の複合粒子の製造方法。   (7) In the above-mentioned step (1), the step of reducing treatment is to coexist the intermediate of the composite particles and a simple substance or alloy of reducing metal in the same space, and heat-treat them. A method for producing the composite particles according to 1.

(8) 前記還元処理する工程は、少なくとも内面が、前記還元能を有する金属の単体または合金で構成された配管内に、前記複合粒子の中間体を設けた状態で、前記配管を加熱処理するものである上記(7)に記載の複合粒子の製造方法。   (8) The reduction treatment step includes heat-treating the pipe in a state where at least the inner surface is provided with the composite particle intermediate body in the pipe made of the metal having a reducing ability or an alloy. The manufacturing method of the composite particle as described in said (7) which is what.

(9) 還元能を有する金属は、銅である上記(7)または(8)に記載の複合粒子の製造方法。   (9) The method for producing composite particles according to (7) or (8), wherein the metal having reducing ability is copper.

(10) 前記還元処理する工程は、200〜1,000℃で実施するものである上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   (10) The method for producing composite particles according to any one of (1) to (9), wherein the reduction treatment step is performed at 200 to 1,000 ° C.

(11) 前記半導体粒子と前記無機化合物の粒子とを複合化する工程を行いつつ、前記還元処理する工程を行う上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   (11) The method for producing composite particles according to any one of (1) to (10), wherein the step of reducing treatment is performed while the step of combining the semiconductor particles and the inorganic compound particles is performed.

(12) 前記半導体粒子と前記無機化合物の粒子とを複合化する工程の後に、前記還元処理する工程を行う上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   (12) The method for producing composite particles according to any one of (1) to (10), wherein the step of reducing treatment is performed after the step of combining the semiconductor particles and the inorganic compound particles.

(13) 前記複合化する工程は、噴霧乾燥装置により行う上記(11)または(12)に記載の複合粒子の製造方法。   (13) The method for producing composite particles according to (11) or (12), wherein the step of combining is performed by a spray drying apparatus.

(14) 前記半導体粒子の一次粒子の平均粒径は、1〜10nmである上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   (14) The method for producing composite particles according to any one of (1) to (13), wherein an average particle size of primary particles of the semiconductor particles is 1 to 10 nm.

(15) 前記無機化合物の粒子は、酸化物の粒子である上記(1)ないし(14)のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   (15) The method for producing composite particles according to any one of (1) to (14), wherein the inorganic compound particles are oxide particles.

(16) 前記無機化合物の粒子は、シリカ(SiO)の粒子およびジルコニア(ZrO)の粒子の少なくとも一方である上記(15)に記載の複合粒子の製造方法。 (16) The method for producing composite particles according to (15), wherein the inorganic compound particles are at least one of silica (SiO 2 ) particles and zirconia (ZrO 2 ) particles.

(17) 前記半導体粒子の含有量は、前記複合粒子全体の10〜90体積%である上記(1)ないし(16)のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   (17) The method for producing composite particles according to any one of (1) to (16), wherein the content of the semiconductor particles is 10 to 90% by volume of the entire composite particles.

(18) 上記(1)ないし(17)のいずれかに記載の複合粒子の製造方法により、得られることを特徴とする複合粒子。   (18) A composite particle obtained by the method for producing a composite particle according to any one of (1) to (17).

(19) 上記(18)に記載の複合粒子と、硬化性樹脂とを含むことを特徴とする樹脂組成物。   (19) A resin composition comprising the composite particles according to (18) above and a curable resin.

(20) 前記複合粒子の含有量は、前記樹脂組成物全体の30〜70体積%である上記(19)に記載の樹脂組成物。   (20) The resin composition according to (19), wherein the content of the composite particles is 30 to 70% by volume of the entire resin composition.

(21) 上記(19)または(20)に記載の樹脂組成物で構成された層を硬化させてなることを特徴とする波長変換層。   (21) A wavelength conversion layer obtained by curing a layer composed of the resin composition according to (19) or (20).

(22) 上記(21)に記載の波長変換層を有することを特徴とする光起電装置。   (22) A photovoltaic device comprising the wavelength conversion layer according to (21).

(23) 前記波長変換層が、その面内に凹凸構造を有する上記(22)に記載の光起電装置。   (23) The photovoltaic device according to (22), wherein the wavelength conversion layer has an uneven structure in a plane thereof.

(24) 前記凹凸構造の高低差が300nm〜100μmである上記(23)に記載の光起電装置。   (24) The photovoltaic device according to (23), wherein the uneven structure has a height difference of 300 nm to 100 μm.

(25) 前記凹凸構造の面内周期が300nm〜50μmである上記(23)または(24)に記載の光起電装置。   (25) The photovoltaic device according to (23) or (24), wherein an in-plane period of the concavo-convex structure is 300 nm to 50 μm.

(26) 前記凹凸構造は、前記凹凸構造より小さな微細凹凸形状を有する上記(23)ないし(25)のいずれかに記載の光起電装置。   (26) The photovoltaic device according to any one of (23) to (25), wherein the uneven structure has a fine uneven shape smaller than the uneven structure.

(27) 2層以上の前記波長変換層を積層してなる積層体を有するものであり、
前記2層の波長変換層の間で、前記凹凸構造の形状が異なっている上記(23)ないし(26)のいずれかに記載の光起電装置。
(27) It has a laminate formed by laminating two or more wavelength conversion layers,
The photovoltaic device according to any one of (23) to (26), wherein a shape of the uneven structure is different between the two wavelength conversion layers.

(28) 前記波長変換層は、前記樹脂組成物をインクジェット法により供給し、供給された前記樹脂組成物を硬化させてなるものである上記(22)ないし(27)のいずれかに記載の光起電装置。   (28) The light according to any one of (22) to (27), wherein the wavelength conversion layer is formed by supplying the resin composition by an inkjet method and curing the supplied resin composition. Electromotive device.

本発明によれば、複合粒子の発光特性(発光量子収率)に優れ、かつ、長期にわたる分散性および耐久性に優れた複合粒子を効率よく製造することができる。また、発光特性に優れた複合粒子を有する樹脂組成物が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite particle which was excellent in the light emission characteristic (luminescence quantum yield) of composite particle, and was excellent in the dispersibility and durability over a long period of time can be manufactured efficiently. Moreover, the resin composition which has the composite particle excellent in the luminescent property is obtained.

また、本発明によれば、前記樹脂組成物を用いることにより、高性能で信頼性に優れた波長変換層および光起電装置が得られる。   Further, according to the present invention, by using the resin composition, a wavelength conversion layer and a photovoltaic device excellent in performance and reliability can be obtained.

本発明の複合粒子を含む本発明の波長変換層を備える本発明の光起電装置の第1実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically 1st Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention provided with the wavelength conversion layer of this invention containing the composite particle of this invention. 本発明の複合粒子を含む本発明の波長変換層の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically embodiment of the wavelength conversion layer of this invention containing the composite particle of this invention. 本発明の複合粒子の製造方法の第1実施形態に用いられる噴霧乾燥装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the spray-drying apparatus used for 1st Embodiment of the manufacturing method of the composite particle of this invention. 本発明の光起電装置の第2実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically 2nd Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention. 本発明の光起電装置の第3実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically 3rd Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention. 本発明の光起電装置の第4実施形態を模式的に示す断面図および平面図である。It is sectional drawing and the top view which show typically 4th Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention. 本発明の光起電装置の第4実施形態を模式的に示す断面図および平面図である。It is sectional drawing and the top view which show typically 4th Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention. 本発明の光起電装置の第4実施形態を模式的に示す断面図および平面図である。It is sectional drawing and the top view which show typically 4th Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention. 本発明の光起電装置の第4実施形態を模式的に示す断面図および平面図である。It is sectional drawing and the top view which show typically 4th Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention. 本発明の光起電装置の第4実施形態を模式的に示す断面図および平面図である。It is sectional drawing and the top view which show typically 4th Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention. 本発明の光起電装置の第4実施形態を模式的に示す断面図および平面図である。It is sectional drawing and the top view which show typically 4th Embodiment of the photovoltaic apparatus of this invention.

以下、本発明の複合粒子の製造方法、複合粒子、樹脂組成物、波長変換層および光起電装置について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the method for producing composite particles, composite particles, resin composition, wavelength conversion layer and photovoltaic device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

(複合粒子)
まず、本発明の複合粒子について説明する。
(Composite particles)
First, the composite particles of the present invention will be described.

図1は、本発明の複合粒子を含む本発明の波長変換層を備える本発明の光起電装置の第1実施形態を模式的に示す断面図、図2は、本発明の複合粒子を含む本発明の波長変換層の実施形態を模式的に示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of the photovoltaic device of the present invention including the wavelength conversion layer of the present invention including the composite particles of the present invention, and FIG. 2 includes the composite particles of the present invention. It is sectional drawing which shows typically embodiment of the wavelength conversion layer of this invention.

本発明の複合粒子は、酸化亜鉛の半導体粒子と、無機化合物の粒子とを含む粒子である。   The composite particles of the present invention are particles containing zinc oxide semiconductor particles and inorganic compound particles.

このような複合粒子は、吸収光波長に対して発光波長を変化させる機能を有することから、特に波長変換材料として用いられる。図1に示す光起電装置(本発明の光起電装置)1は、例えば太陽電池等に適用されるが、光の照射に伴って起電力を生じる光起電層2と、光起電層2の光の入射面側に設けられ、本発明の複合粒子を含む波長変換層(本発明の波長変換層)3とを有している。波長変換層3は、光電変換に適さない波長領域の光(電磁波)を光電変換可能な波長領域の光に変換し、光起電装置1の光電変換効率の向上を図ることができる。   Since such composite particles have a function of changing the emission wavelength with respect to the absorption light wavelength, they are particularly used as a wavelength conversion material. A photovoltaic device 1 (photovoltaic device of the present invention) 1 shown in FIG. 1 is applied to, for example, a solar cell, etc., and includes a photovoltaic layer 2 that generates an electromotive force with light irradiation, and a photovoltaic device. It has the wavelength conversion layer (wavelength conversion layer of the present invention) 3 provided on the light incident surface side of the layer 2 and containing the composite particles of the present invention. The wavelength conversion layer 3 can convert light (electromagnetic waves) in a wavelength region unsuitable for photoelectric conversion into light in a wavelength region capable of photoelectric conversion, and can improve the photoelectric conversion efficiency of the photovoltaic device 1.

図2に示す波長変換層3は、複合粒子4(本発明の複合粒子)を硬化性樹脂5に分散させてなるものである。   The wavelength conversion layer 3 shown in FIG. 2 is obtained by dispersing composite particles 4 (composite particles of the present invention) in a curable resin 5.

図2に示す複合粒子4は、半導体粒子6と無機化合物の粒子8とを含むものであるが、これらの粒子6、8の分布形態は、特に限定されるものではない。好ましい分布形態の一例としては、(a)無機化合物の粒子8により半導体粒子6が覆われている形態(図2(a)参照)が挙げられる。半導体粒子6には、その高い活性がゆえ、硬化性樹脂5の耐久性を低下させるが、半導体粒子6を覆うように無機化合物の粒子8が配置されていることにより、半導体粒子6の活性が抑制されることになり、硬化性樹脂5の耐久性をより高めることができる。その結果、本発明の複合粒子4を用いた波長変換層3は、耐久性の高いものとなる。   The composite particles 4 shown in FIG. 2 include semiconductor particles 6 and inorganic compound particles 8, but the distribution form of these particles 6 and 8 is not particularly limited. An example of a preferable distribution form is (a) a form in which the semiconductor particles 6 are covered with inorganic compound particles 8 (see FIG. 2A). Since the semiconductor particles 6 have high activity, the durability of the curable resin 5 is reduced. However, since the inorganic compound particles 8 are disposed so as to cover the semiconductor particles 6, the activity of the semiconductor particles 6 is increased. As a result, the durability of the curable resin 5 can be further increased. As a result, the wavelength conversion layer 3 using the composite particles 4 of the present invention is highly durable.

さらにこの形態は、より詳しくは、半導体粒子6と無機化合物の粒子8とが互いに凝集(吸着)している形態であり、その凝集パターンから、いくつかの形態に分類される。   More specifically, this form is a form in which the semiconductor particles 6 and the inorganic compound particles 8 are aggregated (adsorbed) to each other, and are classified into several forms based on the aggregation pattern.

各粒子6、8の凝集パターンに基づいて分類された複合粒子4の形態としては、例えば、(b−1)半導体粒子6と無機化合物の粒子8とがランダムに分布している形態(図2(b−1)参照)、(b−2)半導体粒子6が鎖状に繋がっており、その隙間を無機化合物の粒子8が充填している形態(図2(b−2)参照)、(b−3)半導体粒子6の周囲を覆うように無機化合物の粒子8が配置されている形態(図2(b−3)参照)等が挙げられる。なお、図2において、小さい円が半導体粒子6を示し、大きい円が無機化合物の粒子8を示している。   As the form of the composite particles 4 classified based on the aggregation pattern of the particles 6 and 8, for example, (b-1) a form in which the semiconductor particles 6 and the inorganic compound particles 8 are randomly distributed (FIG. 2). (See (b-1)), (b-2) a form in which the semiconductor particles 6 are connected in a chain shape, and the gaps are filled with inorganic compound particles 8 (see FIG. 2 (b-2)), ( b-3) The form (refer FIG.2 (b-3)) etc. with which the particle | grains 8 of an inorganic compound are arrange | positioned so that the circumference | surroundings of the semiconductor particle 6 may be mentioned. In FIG. 2, the small circles indicate the semiconductor particles 6, and the large circles indicate the inorganic compound particles 8.

このうち、(b−2)の形態および(b−3)の形態が好ましく、(b−2)の形態がより好ましい。これらの形態を有する複合粒子4は、複数の半導体粒子6同士が連結(凝集)することにより、より大きな半導体粒子を含んでいる場合と同等の優れた発光特性(特に、励起吸収帯域を広げたり、長波長側にシフトさせたりする特性)を有するものとなる。しかも、上記形態は、半導体粒子6の添加量をあまり増やさなくても、上記効果が得られるという観点で有用である。特に(b−2)の場合、鎖状に連結した半導体粒子6により、特に少ない添加量で、特に大きな半導体粒子と同等の優れた発光特性を有するものとなるため、大きな効果が得られる。   Among these, the form of (b-2) and the form of (b-3) are preferable, and the form of (b-2) is more preferable. The composite particles 4 having these forms are connected (aggregated) with a plurality of semiconductor particles 6 so that excellent emission characteristics (especially, an excitation absorption band can be expanded). And a characteristic of shifting to the long wavelength side. And the said form is useful from a viewpoint that the said effect is acquired even if it does not increase the addition amount of the semiconductor particle 6 very much. Particularly in the case of (b-2), the semiconductor particles 6 linked in a chain form have excellent light emission characteristics equivalent to particularly large semiconductor particles with a particularly small addition amount, so that a great effect is obtained.

なお、このような形態は、複合粒子4の断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM、FE−TEM)のような各種電子顕微鏡、原子間力顕微鏡(AFM)、走査型トンネル顕微鏡(STM)、三次元アトムプローブ装置(3D−AP)、エネルギー分散型X線分析装置(EDX)等により観察することで確認、評価することができる。また、複合粒子4の断面は、例えば、集束イオンビーム加工観察装置(FIB)等により作製することができる。   In addition, in such a form, the cross section of the composite particle 4 is scanned with various electron microscopes such as a scanning electron microscope (SEM) and a transmission electron microscope (TEM, FE-TEM), an atomic force microscope (AFM), and scanning. It can be confirmed and evaluated by observing with a scanning tunneling microscope (STM), a three-dimensional atom probe device (3D-AP), an energy dispersive X-ray analyzer (EDX) or the like. Moreover, the cross section of the composite particle 4 can be produced by, for example, a focused ion beam processing observation apparatus (FIB) or the like.

また、半導体粒子6の周囲を無機化合物の粒子8が覆っている場合、半導体粒子6の周囲が無機化合物の粒子8で完全に被覆されている必要はなく、一部に被覆されていない部分があってもよい。   Further, when the semiconductor particles 6 are covered with the inorganic compound particles 8, it is not necessary that the semiconductor particles 6 are completely covered with the inorganic compound particles 8, and a portion that is not partially covered is provided. There may be.

さらには、1個の半導体粒子6だけでなく、複数個の半導体粒子6の集合体の周囲を覆うように、無機化合物の粒子8が配置されていてもよく、その場合、無機化合物の粒子8の数は特に限定されない。   Furthermore, the inorganic compound particles 8 may be arranged so as to cover not only the single semiconductor particle 6 but also the aggregate of the plurality of semiconductor particles 6, and in this case, the inorganic compound particles 8. The number of is not particularly limited.

以上のように、半導体粒子6と無機化合物の粒子8とが複合化していることにより、本発明の複合粒子4は、半導体粒子6の活性を制御するとともに、半導体粒子6同士の凝集を防止して、分散媒中に半導体粒子6を均一に分散させ得るものとなる。このため、吸収・発光特性が向上し、高性能の波長変換材料として用いることができる。   As described above, since the semiconductor particles 6 and the inorganic compound particles 8 are composited, the composite particles 4 of the present invention control the activity of the semiconductor particles 6 and prevent aggregation of the semiconductor particles 6. Thus, the semiconductor particles 6 can be uniformly dispersed in the dispersion medium. For this reason, the absorption and emission characteristics are improved, and it can be used as a high-performance wavelength conversion material.

以下、半導体粒子および無機化合物の粒子について順次説明する。
本発明に用いられる半導体粒子は、酸化亜鉛(ZnO)の粒子で構成される。酸化亜鉛は、資源枯渇のおそれが少なく、かつ毒性が低いため、製造コストおよび複合粒子製造の作業容易性の観点から有用である。
Hereinafter, semiconductor particles and inorganic compound particles will be sequentially described.
The semiconductor particles used in the present invention are composed of zinc oxide (ZnO) particles. Zinc oxide is useful from the viewpoint of production cost and ease of work for producing composite particles because it has little risk of resource depletion and low toxicity.

また、半導体粒子としては、希土類元素を含むものが好ましく用いられる。半導体粒子に希土類元素を添加することにより、複合粒子において吸収波長等の吸収特性や発光波長等の発光特性の制御が可能になる。これにより、例えば、光電変換に使用されない紫外線、赤外線等を、光電変換可能な波長の光に変換することができるので、より光電変換効率の高い太陽電池を実現可能な波長変換材料が得られる。   As the semiconductor particles, those containing rare earth elements are preferably used. By adding a rare earth element to the semiconductor particles, the composite particles can control the absorption characteristics such as the absorption wavelength and the emission characteristics such as the emission wavelength. Thereby, for example, ultraviolet rays, infrared rays and the like that are not used for photoelectric conversion can be converted into light having a wavelength capable of photoelectric conversion, so that a wavelength conversion material capable of realizing a solar cell with higher photoelectric conversion efficiency can be obtained.

半導体粒子中に含まれる希土類元素には、原子番号57から71までのランタノイド元素と、スカンジウム(Sc)およびイットリウム(Y)とからなる17元素を、1種または2種以上組み合わせて用いることができるが、特にユーロピウム(Eu)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)およびイッテルビウム(Yb)の1種または2種以上を組み合わせたものが好ましい。   As the rare earth elements contained in the semiconductor particles, 17 elements consisting of lanthanoid elements having atomic numbers 57 to 71 and scandium (Sc) and yttrium (Y) can be used alone or in combination of two or more. However, a combination of one or more of europium (Eu), erbium (Er), thulium (Tm) and ytterbium (Yb) is particularly preferable.

このうち、特に希土類元素としてユーロピウム(Eu)を含むことにより、複合粒子は、紫外線を吸収し、可視光を発光する波長変換機能を有するものとなる。   Among these, by including europium (Eu) as a rare earth element in particular, the composite particles have a wavelength conversion function of absorbing ultraviolet light and emitting visible light.

また、特に希土類元素としてエルビウム(Er)、ツリウム(Tm)およびイッテルビウム(Yb)のいずれかを含むことにより、複合粒子は、紫外線を吸収し、赤外線を発光する波長変換機能、または、赤外線を吸収し、可視光を発光する波長変換機能を有するものとなる。   In particular, the composite particles include one of erbium (Er), thulium (Tm) and ytterbium (Yb) as rare earth elements, so that the composite particles absorb ultraviolet rays and emit infrared rays, or absorb infrared rays. In addition, it has a wavelength conversion function for emitting visible light.

なお、前述した酸化亜鉛は、真空装置等の大掛かりな装置を用いることなく、希土類元素のドープが可能である。このため、半導体粒子として酸化亜鉛の粒子を用いることにより、複数の半導体粒子に対して希土類元素を均等に効率よくドープすることができ、その結果、吸収・発光特性に優れた複合粒子を得ることができる。   Note that the above-described zinc oxide can be doped with rare earth elements without using a large-scale apparatus such as a vacuum apparatus. For this reason, by using zinc oxide particles as the semiconductor particles, it is possible to uniformly and efficiently dope rare earth elements to a plurality of semiconductor particles, and as a result, obtain composite particles having excellent absorption and emission characteristics. Can do.

複合粒子全体における希土類元素の含有量は、0.01〜20重量%であるのが好ましく、0.02〜10重量%であるのがより好ましい。希土類元素の含有量を前記範囲内とすることにより、発光量子収率等の吸収・発光特性に優れた複合粒子が得られる。   The content of the rare earth element in the entire composite particle is preferably 0.01 to 20% by weight, and more preferably 0.02 to 10% by weight. By setting the content of the rare earth element within the above range, composite particles excellent in absorption and emission characteristics such as emission quantum yield can be obtained.

このような半導体粒子は、その一次粒子の平均粒径が1〜10nmであるのが好ましく、1〜5nmであるのがより好ましい。平均粒径を前記範囲内とすることにより、半導体粒子において量子サイズ効果がより顕著に発現するため、半導体粒子の吸収・発光特性が特に向上することとなる。その結果、より光電変換効率の高い光起電装置を実現可能な波長変換材料が得られる。また、平均粒径を前記範囲内とすることにより、半導体粒子は、可視光の波長より小さいものとなるため、透過光に対する半導体粒子の影響が小さくなり、半導体粒子の分散体の透明性が向上する。   Such semiconductor particles preferably have an average primary particle diameter of 1 to 10 nm, more preferably 1 to 5 nm. By setting the average particle size within the above range, the quantum size effect appears more remarkably in the semiconductor particles, and thus the absorption / emission characteristics of the semiconductor particles are particularly improved. As a result, a wavelength conversion material capable of realizing a photovoltaic device with higher photoelectric conversion efficiency is obtained. In addition, by setting the average particle diameter within the above range, the semiconductor particles are smaller than the wavelength of visible light, so the influence of the semiconductor particles on the transmitted light is reduced, and the transparency of the semiconductor particle dispersion is improved. To do.

なお、半導体粒子の一次粒子の平均粒径は、例えば、動的光散乱装置(マルバーン社製、ゼータサイザーナノZS)を用い、半導体粒子を分散媒に分散してなる透明分散液の状態で評価することができる。   The average particle size of the primary particles of the semiconductor particles is evaluated in the state of a transparent dispersion formed by dispersing the semiconductor particles in a dispersion medium using, for example, a dynamic light scattering device (Zetasizer Nano ZS manufactured by Malvern). can do.

また、複合粒子全体における半導体粒子の含有量は、10〜90体積%であるのが好ましく、30〜80体積%であるのがより好ましく、50〜80体積%がさらに好ましい。半導体粒子の含有量を前記範囲内とすることにより、半導体粒子による吸収・発光特性を高めるとともに、半導体粒子の耐久性を高めることができる。   Further, the content of the semiconductor particles in the whole composite particle is preferably 10 to 90% by volume, more preferably 30 to 80% by volume, and further preferably 50 to 80% by volume. By setting the content of the semiconductor particles within the above range, the absorption and emission characteristics of the semiconductor particles can be enhanced, and the durability of the semiconductor particles can be enhanced.

なお、半導体粒子の含有量が前記下限値を下回ると、複合粒子において半導体粒子による波長変換機能が低下するおそれがある。一方、半導体粒子の含有量が前記上限値を上回ると、半導体粒子と無機化合物の粒子とが均一に分散しなくなるばかりか、半導体粒子の活性を制御する等の無機化合物の粒子の作用が低下するため、複合粒子の安定性および耐久性が低下するおそれがある。   In addition, when content of a semiconductor particle is less than the said lower limit, there exists a possibility that the wavelength conversion function by a semiconductor particle may fall in a composite particle. On the other hand, when the content of the semiconductor particles exceeds the upper limit, the semiconductor particles and the inorganic compound particles are not uniformly dispersed, and the action of the inorganic compound particles such as controlling the activity of the semiconductor particles is reduced. Therefore, the stability and durability of the composite particles may be reduced.

本発明に用いられる無機化合物の粒子としては、半導体粒子とは組成の異なるものが挙げられ、例えば、各種の金属や非金属の窒化物、酸化物、リン化物、硫化物等の粒子が挙げられるが、特に酸化物の粒子が好ましく用いられる。無機化合物の粒子として酸化物の粒子を用いることにより、特に大気中における複合粒子の化学的安定性が向上し、長期にわたる耐久性を高めることができる。   Examples of the inorganic compound particles used in the present invention include particles having a composition different from that of the semiconductor particles. Examples thereof include particles of various metals, non-metal nitrides, oxides, phosphides, sulfides, and the like. However, oxide particles are particularly preferably used. By using oxide particles as the inorganic compound particles, the chemical stability of the composite particles, particularly in the atmosphere, can be improved, and durability over a long period of time can be improved.

ここで、無機化合物の粒子の具体例としては、ZnO、SiO、ZnS、GaN、CdS、GaP、CdS、ZrO、YVO、およびYからなる群より選択される少なくとも1種の粒子が好ましく用いられ、シリカ(SiO)の粒子およびジルコニア(ZrO)の粒子の少なくとも一方がより好ましく用いられる。これらの酸化物は、化学的安定性に特に優れていることから、半導体粒子の活性を制御し、樹脂組成物の耐久性を確実に高めることができる。その結果、複合粒子における発光量子収率等の吸収・発光特性を高めることができる。 Here, specific examples of the inorganic compound particles include at least one selected from the group consisting of ZnO, SiO 2 , ZnS, GaN, CdS, GaP, CdS, ZrO 2 , YVO 4 , and Y 2 O 3 . Particles are preferably used, and at least one of silica (SiO 2 ) particles and zirconia (ZrO 2 ) particles is more preferably used. Since these oxides are particularly excellent in chemical stability, the activity of the semiconductor particles can be controlled and the durability of the resin composition can be reliably increased. As a result, absorption / emission characteristics such as emission quantum yield in the composite particles can be enhanced.

このような無機化合物の粒子の一次粒子の平均粒径は、特に限定されないが、半導体粒子の一次粒子の平均粒径の1.5〜10倍程度であるのが好ましく、2〜8倍程度であるのがより好ましい。無機化合物の粒子の平均粒径を前記範囲内とすることにより、半導体粒子および無機化合物の粒子の充填性が向上するため、より緻密な複合粒子が得られる。   The average particle size of the primary particles of such inorganic compound particles is not particularly limited, but is preferably about 1.5 to 10 times the average particle size of the primary particles of the semiconductor particles, and about 2 to 8 times. More preferably. By setting the average particle size of the inorganic compound particles within the above range, the packing properties of the semiconductor particles and the inorganic compound particles are improved, so that denser composite particles can be obtained.

なお、本発明に用いられる無機化合物の粒子は、いかなる方法で製造されたものでもよく、公知のいずれの方法も用いることができる。一般的な製造方法としては、例えば、噴霧乾燥法、火炎噴霧法、プラズマ法、気相反応法、凍結乾燥法、沈殿法(共沈法)、加水分解法(塩水溶液法、アルコキシド法、ゾルゲル法等)、水熱法(沈殿法、結晶化法、水熱分解法、水熱酸化法等)などが挙げられる。   The inorganic compound particles used in the present invention may be produced by any method, and any known method may be used. Common production methods include, for example, spray drying method, flame spray method, plasma method, gas phase reaction method, freeze drying method, precipitation method (coprecipitation method), hydrolysis method (salt aqueous solution method, alkoxide method, sol-gel) Method), hydrothermal method (precipitation method, crystallization method, hydrothermal decomposition method, hydrothermal oxidation method, etc.).

また、本発明の複合粒子では、リチウム含有量を好ましくは3重量%以下、より好ましくは2重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下にすることにより、分散媒に対する分散性と耐久性の向上という課題を解決することができる。この理由は、詳しくは解明されていないものの、リチウムが、大気中の湿気を吸着させることにより、半導体粒子と無機化合物の粒子との吸着(凝集)を阻害しているためであると考えられる。   In the composite particles of the present invention, the lithium content is preferably 3% by weight or less, more preferably 2% by weight or less, and even more preferably 1% by weight or less, thereby improving dispersibility and durability with respect to the dispersion medium. Can solve the problem. Although the reason for this is not clarified in detail, it is considered that lithium inhibits adsorption (aggregation) between semiconductor particles and inorganic compound particles by adsorbing moisture in the atmosphere.

すなわち、リチウムは複合微粒子に分布し、半導体粒子と無機化合物の粒子との円滑な吸着(凝集)を妨げるため、複合粒子はその粒子形状が球形にならず、異形状になり易くなると考えられる。さらには、異形状になった場合、半導体粒子が露出し易くなるため、露出した半導体粒子についてはその活性を制御することができなくなる。その結果、樹脂組成物の耐光性、長期安定性が低下するものと考えられる。   In other words, lithium is distributed in the composite fine particles and hinders smooth adsorption (aggregation) between the semiconductor particles and the inorganic compound particles, so that the composite particles are not likely to have a spherical particle shape and are likely to have an irregular shape. Furthermore, when it becomes an irregular shape, the semiconductor particles are likely to be exposed, so that the activity of the exposed semiconductor particles cannot be controlled. As a result, it is considered that the light resistance and long-term stability of the resin composition are lowered.

これに対し、本発明によれば、リチウム含有量を前記範囲内に制御したことにより、上記のような課題を確実に解決することができる。また、リチウム含有量を前記範囲内とすることにより、発光量子収率をも高めることができる。   On the other hand, according to the present invention, the above-described problems can be reliably solved by controlling the lithium content within the above range. Further, by setting the lithium content within the above range, the emission quantum yield can be increased.

リチウム含有量を前記範囲内にする方法としては、例えば、半導体粒子または複合粒子に洗浄処理を施す方法、半導体粒子の分散液をイオン交換樹脂(透過膜)に通す方法等が挙げられる。   Examples of the method of bringing the lithium content into the above range include a method of subjecting semiconductor particles or composite particles to a washing treatment, a method of passing a dispersion of semiconductor particles through an ion exchange resin (permeable membrane), and the like.

また、原料中にリチウムを用いない半導体粒子の製造方法(例えば、酸化亜鉛合成法等)を用いても、リチウム含有量を前記範囲内にすることができる。   Moreover, even if it uses the manufacturing method (for example, zinc oxide synthesis method etc.) of the semiconductor particle which does not use lithium in a raw material, lithium content can be made into the said range.

一方、リチウム含有量を前記上限値以下にすれば、上述したような効果が得られるが、好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、さらに好ましくは0.5重量%以上という下限値が設定されてもよい。リチウム含有量をこの下限値以上とすることにより、上記の課題をより確実に解決することができる。これは、上記の課題を解決するという効果は、リチウム含有量の減少に伴って顕著になるものの、効果の大きさには極大値が存在しており、この極大値が前記下限値よりリチウム含有量が多い領域に位置しているからである。すなわち、リチウム含有量を前記下限値未満とした場合、発光特性が低下するおそれがある。   On the other hand, if the lithium content is less than or equal to the above upper limit, the effects as described above can be obtained, but preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, and further preferably 0.5% by weight. A lower limit value of% or more may be set. By making lithium content more than this lower limit, said subject can be solved more reliably. Although the effect of solving the above-mentioned problem becomes conspicuous as the lithium content decreases, there is a maximum value in the magnitude of the effect, and this maximum value contains lithium from the lower limit. This is because it is located in a region having a large amount. That is, when the lithium content is less than the lower limit, the light emission characteristics may be deteriorated.

また、本発明では、複合粒子中の酢酸の含有量が20重量%以下であるのが好ましく、10重量%以下であるのがより好ましく、9重量%以下であるのがさらに好ましく、8重量%以下であるのが最も好ましい。酢酸の含有量を前記範囲内とすることにより、耐熱性、耐候性が向上する。   In the present invention, the acetic acid content in the composite particles is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, still more preferably 9% by weight or less, and 8% by weight. Most preferably: By setting the content of acetic acid within the above range, heat resistance and weather resistance are improved.

なお、酢酸についても、好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上という下限値が設定されてもよい。酢酸の含有量をこの下限値以上とすることにより、上記の課題をより確実に解決するとともに、発光量子収率を高めることができる。   For acetic acid, a lower limit of preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more may be set. By setting the acetic acid content to be equal to or higher than this lower limit, the above-mentioned problems can be solved more reliably and the emission quantum yield can be increased.

さらに、本発明では、複合粒子中のその他のイオン性不純物について、その総含有量を0.5重量%以下とするのが好ましく、0.3重量%以下とするのがより好ましい。これらのイオン性不純物も、複合粒子の特性に影響を及ぼすため、その含有量を少なくすることで、本発明の効果がより顕著になる。   Furthermore, in the present invention, the total content of other ionic impurities in the composite particles is preferably 0.5% by weight or less, and more preferably 0.3% by weight or less. Since these ionic impurities also affect the characteristics of the composite particles, the effect of the present invention becomes more remarkable by reducing the content thereof.

なお、その他のイオン性不純物としては、例えば、F、Cl、NO 、Br、NO 、PO 3−、SO 2−、(COO) 2−、HCOO、Na、NH 、K、Mg2+、Ca2+等が挙げられる。 Other ionic impurities include, for example, F , Cl , NO 2 , Br , NO 3 , PO 4 3− , SO 4 2− , (COO) 2 2− , HCOO , Na + , NH 4 + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ and the like.

このようなリチウム、酢酸、イオン性不純物の各含有量は、例えばイオンクロマト分析法により測定することができる。なお、リチウムクロマト分析の場合、前述したリチウム含有量、酢酸含有量は、それぞれリチウムイオン含有量、酢酸イオン含有量として測定される。   Such contents of lithium, acetic acid, and ionic impurities can be measured by, for example, ion chromatography analysis. In the case of lithium chromatographic analysis, the above-described lithium content and acetic acid content are measured as lithium ion content and acetate ion content, respectively.

イオンクロマト分析は、イオンクロマトグラフィーを用い、例えば以下のような手順で行われる。   The ion chromatographic analysis is performed by the following procedure, for example, using ion chromatography.

まず、分析に供する試料を容器にとり、超純水で希釈する。その後、容器を密閉した後、恒温器に投入し、例えば125℃×20時間で容器に熱水処理を施す。   First, a sample to be analyzed is placed in a container and diluted with ultrapure water. Then, after sealing the container, the container is put into a thermostatic chamber, and the container is subjected to hot water treatment at, for example, 125 ° C. × 20 hours.

次いで、熱水処理を施した容器を室温まで徐冷する。そして、容器内の試料に遠心分離処理およびフィルターろ過処理を施し、各処理を経た試料をイオンクロマト分析の検液とする。   Next, the container subjected to the hot water treatment is gradually cooled to room temperature. Then, the sample in the container is subjected to a centrifugal separation process and a filter filtration process, and the sample after each process is used as a test solution for ion chromatography analysis.

次いで、イオンクロマトグラフィーに、得られた検液および既知の濃度のイオン類標準試料を導入し、検量線法により検液中の各イオンの含有量を定量する。   Subsequently, the obtained test solution and an ion standard sample having a known concentration are introduced into ion chromatography, and the content of each ion in the test solution is quantified by a calibration curve method.

以上のようにして、リチウム含有量、酢酸含有量、およびその他のイオン性不純物含有量を測定することができる。   As described above, the lithium content, the acetic acid content, and the content of other ionic impurities can be measured.

また、本発明の複合粒子は、熱重量分析において、以下の条件を満足することが好ましい。   The composite particles of the present invention preferably satisfy the following conditions in thermogravimetric analysis.

例えば、複合粒子について、室温から10℃/分で昇温させたときの250〜500℃の間における重量減少量(減少率)を測定する熱重量分析を行う。   For example, the composite particles are subjected to thermogravimetric analysis for measuring the weight loss (reduction rate) between 250 and 500 ° C. when the temperature is raised from room temperature at 10 ° C./min.

本発明の複合粒子では、この熱重量分析により測定された重量減少量が、20%以下であるのが好ましく、15%以下であるのがより好ましい。このような複合粒子は、熱重量分析において重量減少の測定対象となる物質、特に有機系の不純物の含有量が非常に小さいことを示すものであり、上記の課題をより確実に解決し得るものとなる。また、発光量子収率もより高いものとなる。   In the composite particles of the present invention, the weight loss measured by thermogravimetric analysis is preferably 20% or less, and more preferably 15% or less. Such a composite particle indicates that the content of a substance to be measured for weight loss in thermogravimetric analysis, in particular, the content of organic impurities, is very small, and can solve the above problems more reliably. It becomes. In addition, the emission quantum yield is higher.

また、本発明の複合粒子の平均粒径は、特に限定されないが、20〜100nmであるのが好ましく、45〜55nmであるのがより好ましい。平均粒径が前記範囲内であると、特に分散媒への分散性が向上し、分散媒中に複合粒子を高密度に充填することができる。これにより、複合粒子の分散体の発光特性が向上するとともに、可視光領域で透明な分散体(例えば後述する樹脂組成物)が得られる。   The average particle size of the composite particles of the present invention is not particularly limited, but is preferably 20 to 100 nm, more preferably 45 to 55 nm. When the average particle size is within the above range, the dispersibility in the dispersion medium is particularly improved, and the composite particles can be filled in the dispersion medium at a high density. Thereby, the light emission characteristics of the composite particle dispersion are improved, and a transparent dispersion (for example, a resin composition described later) in the visible light region is obtained.

なお、複合粒子の平均粒径についても、例えば、動的光散乱装置(マルバーン社製、ゼータサイザーナノZS)を用い、透明分散液の状態で評価することができる。   The average particle size of the composite particles can also be evaluated in the state of a transparent dispersion using, for example, a dynamic light scattering device (Malvern, Zetasizer Nano ZS).

以上のような複合粒子は、前述したように、吸収・発光特性が高く、高性能の波長変換材料として用いられる。このため、例えば、EL照明、光通信、EL表示体、LED照明、太陽電池、バイオイメージング等の各種デバイスが備える光学材料に用いることができる。特に、LED照明、太陽電池等が備える波長変換材料として好ましく用いられる。   As described above, the composite particles as described above have high absorption / emission characteristics and are used as a high-performance wavelength conversion material. For this reason, it can use for optical materials with which various devices, such as EL illumination, optical communication, EL display body, LED illumination, a solar cell, bioimaging, are provided, for example. In particular, it is preferably used as a wavelength conversion material provided in LED lighting, solar cells and the like.

また、上述したような用途に用いられる場合には、特に本発明の複合粒子の発光量子収率が、可視光領域または近紫外領域の励起波長で30%以上であるのが好ましく、40%以上であるのがより好ましい。   Further, when used in the above-described applications, the emission quantum yield of the composite particles of the present invention is preferably 30% or more at the excitation wavelength in the visible light region or near ultraviolet region, and preferably 40% or more. It is more preferable that

次に、本発明の複合粒子の製造方法について説明する。
(複合粒子の製造方法)
Next, the manufacturing method of the composite particle of this invention is demonstrated.
(Method for producing composite particles)

<第1実施形態>
まず、本発明の複合粒子の製造方法の第1実施形態について説明する。
<First Embodiment>
First, 1st Embodiment of the manufacturing method of the composite particle of this invention is described.

[1]半導体粒子の製造
複合粒子の製造方法の説明に先立って、まず、半導体粒子の製造方法について説明する。半導体粒子の製造方法としては、例えば、ゾル−ゲル法、ソルボサーマル法(水熱合成法を含む)、硝酸亜鉛を用いた合成方法のような各種液相法、火炎法、スパッタリング法のような各種気相法等が挙げられる。
[1] Manufacture of Semiconductor Particles Prior to the description of the method of manufacturing composite particles, first, the method of manufacturing semiconductor particles will be described. Examples of the method for producing semiconductor particles include various liquid phase methods such as a sol-gel method, a solvothermal method (including a hydrothermal synthesis method), and a synthesis method using zinc nitrate, a flame method, and a sputtering method. Examples include various gas phase methods.

ここでは、一例としてゾル−ゲル法について説明する。
まず、原料として酢酸亜鉛またはその水和物(例えば、酢酸亜鉛二水和物等)を用意し、これを溶媒中に溶解する。溶媒としては、例えば、エタノール、プロパノール等が挙げられる。
Here, the sol-gel method will be described as an example.
First, zinc acetate or a hydrate thereof (for example, zinc acetate dihydrate) is prepared as a raw material and dissolved in a solvent. Examples of the solvent include ethanol and propanol.

次いで、必要に応じて、溶液に還流処理を行う。還流処理における加熱温度は、溶媒の揮発性や溶質の反応温度に応じて適宜設定されるが、60〜100℃程度であるのが好ましく、また、還流処理の時間は、30分〜10時間程度とされる。   Next, the solution is refluxed as necessary. The heating temperature in the reflux treatment is appropriately set according to the volatility of the solvent and the reaction temperature of the solute, but is preferably about 60 to 100 ° C., and the duration of the reflux treatment is about 30 minutes to 10 hours. It is said.

次いで、得られた溶液にアルカリ金属の水酸化物を添加し、低温下(例えば10℃以下)にて静置する。これにより、酸化亜鉛半導体粒子の分散液が得られる。アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム等が挙げられる。   Next, an alkali metal hydroxide is added to the obtained solution, and the mixture is allowed to stand at a low temperature (eg, 10 ° C. or lower). Thereby, the dispersion liquid of a zinc oxide semiconductor particle is obtained. Examples of the alkali metal include lithium and sodium.

なお、希土類元素をドープした半導体粒子を製造する場合、酢酸亜鉛またはその水和物に加え、希土類元素の酢酸塩またはその水和物(例えば、酢酸エルビウム四水和物、酢酸ユーロピウム四水和物等)を添加するようにすればよい。
以上のようにして半導体粒子を製造することができる。
When producing semiconductor particles doped with rare earth elements, in addition to zinc acetate or hydrates thereof, acetates of rare earth elements or hydrates thereof (for example, erbium acetate tetrahydrate, europium acetate tetrahydrate) Etc.) may be added.
Semiconductor particles can be manufactured as described above.

また、得られた半導体粒子の分散液について、洗浄処理を施すのが好ましい。これにより、半導体粒子に付着したリチウム、酢酸、イオン性不純物、有機系不純物等の各種不純物を除去することができる。   The obtained dispersion of semiconductor particles is preferably subjected to a washing treatment. As a result, various impurities such as lithium, acetic acid, ionic impurities, and organic impurities attached to the semiconductor particles can be removed.

洗浄処理としては、例えば、半導体粒子の分散液に洗浄液を添加する方法等が挙げられる。必要に応じて、洗浄液に振動、超音波等を付加してもよい。   Examples of the cleaning treatment include a method of adding a cleaning liquid to a dispersion of semiconductor particles. You may add a vibration, an ultrasonic wave, etc. to a washing | cleaning liquid as needed.

洗浄液としては、例えば、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、アセトン等が挙げられる。   Examples of the cleaning liquid include hexane, pentane, heptane, octane, cyclohexane, and acetone.

このうち、洗浄液には、特にヘキサンが好ましく用いられる。ヘキサンによれば、極性が比較的低いため、半導体粒子の分散液の極性を大きく変化させることができる。その結果、半導体粒子とイオン性不純物、有機系不純物との分離性能、すなわち洗浄処理の効率が向上するという効果が得られる。   Of these, hexane is particularly preferably used for the cleaning liquid. Since hexane has a relatively low polarity, the polarity of the dispersion liquid of semiconductor particles can be greatly changed. As a result, the effect of improving the separation performance between the semiconductor particles, the ionic impurities, and the organic impurities, that is, the efficiency of the cleaning process can be obtained.

なお、半導体粒子に付着したリチウム、酢酸、イオン性不純物、有機系不純物等の各種不純物を除去する方法としては、上記の洗浄処理の他に、(i)後述する複合粒子の製造段階で上記と同様の洗浄処理を施す方法、(ii)半導体粒子の分散液をイオン交換樹脂(透過膜)に通す方法等が挙げられる。   As a method for removing various impurities such as lithium, acetic acid, ionic impurities and organic impurities adhering to the semiconductor particles, in addition to the above-described cleaning treatment, (i) Examples include a method of performing the same cleaning treatment, and (ii) a method of passing a dispersion of semiconductor particles through an ion exchange resin (permeable membrane).

さらには、リチウムを用いない半導体粒子の作製方法(例えば、酸化亜鉛合成法等)を用いることにより、リチウム含有量の少ない複合粒子を製造することもできる。   Furthermore, composite particles having a low lithium content can be produced by using a method for producing semiconductor particles that does not use lithium (for example, a zinc oxide synthesis method).

また、洗浄液の添加量は、半導体粒子の体積を1としたとき、体積比で1〜10程度であるのが好ましく、2〜5程度であるのがより好ましい。洗浄液の添加量が前記下限値を下回った場合、前述した洗浄の効果が損なわれる。一方、洗浄液の添加量が前記上限値を上回った場合、それ以上、洗浄液の効果の向上が期待できない。
なお、洗浄処理の回数は、特に限定されず、複数回であってもよい。
The addition amount of the cleaning liquid is preferably about 1 to 10 by volume ratio, more preferably about 2 to 5 when the volume of the semiconductor particles is 1. When the addition amount of the cleaning liquid falls below the lower limit, the above-described cleaning effect is impaired. On the other hand, when the addition amount of the cleaning liquid exceeds the upper limit, no further improvement in the cleaning liquid effect can be expected.
In addition, the frequency | count of a washing process is not specifically limited, Multiple times may be sufficient.

[2]複合粒子の製造
続いて、複合粒子の製造方法について説明する。本発明の複合粒子は、いかなる方法で製造されたものであってもよく、例えば、半導体粒子の分散液と無機化合物の粒子の分散液とを混合し、混合液を各種霧化法により微細な液滴にし、乾燥させる噴霧乾燥法が好ましく用いられる。
[2] Manufacture of Composite Particles Next, a method for manufacturing composite particles will be described. The composite particles of the present invention may be produced by any method. For example, a dispersion of semiconductor particles and a dispersion of inorganic compound particles are mixed, and the mixture is finely divided by various atomization methods. A spray-drying method in which droplets are formed and dried is preferably used.

以下、半導体粒子の分散液と無機化合物の粒子の分散液とを混合し、噴霧乾燥法により混合分散液を乾燥させる方法について、詳述する。   Hereinafter, a method of mixing a dispersion of semiconductor particles and a dispersion of inorganic compound particles and drying the mixed dispersion by a spray drying method will be described in detail.

この方法は、[2−1]半導体粒子の分散液と無機化合物の粒子の分散液とを混合する混合工程と、[2−2]半導体粒子と無機化合物の粒子とを複合化する複合化工程とを有する。以下、各工程について詳述する。   This method includes: [2-1] a mixing step of mixing a dispersion of semiconductor particles and a dispersion of inorganic compound particles; and [2-2] a compounding step of combining semiconductor particles and inorganic compound particles. And have. Hereinafter, each process is explained in full detail.

[2−1]混合工程
まず、半導体粒子の分散液と無機化合物の粒子の分散液とを用意する。
[2-1] Mixing Step First, a dispersion of semiconductor particles and a dispersion of inorganic compound particles are prepared.

半導体粒子の分散液は、[1]の方法により製造された半導体粒子を分散媒に分散させてなるものであるが、この分散媒としては、エタノール、プロパノール等が挙げられる。   The semiconductor particle dispersion is obtained by dispersing the semiconductor particles produced by the method [1] in a dispersion medium. Examples of the dispersion medium include ethanol and propanol.

半導体粒子の分散液の濃度は、特に限定されないが、0.01〜5M程度とするのが好ましく、0.05〜1M程度とするのがより好ましい。   The concentration of the semiconductor particle dispersion is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 5M, more preferably about 0.05 to 1M.

一方、無機化合物の粒子の分散液も、無機化合物の粒子を上述したような分散媒に分散してなるものである。   On the other hand, a dispersion of inorganic compound particles is also obtained by dispersing inorganic compound particles in a dispersion medium as described above.

無機化合物粒子の分散液の濃度は、特に限定されないが、0.01〜5M程度とするのが好ましく、0.05〜1M程度とするのがより好ましい。   The concentration of the dispersion of inorganic compound particles is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 5M, and more preferably about 0.05 to 1M.

次いで、半導体粒子の分散液と無機化合物の粒子の分散液とを混合し、混合分散液(複合粒子の中間体)を調製する。   Next, the semiconductor particle dispersion and the inorganic compound particle dispersion are mixed to prepare a mixed dispersion (intermediate of composite particles).

[2−2]複合化工程
次に、得られた混合分散液(複合粒子の中間体)を粉末化しつつ、乾燥させる。これにより、複合粒子が得られる。
[2-2] Compositing Step Next, the obtained mixed dispersion (intermediate of composite particles) is dried while being powdered. Thereby, composite particles are obtained.

乾燥法には、火炎乾燥法、減圧乾燥法等のいかなる乾燥法をも用いることができるが、特に噴霧乾燥法が好ましく用いられる。噴霧乾燥法によれば、粒径の揃った均質な複合粒子を効率よく製造することができる。また、微小な粒子状に粉末化しつつ、乾燥させることから、著しい高温を必要としない。このため、耐熱性の低い原料を用いることも可能である。   As the drying method, any drying method such as a flame drying method or a reduced pressure drying method can be used, but a spray drying method is particularly preferably used. According to the spray drying method, homogeneous composite particles having a uniform particle diameter can be efficiently produced. In addition, since the powder is dried while being pulverized into fine particles, a significantly high temperature is not required. For this reason, it is also possible to use a raw material with low heat resistance.

図3は、本発明の複合粒子の製造方法の第1実施形態に用いられる噴霧乾燥装置の一例を示す概略図である。   FIG. 3 is a schematic view showing an example of a spray drying apparatus used in the first embodiment of the method for producing composite particles of the present invention.

図3に示す噴霧乾燥装置100は、噴霧器110と、炉心管121とヒーター122とを備える電気炉120と、バグフィルター130とを有している。   A spray drying apparatus 100 shown in FIG. 3 includes a sprayer 110, an electric furnace 120 including a furnace core tube 121 and a heater 122, and a bag filter 130.

噴霧器110は、スラリー状の原料を液滴に霧化するとともに、高圧気体により噴霧するものである。   The sprayer 110 atomizes the slurry-like raw material into droplets and sprays with high-pressure gas.

各種霧化法には、混合分散液を微細な液滴にする方法ならばいかなる方法をも用いられるが、超音波霧化器や2流体ノズルを用いて霧化させる方法が好ましく用いられ、さらに超音波霧化器が好ましく用いられる。超音波霧化器は、混合分散液を加熱することなく、数ミクロンサイズの液滴を作製することができる。このことにより、熱により半導体粒子を劣化させることなく、混合分散液を霧化することができる。また、各種霧化法によって作製された液滴は、サイクロン等の分級装置により、より小さなサイズの液滴に分離される方が好ましい。分級装置を用いることにより、最終的に、粒径数十ナノメートル以下の均一な複合微粒子を作製することができる。   As the various atomization methods, any method can be used as long as the mixed dispersion is made into fine droplets, but an atomization method using an ultrasonic atomizer or a two-fluid nozzle is preferably used. An ultrasonic atomizer is preferably used. The ultrasonic atomizer can produce droplets having a size of several microns without heating the mixed dispersion. As a result, the mixed dispersion can be atomized without degrading the semiconductor particles by heat. Moreover, it is preferable that the droplets produced by various atomization methods are separated into smaller sized droplets by a classifier such as a cyclone. By using the classification device, uniform composite fine particles having a particle diameter of several tens of nanometers or less can be finally produced.

液滴の乾燥方法には、液滴内の溶媒を乾燥できる方法であればいかなる方法でもよいが、ここで説明するような加熱した炉に通す方法の他に、レーザーやマイクロ波を照射する方法等が用いられる。   Any method may be used for drying the droplets as long as the solvent in the droplets can be dried. In addition to the method of passing through a heated furnace as described here, a method of irradiating a laser or microwave Etc. are used.

また、電気炉120が備える炉心管121は、鉛直方向に細長い筒状をなしており、その外周面を覆うようにヒーター122が設けられている。このヒーター122により、炉心管121内が加熱できるようになっている。   Further, the furnace core tube 121 provided in the electric furnace 120 has a cylindrical shape elongated in the vertical direction, and a heater 122 is provided so as to cover the outer peripheral surface thereof. The inside of the core tube 121 can be heated by the heater 122.

炉心管121の下端と噴霧器110とが配管140により接続されており、噴霧器110から噴霧された原料の液滴は、炉心管121の内部に供給されるようになっている。炉心管121内に噴霧された原料は、加熱により乾燥し、固体の粉末となる。   The lower end of the core tube 121 and the sprayer 110 are connected by a pipe 140, and raw material droplets sprayed from the sprayer 110 are supplied into the core tube 121. The raw material sprayed in the core tube 121 is dried by heating to become a solid powder.

一方、炉心管121の上端とバグフィルター130とは配管150により接続されている。乾燥により生じた固体の粉末は、配管150を介してバグフィルター130に送られ、バグフィルター130において粉末が回収される。粉末を搬送した気体は、バグフィルター130から図示しない排ガス装置等へ送られる。   On the other hand, the upper end of the core tube 121 and the bag filter 130 are connected by a pipe 150. The solid powder generated by drying is sent to the bag filter 130 via the pipe 150, and the bag filter 130 collects the powder. The gas carrying the powder is sent from the bag filter 130 to an exhaust gas device (not shown).

続いて、上記の噴霧乾燥装置100を用いて複合粒子を製造する手順について説明する。   Then, the procedure which manufactures composite particle | grains using said spray-drying apparatus 100 is demonstrated.

まず、噴霧器110に[2−1]で作製した混合分散液と、高圧気体とを供給する。
次いで、各種霧化法により混合分散液を微小な液滴に霧化するとともに、高圧気体を利用して炉心管121内に噴霧する。
First, the mixed dispersion prepared in [2-1] and the high-pressure gas are supplied to the nebulizer 110.
Next, the mixed dispersion is atomized into fine droplets by various atomization methods and sprayed into the core tube 121 using a high-pressure gas.

炉心管121内では、熱の影響で液滴が乾燥するとともに、液滴中に含まれる半導体粒子と無機化合物の粒子とが互いに吸着する。その結果、半導体粒子と無機化合物の粒子とを含む複合粒子が得られる。このように噴霧乾燥装置100によれば、2種類の粒子を含み、微小かつ粒径の揃った複合粒子を効率よく製造可能であるとともに、表面張力により自発的に球形の液滴となることから、球形の複合粒子の製造が可能になる。   In the core tube 121, the droplets are dried by the influence of heat, and the semiconductor particles and the inorganic compound particles contained in the droplets are adsorbed to each other. As a result, composite particles containing semiconductor particles and inorganic compound particles are obtained. As described above, according to the spray drying apparatus 100, it is possible to efficiently produce fine and uniform composite particles containing two kinds of particles, and spontaneously become spherical droplets due to surface tension. It becomes possible to produce spherical composite particles.

ここで、本発明では、このような複合粒子の製造過程で、少なくとも1回、混合分散液(複合粒子の中間体)に還元処理を施すことを特徴とするものである。   Here, the present invention is characterized in that the mixed dispersion liquid (intermediate of composite particles) is subjected to a reduction treatment at least once in the production process of such composite particles.

この還元処理は、混合分散液中の半導体粒子を構成する酸化亜鉛を還元する処理であれば、いかなる処理であってもよいが、ここでは、噴霧乾燥を行いつつ、還元処理を施す方法について詳述する。   The reduction treatment may be any treatment as long as it is a treatment that reduces the zinc oxide constituting the semiconductor particles in the mixed dispersion, but here, a detailed description is given of a method of performing the reduction treatment while performing spray drying. Describe.

ここで、噴霧器110に供給される高圧気体(キャリアガス)は、半導体粒子に対する還元能を有する気体を含むものである。   Here, the high-pressure gas (carrier gas) supplied to the nebulizer 110 includes a gas having a reducing ability for semiconductor particles.

このような還元能を有する気体(還元性気体)としては、例えば、水素、一酸化炭素等が挙げられる。このうち、還元能の大きさ、安全性等の観点から、水素が好ましく用いられる。   Examples of the gas having such reducing ability (reducing gas) include hydrogen and carbon monoxide. Among these, hydrogen is preferably used from the viewpoints of reduction ability, safety, and the like.

また、高圧気体は、これらの還元性気体と不活性気体とを含む混合気体であってもよい。不活性気体としては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。   The high-pressure gas may be a mixed gas containing these reducing gas and inert gas. Examples of the inert gas include nitrogen, helium, argon, and the like.

混合気体中の還元性気体の含有率は、還元性気体が含まれてさえいれば、特に限定されないものの、1〜10体積%であるのが好ましく、3〜8体積%であるのがより好ましい。このような混合気体は、必要かつ十分な還元能を有するとともに、過剰な還元処理を防止し得るものとなる。   Although the content rate of the reducing gas in the mixed gas is not particularly limited as long as the reducing gas is contained, it is preferably 1 to 10% by volume, more preferably 3 to 8% by volume. . Such a mixed gas has a necessary and sufficient reducing ability and can prevent excessive reduction treatment.

または、85〜100体積%であるのが好ましく、90〜100体積%であるのがより好ましい。このような混合気体は、水素濃度が高いため還元能が大きく、水素濃度が低い混合気体を用いた場合よりも短時間で還元処理を行うことができる。   Or it is preferable that it is 85-100 volume%, and it is more preferable that it is 90-100 volume%. Since such a mixed gas has a high hydrogen concentration, the reducing ability is large, and the reduction treatment can be performed in a shorter time than when a mixed gas having a low hydrogen concentration is used.

高圧気体として還元性気体が用いられると、電気炉120内において、複合粒子が形成されるとともに、半導体粒子に還元作用が働く。この還元作用により、半導体粒子中の酸化亜鉛が一部還元される。   When a reducing gas is used as the high-pressure gas, composite particles are formed in the electric furnace 120 and a reducing action acts on the semiconductor particles. This reduction action partially reduces zinc oxide in the semiconductor particles.

ところで、本発明の複合粒子は、酸化亜鉛の発光特性を利用して、種々の用途に応用されるものである。   By the way, the composite particles of the present invention are applied to various uses by utilizing the light emission characteristics of zinc oxide.

酸化亜鉛の発光メカニズムは、酸化亜鉛の結晶格子に存在する種々の点欠陥に起因すると考えられている。これらの点欠陥のうちの1つが酸素欠陥である。酸化亜鉛の半導体粒子における発光特性、特に発光量子収率を高めるためには、この酸素欠陥が含まれるように制御する必要がある。   The light emission mechanism of zinc oxide is considered to be caused by various point defects existing in the crystal lattice of zinc oxide. One of these point defects is an oxygen defect. In order to increase the light emission characteristics, particularly the light emission quantum yield, of the semiconductor particles of zinc oxide, it is necessary to control so as to include this oxygen defect.

上述したように、本発明では、複合粒子の製造過程において、半導体粒子中の酸化亜鉛が一部還元されるため、これにより酸化亜鉛に酸素欠陥が形成される。その結果、半導体粒子における発光特性(発光量子収率)を高めることができる。したがって、このような半導体粒子を含む複合粒子は、発光特性に優れるとともに、前述したように、分散性および耐久性に優れたものとなる。   As described above, in the present invention, since zinc oxide in the semiconductor particles is partially reduced during the manufacturing process of the composite particles, oxygen defects are thereby formed in the zinc oxide. As a result, the light emission characteristics (luminescence quantum yield) in the semiconductor particles can be enhanced. Therefore, the composite particles containing such semiconductor particles are excellent in light emission characteristics and excellent in dispersibility and durability as described above.

また、還元処理を、複合粒子を形成しつつ施すことにより、複合粒子が完全に形成される前に、半導体粒子に対して還元作用が働くことになる。複合粒子が完全に形成されてしまうと、半導体粒子と無機化合物の粒子とが互いに吸着した状態となるため、半導体粒子と還元性気体に対する還元処理が十分に行えないおそれがあるのに対し、複合粒子が形成される途中であれば、半導体粒子に対する還元性気体の接触頻度が多くなるため、還元処理を十分に行うことができる。   Further, by performing the reduction treatment while forming the composite particles, the reducing action acts on the semiconductor particles before the composite particles are completely formed. When the composite particles are completely formed, the semiconductor particles and the inorganic compound particles are adsorbed to each other, so there is a possibility that the semiconductor particles and the reducing gas cannot be sufficiently reduced. If particles are in the process of being formed, the reducing gas can be contacted with the semiconductor particles more frequently, so that the reduction treatment can be sufficiently performed.

還元処理における温度(炉心管121内の温度)は、200〜1000℃であるのが好ましく、300〜950℃であるのがより好ましく、500〜900℃程度であるのがさらに好ましい。これにより、高速で移動している液滴に対して、乾燥処理と還元処理とを確実に施すことができる。なお、温度が前記下限値未満である場合、乾燥処理および還元処理が不十分になるおそれがある。一方、温度が前記上限値を上回る場合、還元処理が過剰になり、必要以上の酸化亜鉛が還元されてしまう。その結果、半導体粒子が半導体特性を失うおそれがある。   The temperature in the reduction treatment (temperature in the core tube 121) is preferably 200 to 1000 ° C, more preferably 300 to 950 ° C, and further preferably about 500 to 900 ° C. Thereby, it is possible to reliably perform the drying process and the reduction process on the droplet moving at high speed. In addition, when temperature is less than the said lower limit, there exists a possibility that a drying process and a reduction process may become inadequate. On the other hand, when temperature exceeds the said upper limit, a reduction process will become excess and zinc oxide more than necessary will be reduce | restored. As a result, the semiconductor particles may lose semiconductor characteristics.

また、還元処理は、1回に限らず、複数回行うようにしてもよい。また、複合粒子を形成しつつ還元処理を施した後、さらに別途、還元処理を施すようにしてもよい。
以上のようにして、発光特性に優れた複合粒子が得られる。
Further, the reduction process is not limited to once, and may be performed a plurality of times. Further, after the reduction treatment is performed while forming the composite particles, the reduction treatment may be performed separately.
As described above, composite particles having excellent light emission characteristics can be obtained.

なお、複合粒子を形成する際には還元処理を行わず、複合粒子を作製し終えてから別途、還元処理を行うようにしてもよい。この場合には、還元処理を行う時間に制限がないので、複合粒子の発光特性を考慮しつつ、時間をかけて十分な還元処理を行うことができる。よって、複合粒子が完全に形成されていても還元処理には差し支えない。なお、この場合、炉心管121内に供給される高圧気体は、還元能を有する気体を含んでいなくてもよく、不活性気体の他、空気、酸素等の酸化性気体等であってもよい。   Note that when forming the composite particles, the reduction treatment may not be performed, and the reduction treatment may be performed separately after the composite particles are manufactured. In this case, since there is no limitation on the time for performing the reduction treatment, sufficient reduction treatment can be performed over time while taking into consideration the light emission characteristics of the composite particles. Therefore, even if the composite particles are completely formed, there is no problem with the reduction treatment. In this case, the high-pressure gas supplied into the core tube 121 may not include a gas having a reducing ability, and may be an inert gas or an oxidizing gas such as air or oxygen. Good.

また、別途、還元処理を行う場合、連続式、バッチ式の加熱炉を用いて行うことができる。   Moreover, when performing a reduction process separately, it can carry out using a continuous type and a batch type heating furnace.

この場合、加熱温度は、前記温度範囲と同等であるのが好ましく、加熱時間は、5分〜5時間程度であるのが好ましい。   In this case, the heating temperature is preferably equivalent to the above temperature range, and the heating time is preferably about 5 minutes to 5 hours.

また、必要に応じて、製造後の複合粒子を粉砕工程に供するようにしてもよい。粉砕方法としては、ボールミル、ビーズミル等の各種粉砕機、超音波分散装置等の各種分散機を用いる方法が挙げられる。
さらには、必要に応じて、分級処理を行うようにしてもよい。
Moreover, you may make it use the composite particle after manufacture for a grinding | pulverization process as needed. Examples of the pulverization method include a method using various pulverizers such as a ball mill and a bead mill, and various dispersers such as an ultrasonic dispersion apparatus.
Furthermore, classification processing may be performed as necessary.

なお、還元処理を伴って製造された複合粒子は、処理前に比べて、より多くの酸素欠陥を含むものとなる。酸素欠陥量の増加の有無は、例えば、レーザーラマン分光法等により評価することができる。   In addition, the composite particle manufactured with the reduction process contains more oxygen defects than before the process. The presence or absence of an increase in the amount of oxygen defects can be evaluated by, for example, laser Raman spectroscopy.

<第2実施形態>
次に、本発明の複合粒子の製造方法の第2実施形態について説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the method for producing composite particles of the present invention will be described.

以下、第2実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, although the second embodiment will be described, the description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態では、還元能を有する気体を用いる代わりに、還元能を有する粒子を含む混合分散液(複合粒子の中間体)を用いるようにした以外は、前記第1実施形態と同様である。   This embodiment is the same as the first embodiment except that instead of using a gas having reducing ability, a mixed dispersion liquid (intermediate of composite particles) containing particles having reducing ability is used.

まず、混合工程において、半導体粒子と無機化合物の粒子とを含む混合分散液(複合粒子の中間体)に、還元能を有する粒子を加える。   First, in the mixing step, particles having reducing ability are added to a mixed dispersion liquid (intermediate of composite particles) containing semiconductor particles and inorganic compound particles.

還元能を有する粒子としては、カーボンブラック、グラファイト粉末等の炭素粒子、または炭素材料を含む粒子が挙げられ、炭素粒子が好ましく用いられる。炭素粒子は、分散性および還元能に優れるとともに、還元処理後の生成物が気体(一酸化炭素)として容易に排出可能であることから、還元能を有する粒子として好適である。   Examples of the particles having a reducing ability include carbon particles such as carbon black and graphite powder, or particles containing a carbon material, and carbon particles are preferably used. Carbon particles are suitable as particles having reducing ability because they are excellent in dispersibility and reducing ability, and the product after the reduction treatment can be easily discharged as a gas (carbon monoxide).

このような粒子の一次粒子の平均粒径は、1〜100nm程度であるのが好ましく、2〜80nm程度であるのがより好ましい。還元能を有する粒子の粒径を前記範囲内とすることにより、半導体粒子と還元能を有する粒子とが均一に分散し易く、両者の接触機会が高められる。その結果、半導体粒子に対して十分な還元処理を施すことができる。   The average particle size of primary particles of such particles is preferably about 1 to 100 nm, and more preferably about 2 to 80 nm. By setting the particle size of the particles having the reducing ability within the above range, the semiconductor particles and the particles having the reducing ability are easily dispersed uniformly, and the opportunity for contact between the two is increased. As a result, a sufficient reduction treatment can be performed on the semiconductor particles.

また、還元能を有する粒子の含有率は、その一次粒子の粒径に応じて適宜設定されるが、一例としては、半導体粒子の含有率の30〜500体積%程度であるのが好ましく、50〜400体積%程度であるのがより好ましい。これにより、半導体粒子と還元能を有する粒子との接触機会をより高めるとともに、還元能を有する粒子が過剰になるのを防ぐことができる。   In addition, the content of the particles having reducing ability is appropriately set according to the particle size of the primary particles, but as an example, the content is preferably about 30 to 500% by volume of the content of the semiconductor particles. More preferably, it is about ~ 400% by volume. Thereby, the contact opportunity between the semiconductor particles and the particles having the reducing ability can be further increased, and the particles having the reducing ability can be prevented from becoming excessive.

なお、還元能を有する粒子を加えた混合分散液には、必要に応じて、超音波や振動を付与することにより、各粒子の分散性を高めるようにすればよい。   In addition, what is necessary is just to make it improve the dispersibility of each particle | grain by giving an ultrasonic wave and a vibration to the mixed dispersion liquid which added the particle | grains which have reducing ability as needed.

次いで、複合化工程において、得られた混合分散液を粉末化しつつ、乾燥させる。この際、加熱により、半導体粒子と還元能を有する粒子との間で還元反応が生じる。例えば、炭素粒子の場合、半導体粒子中の酸素と炭素粒子中の炭素とが反応し、一酸化炭素が生成される。この一酸化炭素は、高圧気体とともに排出されることから、効率よく複合粒子の形成と、半導体粒子の還元とを行うことができる。   Next, in the compounding step, the obtained mixed dispersion is powdered and dried. At this time, a reduction reaction occurs between the semiconductor particles and the particles having reducing ability due to heating. For example, in the case of carbon particles, oxygen in the semiconductor particles and carbon in the carbon particles react to generate carbon monoxide. Since this carbon monoxide is discharged together with the high-pressure gas, it is possible to efficiently form composite particles and reduce semiconductor particles.

この場合、高圧気体は、還元性気体、不活性気体、酸化性気体等のいずれであってよいが、意図しない酸化や還元を防止するためには、不活性気体であるのが好ましい。   In this case, the high-pressure gas may be any of a reducing gas, an inert gas, an oxidizing gas, and the like, but is preferably an inert gas in order to prevent unintended oxidation and reduction.

なお、前述した還元処理は、マイクロ波処理、高周波超音波処理、レーザー照射処理等で代替することもできる。これらの処理は、いずれもマイクロ波、高周波超音波、レーザーのエネルギーにより、半導体粒子と還元能を有する粒子との反応を生じさせ、還元処理を施すことができる。   Note that the reduction treatment described above can be replaced by microwave treatment, high-frequency ultrasonic treatment, laser irradiation treatment, or the like. In any of these treatments, a reduction treatment can be performed by causing a reaction between semiconductor particles and particles having a reducing ability by the energy of microwaves, high-frequency ultrasonic waves, and lasers.

特に炭素粒子は、マイクロ波、レーザー等の吸収し易いことから、少ないエネルギーで炭素粒子を直接自己発熱させることができる。その結果、外部から加熱するよりも効率的に還元処理を施すことができるとともに、炭素粒子の温度が均一に上昇するため、還元処理の均一性も向上する。その結果、還元処理の進度を厳密に制御することが可能になる。   In particular, since carbon particles are easily absorbed by microwaves, lasers, etc., the carbon particles can directly self-heat with less energy. As a result, the reduction process can be performed more efficiently than when heated from the outside, and the temperature of the carbon particles is increased uniformly, so that the uniformity of the reduction process is improved. As a result, the progress of the reduction process can be strictly controlled.

このような処理を行う場合、第1実施形態と同様、混合分散液の液滴に対して処理を施すようにすればよい。これにより、分散媒の揮発と還元処理とを行い、複合粒子を作製することができる。
マイクロ波の周波数は、例えば1〜30GHz程度とされる。
When performing such a process, the process may be performed on the droplets of the mixed dispersion liquid as in the first embodiment. Thereby, volatilization of the dispersion medium and reduction treatment can be performed to produce composite particles.
The frequency of the microwave is, for example, about 1 to 30 GHz.

以上のような本実施形態においても、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
それに加え、還元能を有する気体を用いる必要がないので、製造コストの削減を図ることができる。特に、マイクロ波処理、高周波超音波処理、レーザー照射処理等を用いることにより、還元能を有する粒子を直接加熱することができるので、エネルギー効率が高く、製造コストのさらなる削減を図ることができる。
In the present embodiment as described above, the same operations and effects as in the first embodiment can be obtained.
In addition, since it is not necessary to use a gas having reducing ability, the manufacturing cost can be reduced. In particular, by using microwave treatment, high-frequency ultrasonic treatment, laser irradiation treatment, or the like, particles having reducing ability can be directly heated, so that energy efficiency is high and manufacturing cost can be further reduced.

<第3実施形態>
次に、本発明の複合粒子の製造方法の第3実施形態について説明する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the method for producing composite particles of the present invention will be described.

以下、第3実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   In the following, the third embodiment will be described. The description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態では、還元能を有する気体を用いる代わりに、同一の空間内に、混合分散液(複合粒子の中間体)と、還元能を有する金属の単体または合金とを併存させ、これらを加熱するようにした以外は、前記第1実施形態と同様である。   In this embodiment, instead of using a gas having a reducing ability, a mixed dispersion (intermediate of composite particles) and a simple substance or alloy having a reducing ability coexist in the same space, and these are heated. Except for the above, it is the same as the first embodiment.

本実施形態では、噴霧乾燥装置100の炉心管121に、内壁面が還元能を有する金属または合金で構成された炉心管を用いる。このような炉心管121を用いることにより、複合化工程において、加熱下で混合分散液の液滴と炉心管121の内壁面とが接触することにより、半導体粒子に対して還元処理を施すことができる。これにより、単に炉心管121(またはそれに代わる配管)中に混合分散液を通すことにより、連続的に効率よく還元処理を施すことができ、複合粒子の量産性を高めることができる。   In the present embodiment, a core tube having an inner wall made of a metal or alloy having a reducing ability is used as the core tube 121 of the spray drying apparatus 100. By using such a core tube 121, the semiconductor particles can be subjected to a reduction treatment by bringing the droplets of the mixed dispersion into contact with the inner wall surface of the core tube 121 under heating in the compounding step. it can. As a result, simply passing the mixed dispersion liquid through the core tube 121 (or a pipe instead thereof) allows continuous and efficient reduction treatment, and increases the mass productivity of the composite particles.

還元能を有する金属としては、例えば、銅、チタン、アルミニウム等が挙げられる。また、これらの金属の合金としては、2種以上の上記金属または上記金属とそれ以外の金属とを含む金属間化合物等が挙げられる。   Examples of the metal having a reducing ability include copper, titanium, aluminum and the like. Moreover, as an alloy of these metals, the intermetallic compound containing the said 2 or more types of said metals or the said metal, and the other metal is mentioned.

このうち、還元能を有する金属として銅を用いることにより、特に効率よく還元処理を施すことができる。また、還元処理によって銅が酸化するものの、酸化銅は容易に還元させることが可能であることから、再利用が容易であるという利点もある。   Of these, reduction treatment can be performed particularly efficiently by using copper as the metal having reducing ability. Further, although copper is oxidized by the reduction treatment, copper oxide can be easily reduced, so that there is an advantage that reuse is easy.

また、還元能を有する金属または合金は、炉心管121の内壁面以外の形態で用いられてもよい。かかる形態としては、例えば、炉心管121内を横断するように設けられた網状体、スリット状体、炉心管121の長手方向に沿って平行に並べられた板状体等の形態であってもよい。これらの形態は、いずれも、混合分散液の流れを妨げることなく、半導体粒子と還元能を有する金属または合金との接触機会が十分に得られるものであることから、確実な還元処理と高い量産性とを両立するものである。また、これらの形態の金属または合金は、いずれも交換が容易であることから、装置のメンテナンスの容易性の観点からも有用である。   Further, the metal or alloy having the reducing ability may be used in a form other than the inner wall surface of the core tube 121. As such a form, for example, a net-like body, a slit-like body provided so as to cross the inside of the core tube 121, a plate-like body arranged in parallel along the longitudinal direction of the core tube 121, or the like may be used. Good. All of these forms provide sufficient opportunities for contact between the semiconductor particles and the metal or alloy having the reducing ability without hindering the flow of the mixed dispersion, so that reliable reduction treatment and high mass production are possible. It is compatible with sex. In addition, since any of these forms of metals or alloys can be easily replaced, they are also useful from the viewpoint of ease of maintenance of the apparatus.

また、還元能を有する金属または合金の形態は、単なる塊状体、板状体、棒状体、粉末、フレーク状体等であってもよい。また、混合分散液は、必ずしも配管内で還元処理される必要はなく、単なる容器内に、還元能を有する金属または合金と併存させ、加熱処理が施されることにより、還元処理がなされる。この場合、設備に要するコストを削減することができる。   The form of the metal or alloy having reducing ability may be a simple lump, plate, rod, powder, flake or the like. Further, the mixed dispersion does not necessarily have to be reduced in the pipe, and the reduction treatment is performed by coexisting with a metal or alloy having a reducing ability in a simple container and subjecting it to heat treatment. In this case, the cost required for the facility can be reduced.

なお、上記形態のうち、粉末、フレーク状体は、表面積が大きいため、還元処理の効率が高い。   In addition, among the said forms, since the powder and flake-like body have a large surface area, the efficiency of a reduction process is high.

また、還元処理における雰囲気は、特に限定されず、還元性気体、不活性気体、酸化性気体のいずれであってもよいが、意図しない酸化や還元を防止するためには、不活性気体であるのが好ましい。   The atmosphere in the reduction treatment is not particularly limited and may be any of a reducing gas, an inert gas, and an oxidizing gas, but is an inert gas in order to prevent unintended oxidation and reduction. Is preferred.

以上のような装置を用いて、前記第1実施形態と同様にして複合粒子を製造する。
このような本実施形態においても、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
Using the apparatus as described above, composite particles are produced in the same manner as in the first embodiment.
In this embodiment as well, the same operations and effects as in the first embodiment can be obtained.

それに加え、還元能を有する気体や、還元能を有する粒子等を用意する必要がないので、製造コストを大きく削減することができる。   In addition, since it is not necessary to prepare gas having reducing ability, particles having reducing ability, etc., the manufacturing cost can be greatly reduced.

(樹脂組成物)
本発明の樹脂組成物は、本発明の複合粒子と、硬化性樹脂とを有するものである。このような樹脂組成物は、各種塗布法を用いることにより、高価な真空装置の使用や高温での熱処理を伴うことなく、各種デバイスに対して、本発明の複合粒子を容易に供給(塗布)し、固定することができる。これにより、各種デバイスに対して、前述した波長変換機能を付加することができ、各種デバイスの機能向上を図ることができる。
(Resin composition)
The resin composition of the present invention has the composite particles of the present invention and a curable resin. Such a resin composition can easily supply (apply) the composite particles of the present invention to various devices without using an expensive vacuum apparatus or heat treatment at a high temperature by using various application methods. And can be fixed. Thereby, the wavelength conversion function mentioned above can be added with respect to various devices, and the function improvement of various devices can be aimed at.

硬化性樹脂には、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができるが、特に光透過性を有するものが好ましく用いられる。このような硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エチレンビニルアセテート(EVA)樹脂等が挙げられる。これらを用いることにより、樹脂組成物の光透過性をより高めることができる。   As the curable resin, a photocurable resin, a thermosetting resin, or the like can be used, and in particular, a resin having light permeability is preferably used. Examples of such curable resins include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, and ethylene vinyl acetate (EVA) resins. By using these, the light transmittance of the resin composition can be further enhanced.

このうちエポキシ系樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂またはこれらの水添化物、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート骨格を有するエポキシ樹脂、カルド骨格を有するエポキシ樹脂、ポリシロキサン構造を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。直接アモルファスシリコンなどの光起電層や反射防止膜を形成するなど、樹脂組成物に耐熱性を必要とする場合は、脂環式構造を有するものが好ましい。脂環式エポキシ樹脂としては、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル3’、4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、1,2,8,9−ジエポキシリモネン、ε−カプロラクトンオリゴマーの両端にそれぞれ3,4−エポキシシクロヘキシルメタノールと3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸がエステル結合したもの、水添ビフェニル骨格、および水添ビスフェノールA骨格を有する脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。   Among these, examples of the epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins or hydrogenated products thereof, epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton, and triglycidyl. Examples thereof include an epoxy resin having an isocyanurate skeleton, an epoxy resin having a cardo skeleton, and an epoxy resin having a polysiloxane structure. When the resin composition requires heat resistance, such as directly forming a photovoltaic layer such as amorphous silicon or an antireflection film, those having an alicyclic structure are preferred. Examples of the alicyclic epoxy resin include 3,4-epoxycyclohexylmethyl 3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, 1,2,8,9-diepoxylimonene, and ε-caprolactone oligomer at both ends, respectively. Examples include an ester-bonded 4-epoxycyclohexylmethanol and 3,4-epoxycyclohexanecarboxylic acid, a hydrogenated biphenyl skeleton, and an alicyclic epoxy resin having a hydrogenated bisphenol A skeleton.

また、アクリル系樹脂としては、2つ以上の官能基を有する(メタ)アクリレートであれば、特に限定されないが、直接アモルファスシリコンなどの光起電層や反射防止膜を形成するなど、樹脂組成物に耐熱性を必要とする場合は、脂環式構造を有するものが好ましい。脂環式構造を有する(メタ)アクリレートとしては、特に、以下の一般式(1)および一般式(2)より選ばれた少なくとも1種以上の(メタ)アクリレートを重合したアクリル樹脂が好ましい。   The acrylic resin is not particularly limited as long as it is a (meth) acrylate having two or more functional groups, but a resin composition such as directly forming a photovoltaic layer or an antireflection film such as amorphous silicon. When heat resistance is required, those having an alicyclic structure are preferable. As the (meth) acrylate having an alicyclic structure, an acrylic resin obtained by polymerizing at least one (meth) acrylate selected from the following general formula (1) and general formula (2) is particularly preferable.

Figure 2011116904
[一般式(1)中、RおよびRは、互いに異なっていてもよく、水素原子またはメチル基である。また、aは1または2であり、bは0または1である。]
Figure 2011116904
[In General Formula (1), R 1 and R 2 may be different from each other, and are a hydrogen atom or a methyl group. Further, a is 1 or 2, and b is 0 or 1. ]

Figure 2011116904
Figure 2011116904

より好ましくは、一般式(1)において、R、Rが水素で、aが1、bが0である構造を有するジシクロペンタジエニルジアクリレート、一般式(2)において、Xが−CHOCOCH=CHで、R、Rが水素で、Pが1である構造を有するパーヒドロ−1,4;5,8−ジメタノナフタレン−2,3,7−(オキシメチル)トリアクリレート、および、X、R、Rがすべて水素で、Pが0または1である構造を有するアクリレートより選ばれた少なくとも1種のアクリレートが用いられ、粘度等の点を考慮すると、さらに好ましくは、X、R、Rがすべて水素で、Pが0である構造を有するノルボルナンジメチロールジアクリレートが用いられる。 More preferably, in the general formula (1), R 1 and R 2 are hydrogen, a is 1 and b is 0. In the general formula (2), X is — Perhydro-1,4; 5,8-dimethananaphthalene-2,3,7- (oxymethyl) tri having a structure in which CH 2 OCOCH═CH 2 , R 3 , R 4 are hydrogen and P is 1 An acrylate, and at least one acrylate selected from acrylates having a structure in which X, R 3 and R 4 are all hydrogen and P is 0 or 1, are more preferable in consideration of viscosity and the like. In this case, norbornane dimethylol diacrylate having a structure in which X, R 3 and R 4 are all hydrogen and P is 0 is used.

また、アクリル樹脂として、水分散型アクリル樹脂を用いることができる。水分散型アクリル樹脂とは、水を主成分とする分散媒に分散したアクリルモノマー、オリゴマー、またはポリマーであり、水分散液のような希薄な状態では架橋反応がほとんど進行しないが、水を蒸発させると常温でも架橋反応が進行し固化するタイプ、または、自己架橋可能な官能基を有し、触媒や重合開始剤、反応促進剤などの添加剤を用いなくとも加熱のみで架橋し固化するタイプのアクリル樹脂である。   A water-dispersed acrylic resin can be used as the acrylic resin. A water-dispersed acrylic resin is an acrylic monomer, oligomer, or polymer that is dispersed in a dispersion medium containing water as the main component. In a dilute state like an aqueous dispersion, the crosslinking reaction hardly proceeds, but water is evaporated. If this is done, the crosslinking reaction will proceed and solidify at room temperature, or it will have a functional group capable of self-crosslinking, and it will be crosslinked and solidified only by heating without the use of additives such as catalysts, polymerization initiators, and reaction accelerators. Acrylic resin.

前者のタイプでは水分散液のような希薄な状態では架橋反応がほとんど進行せず、水を蒸発させると常温でも架橋反応が進行し固化するものであれば特に制限されるものではなく、触媒や重合開始剤、反応促進剤などの添加剤を用いてもよいし、自己架橋可能な官能基を利用してもよい。また、反応を完結させる目的で加熱することは制限されない。自己架橋可能な官能基としては特に限定されないが、例えば、カルボキシル基同士、エポキシ基同士、メチロール基同士、ビニル基同士、一級アミド基同士、アルコキシシリル基同士、メチロール基とアルコキシメチル基、カルボニル基とヒドラジド基、カルボジイミド基とカルボキシル基などが挙げられる。水分散型アクリル樹脂は、波長変換物質を含有する複合粒子が水に親和性がある場合に好適に用いられる。   In the former type, the crosslinking reaction hardly proceeds in a dilute state such as an aqueous dispersion, and if water is evaporated and the crosslinking reaction proceeds and solidifies at room temperature, it is not particularly limited. Additives such as a polymerization initiator and a reaction accelerator may be used, or a functional group capable of self-crosslinking may be used. Further, heating for the purpose of completing the reaction is not limited. The self-crosslinkable functional group is not particularly limited. For example, carboxyl groups, epoxy groups, methylol groups, vinyl groups, primary amide groups, alkoxysilyl groups, methylol groups and alkoxymethyl groups, carbonyl groups And hydrazide group, carbodiimide group and carboxyl group. The water-dispersed acrylic resin is suitably used when the composite particles containing the wavelength conversion substance have an affinity for water.

一方、シリコーン系樹脂としては、市販のLED用シリコーン樹脂等が挙げられる。
また、架橋性を有するエチレンビニルアセテート樹脂には、酢酸ビニル含有率(VA含有量)が25重量%以上のものが好ましく用いられ、例えば、三井化学ファブロ株式会社のソーラーエバ(商標)等を好適に用いることができる。
On the other hand, examples of the silicone-based resin include commercially available silicone resins for LEDs.
In addition, as the ethylene vinyl acetate resin having crosslinkability, those having a vinyl acetate content (VA content) of 25% by weight or more are preferably used. For example, Solar Eva (trademark) manufactured by Mitsui Chemicals Fabro Co., Ltd. is suitable. Can be used.

なお、上述したような硬化性樹脂とは、最終的にネットワーク構造を形成するものであればよく、イオンを媒体としてネットワークを形成するアイオノマー樹脂なども使用することができる。   Note that the curable resin as described above may be any resin that finally forms a network structure, and ionomer resins that form a network using ions as a medium can also be used.

硬化性樹脂の含有量(体積分率)は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の20〜65体積%であるのが好ましく、特に30〜55体積%であるのがより好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に発光特性、耐久性に優れる。   Although content (volume fraction) of curable resin is not specifically limited, It is preferable that it is 20-65 volume% of the whole resin composition, and it is more preferable that it is especially 30-55 volume%. When the content is within the above range, the light emission characteristics and durability are particularly excellent.

一方、複合粒子の含有量(体積分率)は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の30〜70体積%であるのが好ましく、特に40〜60体積%であるのがより好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に樹脂組成物の成形性を確保することができ、かつ、樹脂組成物中において複合粒子の充填性が確保されるため、複合粒子が規則的に均一に配列し易くなる。その結果、樹脂組成物を層状に成形した場合、層の透明性が高くなる。   On the other hand, the content (volume fraction) of the composite particles is not particularly limited, but is preferably 30 to 70% by volume, more preferably 40 to 60% by volume, based on the entire resin composition. When the content is within the above range, particularly the moldability of the resin composition can be ensured, and since the filling property of the composite particles in the resin composition is ensured, the composite particles are regularly and uniformly. It becomes easy to arrange. As a result, when the resin composition is molded into a layer, the transparency of the layer is increased.

また、本発明の樹脂組成物には、上述した硬化性樹脂および複合粒子以外に、架橋を促進させるための触媒、架橋剤、他の波長変換物質、複合粒子と樹脂との親和性を向上し、複合粒子の分散性を向上させるためのアルコキシ基を有する化合物、カップリング剤、界面活性剤等の各種添加物を含有していてもよい。   In addition to the above-described curable resin and composite particles, the resin composition of the present invention improves the affinity between the catalyst for promoting crosslinking, a crosslinking agent, other wavelength converting substances, and composite particles and the resin. In addition, various additives such as a compound having an alkoxy group for improving the dispersibility of the composite particles, a coupling agent, and a surfactant may be contained.

このような添加物としては、例えば、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン等のケイ素のアルコキシド化合物、アミノシラン、エポキシシラン、アクリルシラン等のケイ素を含有する各種カップリング剤、アルミニウム、チタンなどのケイ素以外の元素を含むアルコキシ基含有化合物等が挙げられる。   Examples of such additives include silicon alkoxide compounds such as tetraethoxysilane and tetramethoxysilane, various coupling agents containing silicon such as aminosilane, epoxysilane, and acrylic silane, and silicon other than silicon such as aluminum and titanium. Examples thereof include an alkoxy group-containing compound containing an element.

また、酸化亜鉛の半導体粒子を含有する複合粒子を硬化性樹脂に分散させるときには、ケイ素を含有するシランカップリング剤を分散剤として使用することが好ましい。シランカップリング剤としては、窒素またはアミノ基を有するものが好ましく用いられ、アミノシランやアザシラン等が好ましく用いられる。アミノシランを使用する場合、アルコキシ基が2官能であるジシランやアルコキシ基が1官能であるモノシランが好ましく、コストと性能のバランスからN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が好ましく用いられる。アザシランを使用する場合、環状アザシラン等が好ましく用いられ、コストと性能のバランスから2,2−ジメトキシ−1,6−ジアザ−2−シラシクロオクタン、またはN−メチル−アザ−2,2,4−トリメチルシラシクロペンタン等が好ましく用いられる。   Further, when the composite particles containing zinc oxide semiconductor particles are dispersed in the curable resin, it is preferable to use a silane coupling agent containing silicon as a dispersant. As the silane coupling agent, those having nitrogen or an amino group are preferably used, and aminosilane, azasilane and the like are preferably used. When aminosilane is used, disilane having a bifunctional alkoxy group or monosilane having a monofunctional alkoxy group is preferable, and N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane and the like are preferable from the balance of cost and performance. Preferably used. When azasilane is used, cyclic azasilane or the like is preferably used, and 2,2-dimethoxy-1,6-diaza-2-silacyclooctane or N-methyl-aza-2,2,4 is used from the balance of cost and performance. -Trimethylsilacyclopentane and the like are preferably used.

(波長変換層および光起電装置)
本発明の波長変換層は、本発明の樹脂組成物を、所定の形状に成形し、硬化させてなるものである。このような波長変換層は、吸収光波長に対して発光波長を変化させることにより、特定波長の光を各種デバイスに入射させることができる。
(Wavelength conversion layer and photovoltaic device)
The wavelength conversion layer of the present invention is formed by molding and curing the resin composition of the present invention into a predetermined shape. Such a wavelength conversion layer can make light of a specific wavelength incident on various devices by changing the emission wavelength with respect to the absorption light wavelength.

また、本発明の光起電装置は、本発明の波長変換層を有するものである。このため、光起電装置における光電変換特性に応じて、波長変換層における発光波長を適宜選択することにより、光電変換効率に優れた光起電装置が得られる。   Moreover, the photovoltaic device of the present invention has the wavelength conversion layer of the present invention. For this reason, the photovoltaic device excellent in photoelectric conversion efficiency is obtained by selecting suitably the light emission wavelength in a wavelength conversion layer according to the photoelectric conversion characteristic in a photovoltaic device.

<第1実施形態>
まず、本発明の波長変換層および本発明の光起電装置の第1実施形態について説明する。
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the wavelength conversion layer of the present invention and the photovoltaic device of the present invention will be described.

図1に示す光起電装置(本発明の光起電装置)1は、前述したように、光の照射に伴って起電力を生じる光起電層2と、光起電層2の光の入射面側に設けられ、本発明の樹脂組成物の硬化物で構成された波長変換層(本発明の波長変換層)3とを有している。   As described above, the photovoltaic device 1 (photovoltaic device of the present invention) 1 shown in FIG. 1 includes a photovoltaic layer 2 that generates an electromotive force in response to light irradiation, and the light of the photovoltaic layer 2. It has the wavelength conversion layer (wavelength conversion layer of this invention) 3 provided in the entrance plane side, and comprised with the hardened | cured material of the resin composition of this invention.

光起電層2は、光により起電力を生じるものであり、p型半導体層、真性半導体層、n型半導体層からなる半導体層と、EVA樹脂組成物などの封止材、半導体層の片面または両側の面に設けられた透明電極層を備えている。   The photovoltaic layer 2 generates electromotive force by light, and includes a semiconductor layer composed of a p-type semiconductor layer, an intrinsic semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer, a sealing material such as an EVA resin composition, and one surface of the semiconductor layer. Or the transparent electrode layer provided in the surface of both sides is provided.

半導体層を構成する材料としては、半導体材料であれば特に限定はされないが、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、球状シリコン、アモルファスシリコン、化合物半導体、有機半導体、量子ドット半導体等が挙げられる。   The material constituting the semiconductor layer is not particularly limited as long as it is a semiconductor material, and examples thereof include single crystal silicon, polycrystalline silicon, spherical silicon, amorphous silicon, a compound semiconductor, an organic semiconductor, and a quantum dot semiconductor.

透明電極は、特に限定されないが、例えばITOの膜や酸化錫の膜などにより構成される。なお、光起電装置1の構成はこれに限定されるものではなく、種々の光起電装置1に適用することができる。特に市販の光起電層2を用意して、これに波長変換層3を取り付ける場合、光起電層2の上にさらにガラス、透明電極、無反射層、保護層等が形成されるのが好ましい。この場合、ガラス、透明電極、無反射層、保護層等の上または下に波長変換層3を取り付ければよい。波長変換層3は、紫外領域の太陽光線を可視光領域あるいは近赤外領域に変換する。または、赤外領域の太陽光線を可視光領域あるいは近赤外領域に変換する。変換後の太陽光線は、光起電層2に入射する。したがって、波長変換層3を備えない場合に比べて、光起電層2における光電変換効率が高められるとともに、光起電層2に有機材料が用いられている場合、その劣化を抑制することができる。その結果、例えば太陽電池における光電変換層のような光起電層2の寿命の向上が図られる。   The transparent electrode is not particularly limited, and is formed of, for example, an ITO film or a tin oxide film. The configuration of the photovoltaic device 1 is not limited to this, and can be applied to various photovoltaic devices 1. In particular, when a commercially available photovoltaic layer 2 is prepared and the wavelength conversion layer 3 is attached thereto, glass, a transparent electrode, a non-reflective layer, a protective layer, etc. are further formed on the photovoltaic layer 2. preferable. In this case, the wavelength conversion layer 3 may be attached on or below glass, a transparent electrode, a non-reflective layer, a protective layer, or the like. The wavelength conversion layer 3 converts sunlight in the ultraviolet region into a visible light region or a near infrared region. Alternatively, infrared rays in the infrared region are converted into a visible light region or a near infrared region. The converted sunlight is incident on the photovoltaic layer 2. Therefore, compared with the case where the wavelength conversion layer 3 is not provided, the photoelectric conversion efficiency in the photovoltaic layer 2 is increased, and when an organic material is used for the photovoltaic layer 2, the deterioration thereof can be suppressed. it can. As a result, the lifetime of the photovoltaic layer 2 such as a photoelectric conversion layer in a solar cell is improved.

この実施形態において、波長変換層3は、図2に示すように、硬化性樹脂5と、硬化性樹脂5内に分散された複合粒子4を備える。複合粒子4は、前述したように、半導体粒子の活性を制御するとともに、硬化性樹脂5中に均一に分散し得るものであるため、波長変換層3において、複合粒子4は、硬化性樹脂5内に均一に分散している。したがって、波長変換層3は、波長変換した光を、光起電層2全体に対して均等に入射させることができる。   In this embodiment, the wavelength conversion layer 3 includes a curable resin 5 and composite particles 4 dispersed in the curable resin 5, as shown in FIG. As described above, the composite particles 4 control the activity of the semiconductor particles and can be uniformly dispersed in the curable resin 5. Therefore, in the wavelength conversion layer 3, the composite particles 4 are curable resin 5. Evenly distributed in the interior. Therefore, the wavelength conversion layer 3 can make the wavelength-converted light uniformly incident on the entire photovoltaic layer 2.

このような波長変換層3は、前述した樹脂組成物を、例えば、光起電層2の表面に塗布して光硬化させることにより形成される。このため、例えば、市販の光起電層2に樹脂組成物を塗布して光硬化させるだけで波長変換層3を形成することができる。   Such a wavelength conversion layer 3 is formed by, for example, applying the above-described resin composition to the surface of the photovoltaic layer 2 and curing it. For this reason, for example, the wavelength conversion layer 3 can be formed only by apply | coating a resin composition to the commercially available photovoltaic layer 2, and making it photocure.

塗布法としては、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法、インクジェット法、ディスペンサー法等の方法が挙げられる。   Examples of the coating method include a doctor blade method, a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, a die coating method, an ink jet method, and a dispenser method.

なお、光起電装置1は、例えば、EL照明、光通信、EL表示体、LED照明、太陽電池、バイオイメージング等の各種デバイスに適用することができる。   Note that the photovoltaic device 1 can be applied to various devices such as EL illumination, optical communication, EL display, LED illumination, solar cell, bioimaging, and the like.

<第2実施形態>
次に、本発明の光起電装置の第2実施形態について説明する。
図4は、本発明の光起電装置の第2実施形態を模式的に示す断面図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the photovoltaic device of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a second embodiment of the photovoltaic device of the present invention.

以下、第2実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、本実施形態において第1実施形態と同様の構成部分については、先に説明した構成部分と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, although the second embodiment will be described, the description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted. In the present embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the components described above, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態では、光起電装置1が2層の波長変換層3を有する以外は、第1実施形態と同様である。   The present embodiment is the same as the first embodiment except that the photovoltaic device 1 has two wavelength conversion layers 3.

図4に示す光起電装置1は、波長変換層3として、紫外領域の太陽光線を可視光領域あるいは近赤外領域に変換する第1波長変換層31と、赤外領域の太陽光線を可視光領域あるいは近赤外領域に変換する第2波長変換層32とを有している。この第2実施形態では、図4に示すように、光起電層2の上方に、光の入射側から第1波長変換層31および第2波長変換層32がこの順で設けられている。   The photovoltaic device 1 shown in FIG. 4 includes, as the wavelength conversion layer 3, a first wavelength conversion layer 31 that converts sunlight in the ultraviolet region into a visible light region or a near infrared region, and visible sunlight in the infrared region. And a second wavelength conversion layer 32 that converts the light region or the near infrared region. In the second embodiment, as shown in FIG. 4, a first wavelength conversion layer 31 and a second wavelength conversion layer 32 are provided in this order above the photovoltaic layer 2 from the light incident side.

一般に、光は、その波長が長いほど物体を透過し易くなるので、相対的に波長の短い紫外領域を可視光領域に変換する第1波長変換層31を、光起電層2の入射光の上流側に設け、相対的に波長の長い赤外領域を可視光領域に変換する第2波長変換層32を、入射光の下流側に設けることにより、各波長変換層31、32に入射する光量をより多く確保することができる。そして、第1波長変換層31では、紫外領域の太陽光線が可視光領域あるいは近赤外領域に変換され、第2波長変換層32では、赤外領域の太陽光線が可視光領域あるいは近赤外領域に変換されることにより、光起電層2に入射する可視光(あるいは近赤外領域)の光量が増大する。その結果、光起電層2における光電変換効率を高めることができる。   In general, the longer the wavelength of light, the easier it is to pass through the object. Therefore, the first wavelength conversion layer 31 that converts the relatively short wavelength ultraviolet region into the visible light region is used as the incident light of the photovoltaic layer 2. The amount of light incident on the wavelength conversion layers 31 and 32 by providing the second wavelength conversion layer 32 provided on the upstream side and converting the infrared region having a relatively long wavelength into the visible light region on the downstream side of the incident light. Can be secured more. In the first wavelength conversion layer 31, ultraviolet rays of sunlight are converted into a visible light region or a near infrared region, and in the second wavelength conversion layers 32, infrared rays of sunlight are converted into a visible light region or a near infrared region. By converting into the region, the amount of visible light (or near-infrared region) incident on the photovoltaic layer 2 increases. As a result, the photoelectric conversion efficiency in the photovoltaic layer 2 can be increased.

なお、第2波長変換層32は、赤外領域の太陽光線を可視光領域に変換する層に限定されず、第1波長変換層31と同様、紫外領域の太陽光線を可視光領域に変換する波長変換層であって、第1波長変換層31とは組成の異なるものであってもよい。   In addition, the 2nd wavelength conversion layer 32 is not limited to the layer which converts the sunlight ray of an infrared region into a visible light region, Like the 1st wavelength conversion layer 31, it converts the sunlight ray of an ultraviolet region into a visible light region. It is a wavelength conversion layer, Comprising: The 1st wavelength conversion layer 31 may differ in a composition.

また、波長変換層3の積層数は、2層に限らず3層以上であってもよい。
また、波長変換層3の屈折率は、入射光の最も上流に位置する層の屈折率を最も小さくし、光起電層2に近い層ほど屈折率が大きくなるようにすれば、各層の界面における光の反射に伴う損失を抑制することができ、波長変換層3の光透過率を高めることができる。その結果、光起電層2に入射する光量を増大させ、光電変換効率の高い光起電装置1が得られる。
Further, the number of wavelength conversion layers 3 stacked is not limited to two but may be three or more.
In addition, the refractive index of the wavelength conversion layer 3 is such that the refractive index of the layer located upstream of the incident light is the smallest, and the refractive index increases as the layer closer to the photovoltaic layer 2 increases. The loss accompanying the reflection of light in can be suppressed, and the light transmittance of the wavelength conversion layer 3 can be increased. As a result, the amount of light incident on the photovoltaic layer 2 is increased, and the photovoltaic device 1 with high photoelectric conversion efficiency is obtained.

また、第1波長変換層31および第2波長変換層32は、光起電層2の上方に順次成膜することで形成されるが、その他、別途、本発明の樹脂組成物をフィルム状に成形、硬化してなるフィルムを、接着剤等により光起電層2に対して接着することによっても形成されてもよい。   In addition, the first wavelength conversion layer 31 and the second wavelength conversion layer 32 are formed by sequentially forming a film above the photovoltaic layer 2, but separately, the resin composition of the present invention is formed into a film. The film formed and cured may be formed by adhering to the photovoltaic layer 2 with an adhesive or the like.

なお、以上のような本実施形態においても、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。   In the present embodiment as described above, the same operations and effects as those in the first embodiment can be obtained.

<第3実施形態>
次に、本発明の光起電装置の第3実施形態について説明する。
図5は、本発明の光起電装置の第3実施形態を模式的に示す断面図である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the photovoltaic device of the present invention will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a third embodiment of the photovoltaic device of the present invention.

以下、第3実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、本実施形態において第1、2実施形態と同様の構成部分については、先に説明した構成部分と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   In the following, the third embodiment will be described. The description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted. In the present embodiment, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態では、2層の波長変換層3の配置が異なる以外は、第2実施形態と同様である。   This embodiment is the same as the second embodiment except that the arrangement of the two wavelength conversion layers 3 is different.

図5に示す光起電装置1は、光起電層2の上方に設けられた第1波長変換層31と、光起電層2の下方に設けられた第2波長変換層32とを有している。   The photovoltaic device 1 shown in FIG. 5 has a first wavelength conversion layer 31 provided above the photovoltaic layer 2 and a second wavelength conversion layer 32 provided below the photovoltaic layer 2. is doing.

前述したように、光は、その波長が長いほど透過し易くなるので、相対的に波長の長い赤外領域は、光起電層2をも十分に透過する透過力を有する。このため、赤外領域を可視光領域に変換する第2波長変換層32を、光起電層2の下方に設けたとしても、第2波長変換層32は、十分な量の赤外領域の太陽光線を受けることができる。   As described above, the longer the wavelength of light, the easier it is to transmit light. Therefore, the infrared region having a relatively long wavelength has a transmission power enough to pass through the photovoltaic layer 2 as well. For this reason, even if the second wavelength conversion layer 32 for converting the infrared region into the visible light region is provided below the photovoltaic layer 2, the second wavelength conversion layer 32 has a sufficient amount of infrared region. Can receive sunlight.

また、図5に示す光起電装置1は、第2波長変換層32の下方に設けられた反射層7を有している。反射層7は、第1波長変換層31、光起電層2および第2波長変換層32を順次透過してきた光を上方に反射する。これにより、反射層7がなければ光電変換に寄与しなかったはずの光を、再び光起電層2に入射させることができる。その結果、光起電層2に入射する光量が増加し、光電変換効率の高い光起電装置1が得られる。   Further, the photovoltaic device 1 shown in FIG. 5 has a reflective layer 7 provided below the second wavelength conversion layer 32. The reflective layer 7 reflects light that has been sequentially transmitted through the first wavelength conversion layer 31, the photovoltaic layer 2, and the second wavelength conversion layer 32 upward. As a result, light that would not have contributed to photoelectric conversion without the reflective layer 7 can be incident on the photovoltaic layer 2 again. As a result, the amount of light incident on the photovoltaic layer 2 increases, and the photovoltaic device 1 with high photoelectric conversion efficiency is obtained.

さらに、本実施形態では、光起電層2の下方に第2波長変換層32を設け、さらにその下方に反射層7を設けているため、第2波長変換層32では、反射層7で反射する前の光と、反射層7で反射した後の光とがそれぞれ透過する。このため、本実施形態では、第2波長変換層32における波長変換の機会が2回になり、波長変換効率がより高くなる。かかる観点からも、光起電装置1の光電変換効率のさらなる向上が図られる。   Furthermore, in this embodiment, since the second wavelength conversion layer 32 is provided below the photovoltaic layer 2 and the reflection layer 7 is further provided below the second wavelength conversion layer 32, the second wavelength conversion layer 32 is reflected by the reflection layer 7. The light before being transmitted and the light after being reflected by the reflective layer 7 are transmitted. For this reason, in this embodiment, the wavelength conversion opportunity in the 2nd wavelength conversion layer 32 becomes twice, and wavelength conversion efficiency becomes higher. From this viewpoint, the photoelectric conversion efficiency of the photovoltaic device 1 can be further improved.

なお、第1波長変換層31および第2波長変換層32は、光起電層2の各面にそれぞれ成膜することで形成されるが、その他、別途、本発明の樹脂組成物をフィルム状に成形、硬化してなるフィルムを、接着剤等により光起電層2に対して接着することによっても形成されてもよい。   In addition, although the 1st wavelength conversion layer 31 and the 2nd wavelength conversion layer 32 are each formed by forming into a film on each surface of the photovoltaic layer 2, otherwise, the resin composition of this invention is made into a film form separately. It may also be formed by bonding a film formed and cured to the photovoltaic layer 2 with an adhesive or the like.

また、以上のような本実施形態においても、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。   Also in the present embodiment as described above, the same operations and effects as in the first embodiment can be obtained.

<第4実施形態>
次に、本発明の光起電装置の第4実施形態について説明する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the photovoltaic device of the present invention will be described.

図6〜11は、それぞれ、本発明の光起電装置の第4実施形態を模式的に示す断面図および平面図である。   6 to 11 are a sectional view and a plan view, respectively, schematically showing a fourth embodiment of the photovoltaic device of the present invention.

以下、第4実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、本実施形態において第1実施形態と同様の構成部分については、先に説明した構成部分と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   In the following, the fourth embodiment will be described. The description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted. In the present embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the components described above, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態では、光起電装置が、規則的に分布した点状の樹脂組成物の硬化物を有する以外は、前記第1実施形態と同様である。   In the present embodiment, the photovoltaic device is the same as that in the first embodiment, except that the photovoltaic device has a regularly distributed cured product of the dot-like resin composition.

図6(a)に示す光起電装置1は、光起電層2の上方に設けられ、点状の形態をなす樹脂組成物の硬化物を複数個有している。これら複数の樹脂組成物の硬化物は、互いの離間距離がほぼ等間隔になっており、光起電層2の上面に規則的に配列している。換言すれば、波長変換層3は、光起電装置1の上面に形成された、本発明の樹脂組成物の硬化物で構成された凹凸構造を有するものとなる。なお、図6(b)に示す波長変換層3の場合、点状の形態をなす樹脂組成物の硬化物が点在していることから、波長変換層3は途切れ途切れの構造になっているが、このような構造であっても、本明細書では、波長変換層というものとする。   The photovoltaic device 1 shown in FIG. 6 (a) is provided above the photovoltaic layer 2, and has a plurality of cured products of the resin composition having a dot-like form. The cured products of the plurality of resin compositions are spaced from each other at substantially equal intervals, and are regularly arranged on the upper surface of the photovoltaic layer 2. In other words, the wavelength conversion layer 3 has a concavo-convex structure formed of the cured product of the resin composition of the present invention formed on the upper surface of the photovoltaic device 1. In the case of the wavelength conversion layer 3 shown in FIG. 6B, the wavelength conversion layer 3 has a discontinuous structure because the cured product of the resin composition having a dotted shape is scattered. However, even in such a structure, it is referred to as a wavelength conversion layer in this specification.

波長変換層3が凹凸構造を有していることにより、1つの樹脂組成物の硬化物に入射した光は、反射する場合、図6(a)の上方ではなく、左右方向に反射する確率が高くなる。左右方向に反射した光は、隣り合う硬化物に再び入射し、屈折を伴って光起電層2に入射することとなる。その結果、波長変換層3が凹凸構造を有していない場合には、反射により光起電層2に入射する光が失われていたのに対し、図6(a)に示す波長変換層3の場合、凹凸構造がなければ失われていたはずの光の一部を光起電層2に入射させることができる。すなわち、図6に示す波長変換層3は、上述したような波長変換機能に加え、反射防止機能を有するものとなる。その結果、光起電装置1における光電変換効率をより高めることができる。   When the wavelength conversion layer 3 has a concavo-convex structure, when the light incident on the cured product of one resin composition is reflected, there is a probability that the light is reflected not in the upper direction of FIG. Get higher. The light reflected in the left-right direction is incident again on the adjacent cured product and incident on the photovoltaic layer 2 with refraction. As a result, when the wavelength conversion layer 3 does not have a concavo-convex structure, the light incident on the photovoltaic layer 2 is lost due to reflection, whereas the wavelength conversion layer 3 shown in FIG. In this case, a part of the light that should have been lost if there was no concavo-convex structure can be made incident on the photovoltaic layer 2. That is, the wavelength conversion layer 3 shown in FIG. 6 has an antireflection function in addition to the wavelength conversion function as described above. As a result, the photoelectric conversion efficiency in the photovoltaic device 1 can be further increased.

凹凸構造の高低差は、斜め方向からの太陽光の吸収とコストとのバランスから、300nm〜100μmであるのが好ましく、1〜50μmであるのがより好ましく、10〜50μmであるのがさらに好ましい。なお、凹凸構造の高低差は、原子間力顕微鏡、共焦点顕微鏡、レーザー顕微鏡等の各種顕微鏡を用いて測定することができる。   The height difference of the concavo-convex structure is preferably from 300 nm to 100 μm, more preferably from 1 to 50 μm, and even more preferably from 10 to 50 μm, from the balance between the absorption of sunlight from the oblique direction and the cost. . The height difference of the concavo-convex structure can be measured using various microscopes such as an atomic force microscope, a confocal microscope, and a laser microscope.

また、凹凸構造の面内周期は、300nm〜50μmであるのが好ましい。凹凸構造の面内周期を前記範囲内とすることにより、凹凸構造の表面で光が反射される確率を特に低下させ、凹凸構造の反射防止機能を特に高めることができる。   The in-plane period of the concavo-convex structure is preferably 300 nm to 50 μm. By setting the in-plane period of the concavo-convex structure within the above range, the probability that light is reflected on the surface of the concavo-convex structure can be particularly reduced, and the antireflection function of the concavo-convex structure can be particularly enhanced.

さらには、波長変換層3の吸収波長領域とほぼ同程度またはそれ以下の周期にするのが好ましい。これにより、波長変換層3に光が入射するとき、フレネル反射が起こり難くなる。そして、凹凸構造の形状によらず、波長変換層3による光の反射が減少し、波長変換層3に入射する光量がより増加することとなる。その結果、光起電層2に入射する光量も増加する。   Furthermore, it is preferable that the period is substantially equal to or less than the absorption wavelength region of the wavelength conversion layer 3. Thereby, when light enters the wavelength conversion layer 3, Fresnel reflection hardly occurs. Then, regardless of the shape of the concavo-convex structure, the reflection of light by the wavelength conversion layer 3 is reduced, and the amount of light incident on the wavelength conversion layer 3 is further increased. As a result, the amount of light incident on the photovoltaic layer 2 also increases.

また、面内直角方向(X方向、Y方向)の凹凸周期は同じであっても異なっていてもよい。また、同じ方向における面内周期のばらつきがあってもよい。凹凸構造の面内周期は、原子間力顕微鏡、共焦点顕微鏡、レーザー顕微鏡、電界放射型走査電子顕微鏡(FE−SEM)等の各種顕微鏡を用いて取得した画像情報をフーリエ変換することにより求めることができる。   Moreover, the uneven | corrugated period of an in-plane perpendicular direction (X direction, Y direction) may be the same, or may differ. There may also be variations in the in-plane cycle in the same direction. The in-plane period of the concavo-convex structure is obtained by Fourier transforming image information acquired using various microscopes such as an atomic force microscope, a confocal microscope, a laser microscope, and a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Can do.

凹凸構造の形状としては、例えば、ドット、マイクロレンズ、ライン・アンド・スペース(L&S)、ハニカム、セル、四角錐、モスアイ、円錐形など、さまざまな形状が挙げられる。コストと効率の観点から、ドット、マイクロレンズ、L&S、セル、四角錐の形状が好ましく、より好ましくは、ドット、マイクロレンズの形状である。   Examples of the shape of the concavo-convex structure include various shapes such as dots, microlenses, line and space (L & S), honeycombs, cells, square pyramids, moth eyes, and cones. From the viewpoint of cost and efficiency, the shape of a dot, microlens, L & S, cell, or quadrangular pyramid is preferable, and the shape of a dot or microlens is more preferable.

なお、図6〜8および図11に示す凹凸構造は、ドットまたはマイクロレンズの形状をなす凹凸構造の例である。これらの凹凸構造は、平面視形状が略円形をなしており、一方、縦断面形状は略半円形をなしている。   The concavo-convex structure shown in FIGS. 6 to 8 and FIG. 11 is an example of the concavo-convex structure in the form of dots or microlenses. These concavo-convex structures have a substantially circular shape in plan view, while the vertical cross-sectional shape has a substantially semicircular shape.

また、波長変換層3が備える凹凸構造は、図6に示すような途切れ途切れの構造以外に、図7に示すように、光起電層2の上面を覆う平板状の形態をなす樹脂組成物の硬化物と、その上に設けられ、規則的に分布した点状の形態をなす樹脂組成物の硬化物との積層体の構造であってもよい。このような構造であれば、点状の形態をなす樹脂組成物の硬化物以外の領域に入射した光も、波長変換層3に入射し、その波長を変換することができる。換言すれば、図7に示す波長変換層3によれば、図6に示す波長変換層3では波長変換することができなかった光についても、波長変換することができるので、光起電層2において光電変換可能な波長領域の光の割合を増やすことができる。   In addition to the discontinuous structure as shown in FIG. 6, the uneven structure provided in the wavelength conversion layer 3 is a resin composition having a flat plate shape covering the upper surface of the photovoltaic layer 2 as shown in FIG. 7. It may be a structure of a laminate of the cured product and a cured product of the resin composition that is provided on the cured product and has a regularly distributed spot shape. If it is such a structure, the light which injected into area | regions other than the hardened | cured material of the resin composition which makes a dot-like form also injects into the wavelength conversion layer 3, and can convert the wavelength. In other words, according to the wavelength conversion layer 3 shown in FIG. 7, the wavelength conversion can also be performed on the light that could not be converted by the wavelength conversion layer 3 shown in FIG. 6. The ratio of light in the wavelength region that can be photoelectrically converted can be increased.

なお、凹凸構造は、点状の形態をなす樹脂組成物の硬化物の分布は、規則的であっても、不規則的であってもよい。規則的である場合、分布のパターンは特に限定されない。   In the uneven structure, the distribution of the cured product of the resin composition in the form of a dot may be regular or irregular. In the case of regularity, the pattern of distribution is not particularly limited.

また、凹凸構造は、図8(a)に示すように、光が照射される側(上流側)が凸であっても、図8(b)に示すように、光起電層2側が凸であってもどちらでもよいが、光起電層2に多くの光を入射させるという観点では、光起電層2側が凸であるのが好ましい。この場合、凹凸構造は、図8(b)に示すように、光起電層2に埋め込まれた状態になっていてもよい。また、この場合の凹凸構造の面内周期は、300nm〜1μmの範囲にすることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 8A, the concavo-convex structure is convex on the photovoltaic layer 2 side as shown in FIG. 8B, even if the light irradiation side (upstream side) is convex. However, from the viewpoint that a large amount of light is incident on the photovoltaic layer 2, it is preferable that the photovoltaic layer 2 side is convex. In this case, the concavo-convex structure may be embedded in the photovoltaic layer 2 as shown in FIG. In this case, the in-plane period of the concavo-convex structure is preferably in the range of 300 nm to 1 μm.

また、凹凸構造は、隣り合う凹凸が同じ樹脂組成物で構成されていても、異なる樹脂組成物で構成されていてもよい。樹脂組成物の光吸収波長範囲が比較的狭い場合は、光吸収波長範囲を広げるなどの目的で、隣り合う凹凸の樹脂組成物を異なるものに設定することにより、光起電装置1の発電効率を容易に向上させることができる。   Moreover, even if the uneven | corrugated structure is comprised with the same resin composition, the adjacent unevenness | corrugation may be comprised with a different resin composition. When the light absorption wavelength range of the resin composition is relatively narrow, the power generation efficiency of the photovoltaic device 1 is set by setting the adjacent uneven resin composition different for the purpose of, for example, widening the light absorption wavelength range. Can be improved easily.

さらに、凹凸構造は、図8(c)に示すように、それぞれの凸部に、より小さな微細凹凸形状を有していてもよい。これにより、微細凹凸形状によって光閉じ込め効果が生じ、波長変換層3による光の反射をより減少させることができる。微細凹凸形状の高低差は、100〜500nmが好ましい。   Furthermore, as shown in FIG. 8C, the concavo-convex structure may have a smaller fine concavo-convex shape at each convex portion. Thereby, the light confinement effect is generated by the fine uneven shape, and the reflection of light by the wavelength conversion layer 3 can be further reduced. The height difference of the fine uneven shape is preferably 100 to 500 nm.

なお、凹凸構造は、図8(a)の凹凸構造と図8(b)の凹凸構造とを組み合わせた構造、すなわち、光が照射される側と光起電層2側の双方に凸があるような構造であってもよい(図8(d)参照)。この場合、光起電層2側が凸である凹凸構造の面内周期を、光が照射される側が凸である凹凸構造の面内周期より小さくすることが好ましい。これにより、光起電層2に入射する光量を増やすことができる。   The concavo-convex structure is a structure in which the concavo-convex structure of FIG. 8A and the concavo-convex structure of FIG. 8B are combined, that is, both the light irradiation side and the photovoltaic layer 2 side are convex. Such a structure may be used (see FIG. 8D). In this case, it is preferable that the in-plane period of the concavo-convex structure in which the photovoltaic layer 2 side is convex is smaller than the in-plane period of the concavo-convex structure in which the side irradiated with light is convex. Thereby, the light quantity which injects into the photovoltaic layer 2 can be increased.

また、光起電層2側が凸である凹凸構造の面内位置と、光が照射される側が凸である凹凸構造の面内位置とは、互いにずれているのが好ましい。これにより、平面視における波長変換層3の面積をより大きく確保することができ、波長変換層3に入射する光量を増やすことができる。   Moreover, it is preferable that the in-plane position of the concavo-convex structure where the photovoltaic layer 2 side is convex and the in-plane position of the concavo-convex structure where the side irradiated with light is convex are shifted from each other. Thereby, the area of the wavelength conversion layer 3 in a plan view can be secured larger, and the amount of light incident on the wavelength conversion layer 3 can be increased.

また、図9に示す凹凸構造は、L&Sの形状をなす凹凸構造の例である。具体的には、図9に示す凹凸構造は、図9(b)に示すように、Y方向に沿って延伸する細長い平面視形状をなしており、一方、縦断面形状は略半円形をなしている。   Moreover, the concavo-convex structure shown in FIG. 9 is an example of the concavo-convex structure having an L & S shape. Specifically, as shown in FIG. 9B, the concavo-convex structure shown in FIG. 9 has an elongated plan view shape extending along the Y direction, while the longitudinal sectional shape is substantially semicircular. ing.

さらには、図10に示す凹凸構造も、L&Sの形状をなす凹凸構造の例であるが、図10に示す凹凸構造は、図10(b)に示すように、Y方向に沿って延伸する細長い平面視形状をなし、等間隔に設けられた複数の樹脂組成物の硬化物と、X方向に沿って延伸する細長い平面視形状をなし、等間隔に設けられた複数の樹脂組成物の硬化物とが、それぞれ直交するように配列している。これにより、図10に示す凹凸構造は、平面視にて格子状をなしている。   Furthermore, the concavo-convex structure shown in FIG. 10 is also an example of the concavo-convex structure having an L & S shape. However, the concavo-convex structure shown in FIG. 10 is an elongated shape extending along the Y direction as shown in FIG. A cured product of a plurality of resin compositions having a shape in plan view and provided at equal intervals, and a cured product of a plurality of resin compositions provided in an elongated plan view shape extending in the X direction at equal intervals. Are arranged so as to be orthogonal to each other. Thereby, the concavo-convex structure shown in FIG. 10 has a lattice shape in plan view.

また、図11に示す凹凸構造は、規則的に分布した点状の形態をなす樹脂組成物の硬化物で構成されているが、各硬化物は、2層構造になっており、下層と上層とで構成する樹脂組成物の種類が異なっている。   Further, the concavo-convex structure shown in FIG. 11 is composed of a cured product of a resin composition having a regularly distributed spot shape, but each cured product has a two-layer structure, and is composed of a lower layer and an upper layer. The types of the resin composition constituted by are different.

樹脂組成物の種類の組み合わせは、特に限定されないが、例えば、上層を構成する樹脂組成物を、第2実施形態において第1波長変換層31を構成する樹脂組成物と同じにするとともに、下層を構成する樹脂組成物を、第2実施形態において第2波長変換層32を構成する樹脂組成物と同じにすればよい。すなわち、上層(第1波長変換層31)では、紫外領域の太陽光線が可視光領域あるいは近赤外領域に変換され、下層(第2波長変換層32)では、赤外領域の太陽光線が可視光領域あるいは近赤外領域に変換される。これにより、光起電層2に入射する可視光(あるいは近赤外領域)の光量が増大する。その結果、光起電層2における光電変換効率を高めることができる。
なお、図11に示す凹凸構造は、3層以上の積層体で構成されていてもよい。
The combination of the types of resin compositions is not particularly limited. For example, the resin composition constituting the upper layer is made the same as the resin composition constituting the first wavelength conversion layer 31 in the second embodiment, and the lower layer is formed. What is necessary is just to make the resin composition to comprise the same with the resin composition which comprises the 2nd wavelength conversion layer 32 in 2nd Embodiment. That is, in the upper layer (first wavelength conversion layer 31), ultraviolet rays in the ultraviolet region are converted into the visible light region or near infrared region, and in the lower layer (second wavelength conversion layer 32), sunlight in the infrared region is visible. It is converted into the light region or near infrared region. Thereby, the light quantity of visible light (or near infrared region) which injects into the photovoltaic layer 2 increases. As a result, the photoelectric conversion efficiency in the photovoltaic layer 2 can be increased.
Note that the concavo-convex structure shown in FIG. 11 may be formed of a laminate of three or more layers.

以上のような凹凸構造を有する波長変換層3は、本発明の樹脂組成物を前述したような各種塗布法により塗布した後、塗布物を硬化することにより形成されるが、特に樹脂組成物をインクジェット法により塗布するのが好ましい。インクジェット法によれば、所望の領域に所定の量の樹脂組成物を正確に塗布することができる。このため、凹凸構造の形状を正確に再現することができる。   The wavelength conversion layer 3 having the concavo-convex structure as described above is formed by applying the resin composition of the present invention by various application methods as described above, and then curing the applied product. It is preferable to apply by an inkjet method. According to the inkjet method, a predetermined amount of the resin composition can be accurately applied to a desired region. For this reason, the shape of the concavo-convex structure can be accurately reproduced.

また、塗布面にあらかじめ樹脂組成物に対して撥液性を制御するように表面処理を施しておくのが好ましい。これにより、インクジェット法により吐出された樹脂組成物が、表面張力により自ずと半球状に成形される。その結果、図6に示すような波長変換層3をより簡単に形成することができる。   Moreover, it is preferable to perform a surface treatment on the coated surface in advance so as to control the liquid repellency of the resin composition. Thereby, the resin composition discharged by the inkjet method is naturally formed into a hemispherical shape by the surface tension. As a result, the wavelength conversion layer 3 as shown in FIG. 6 can be more easily formed.

なお、インクジェット装置には、ピエゾ方式、静電方式、サーマル方式等の各種吐出方式があるが、比較的高粘度の樹脂組成物を吐出可能であるという観点から、ピエゾ方式または静電方式のインクジェット装置が好ましく用いられる。   Inkjet devices include various ejection methods such as a piezo method, an electrostatic method, and a thermal method. From the viewpoint that a relatively high viscosity resin composition can be ejected, a piezo method or an electrostatic method ink jet is available. An apparatus is preferably used.

また、凹凸構造を形成した後、凹凸構造の上にさらに別の樹脂組成物をオーバーコートするようにしてもよい。これにより、光起電装置1における耐汚性、耐久性などの低下を抑制できる。   Further, after forming the concavo-convex structure, another resin composition may be overcoated on the concavo-convex structure. Thereby, the fall of stain resistance, durability, etc. in the photovoltaic apparatus 1 can be suppressed.

なお、以上のような本実施形態においても、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。   In the present embodiment as described above, the same operations and effects as those in the first embodiment can be obtained.

以上、本発明の複合粒子の製造方法、複合粒子、樹脂組成物、波長変換層および光起電装置の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば光起電装置には、任意の構成物が付加されていてもよい。   The embodiments of the composite particle manufacturing method, composite particles, resin composition, wavelength conversion layer, and photovoltaic device of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this, and for example, photovoltaic Arbitrary components may be added to the electric device.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
(実施例1)
Next, specific examples of the present invention will be described.
Example 1

1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
<1>まず、酢酸亜鉛二水和物(Zn(CHCOO)・2HO)の濃度が0.1Mとなるようにエタノールを加え、酢酸亜鉛二水和物のエタノール溶液400mlを調製した。このエタノール溶液を約80℃で約3時間加熱撹拌しながら全溶液の量が120mlになるまで濃縮した。濃縮後、エタノールを120mlを加え、室温まで冷却した。次いで、得られたエタノール溶液に、水酸化リチウム一水和物(LiOH・HO)の濃度が0.14Mになるように加え、23℃以下の温度で20分間超音波処理を行った。これにより、エタノール分散液400mlを得た。このエタノール分散液は、紫外線照射により緑色に発光し、エタノール中に半導体粒子を含んでいることを確認した。
1. Preparation of composite particles, resin composition and wavelength conversion layer <1> First, ethanol was added so that the concentration of zinc acetate dihydrate (Zn (CH 3 COO) 2 .2H 2 O) was 0.1 M, 400 ml of an ethanol solution of zinc acetate dihydrate was prepared. The ethanol solution was concentrated with heating and stirring at about 80 ° C. for about 3 hours until the total amount of the solution reached 120 ml. After concentration, 120 ml of ethanol was added and cooled to room temperature. Next, the obtained ethanol solution was added so that the concentration of lithium hydroxide monohydrate (LiOH.H 2 O) was 0.14 M, and sonicated at a temperature of 23 ° C. or lower for 20 minutes. As a result, 400 ml of an ethanol dispersion was obtained. This ethanol dispersion emitted green light when irradiated with ultraviolet rays, and it was confirmed that ethanol contained semiconductor particles.

その後、得られたエタノール溶液400mlにヘキサンを添加し、10,000Gで1分間の遠心分離処理を施した。ヘキサンは、半導体粒子のエタノール溶液の体積を1としたとき、体積比で3程度になる量(1200ml)を添加した。その後、上澄みを除去し、ペースト状の残留物4.9gを得た。次いで、エタノール400mlをペースト状の残留物に加え、再分散させた。これにより、洗浄された半導体粒子のエタノール分散液を得た。   Then, hexane was added to 400 ml of the obtained ethanol solution, and centrifugation treatment was performed at 10,000 G for 1 minute. Hexane was added in such an amount that the volume ratio was about 3 (1200 ml) when the volume of the ethanol solution of semiconductor particles was 1. Thereafter, the supernatant was removed to obtain 4.9 g of a paste-like residue. Then, 400 ml of ethanol was added to the pasty residue and redispersed. As a result, an ethanol dispersion of the washed semiconductor particles was obtained.

<2>次に、日産化学工業(株)製のオルガノシリカゾル(品番:IPA−ST、シリカ粒子の平均粒径:約12nm、シリカ粒子の濃度:30重量%、分散媒:2−プロパノール)をエタノールで約34倍に希釈し、シリカ粒子濃度0.15Mの分散液を調製した。次に、この分散液10mlと、<1>で作製した半導体粒子のエタノール分散液40mlとを混合し、混合分散液を調製した。 <2> Next, an organosilica sol (product number: IPA-ST, average particle diameter of silica particles: about 12 nm, concentration of silica particles: 30% by weight, dispersion medium: 2-propanol) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. It was diluted about 34 times with ethanol to prepare a dispersion having a silica particle concentration of 0.15M. Next, 10 ml of this dispersion and 40 ml of an ethanol dispersion of semiconductor particles prepared in <1> were mixed to prepare a mixed dispersion.

次いで、得られた混合分散液を、噴霧乾燥法により乾燥させ、酸化亜鉛を主とする半導体粒子とシリカ粒子(無機化合物の粒子)との複合粒子を得た。噴霧乾燥時の炉の温度は400℃とし、キャリアガスには水素100%を使用した。なお、噴霧乾燥装置の炉心管の内壁面は、ステンレス鋼製である。   Next, the obtained mixed dispersion was dried by a spray drying method to obtain composite particles of semiconductor particles mainly containing zinc oxide and silica particles (inorganic compound particles). The furnace temperature during spray drying was 400 ° C., and the carrier gas used was 100% hydrogen. The inner wall surface of the furnace core tube of the spray dryer is made of stainless steel.

<3>上記の操作の繰り返しで得た複合粒子3.0gをエタノール100gに混合し、ジルコニアビーズを用いて分散処理を行い、複合粒子が分散した透明な分散液を得た。 <3> 3.0 g of composite particles obtained by repeating the above operation were mixed with 100 g of ethanol, and dispersion treatment was performed using zirconia beads to obtain a transparent dispersion liquid in which the composite particles were dispersed.

<4>前記一般式(2)において、X、R、Rがすべて水素で、Pが0である構造を持つノルボルナンジメチロールジアクリレート(試作品番 TO−2111;東亞合成(株)製)0.30g、N−メチル−アザ−2,2,4−トリメチルシラシクロペンタン(Gelest社製、SIM6501.4)0.24g、および<3>で作製した複合粒子の透明分散液60gを混合した。その後、透明分散液を撹拌しながら40℃で30hPaの条件下で3時間処理を行い、揮発分を除去した。 <4> Norbornane dimethylol diacrylate having a structure in which X, R 3 and R 4 are all hydrogen and P is 0 in the general formula (2) (prototype No. TO-2111; manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 0.30 g, N-methyl-aza-2,2,4-trimethylsilacyclopentane (manufactured by Gelest, SIM6501.4) 0.24 g, and 60 g of the composite particle transparent dispersion prepared in <3> were mixed. . Thereafter, the transparent dispersion was stirred at 40 ° C. under 30 hPa for 3 hours to remove volatile components.

その後、透明分散液中に、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(チバ・ジャパン製、ダロキュア1173)0.003gを溶解させた。これにより、樹脂組成物を得た。   Then, 0.003 g of 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (Ciba Japan, Darocur 1173) was dissolved as a photopolymerization initiator in the transparent dispersion. Thereby, a resin composition was obtained.

<5>上記で得た樹脂組成物を厚み50μmの表面処理を施したETFE(テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体)フィルム上に塗布した。乾燥後の厚みは約20μmであった。そして、両面から約500mJ/cmのUV光を照射して樹脂組成物を硬化させ、さらに真空オーブン中で、真空下約180℃で1時間加熱処理を行い、溶媒を除去した。これにより、樹脂組成物のシート状硬化物(波長変換層)を形成した。 <5> The resin composition obtained above was applied onto an ETFE (tetrafluoroethylene / ethylene copolymer) film having a surface treatment of 50 μm in thickness. The thickness after drying was about 20 μm. Then, the resin composition was cured by irradiating UV light of about 500 mJ / cm 2 from both sides, and further heat-treated at about 180 ° C. under vacuum for 1 hour in a vacuum oven to remove the solvent. Thereby, the sheet-like hardened | cured material (wavelength conversion layer) of the resin composition was formed.

<6>次いで、CIGS太陽電池セルの上に太陽電池用封止材EVA(VA含有量28%、架橋型)シートを敷き、さらにその上に上記で得られた樹脂組成物の波長変換層を形成したETFEフィルムを、波長変換層が下向き(EVAシート側)となるように配置した。これを真空加熱処理し、光起電装置を作製した。 <6> Next, a solar cell sealing material EVA (VA content 28%, cross-linked type) sheet is laid on the CIGS solar cell, and the wavelength conversion layer of the resin composition obtained above is further formed thereon. The formed ETFE film was disposed so that the wavelength conversion layer faced downward (EVA sheet side). This was subjected to vacuum heat treatment to produce a photovoltaic device.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
<1>粒径評価
オルガノシリカゾル中のシリカ粒子、得られた半導体粒子のエタノール分散液および複合粒子について以下の粒径評価を行った。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition and Photovoltaic Device <1> Particle Size Evaluation Silica particles in organosilica sol, ethanol dispersion of the obtained semiconductor particles and composite particles were evaluated as follows. .

1)動的光散乱装置(マルバーン社製、ゼータサイザーナノZS)により、半導体粒子の一次粒子のZ平均粒径を測定した。   1) The Z average particle diameter of the primary particles of the semiconductor particles was measured by a dynamic light scattering apparatus (Zeta Sizer Nano ZS, manufactured by Malvern).

2)電界放射型透過型電子顕微鏡(FE−TEM、日立製作所製、HF−2200)により、半導体粒子の粒径を観察した。観察方法は、適切な倍率の画像を撮影し、画像中に含まれる30個の粒子をランダムに選定しその粒径を測定し平均粒径を算出した。必要に応じ上記微粒子は樹脂に埋設しその断面を観察した。   2) The particle diameter of the semiconductor particles was observed with a field emission transmission electron microscope (FE-TEM, manufactured by Hitachi, Ltd., HF-2200). As an observation method, an image with an appropriate magnification was taken, 30 particles included in the image were randomly selected, the particle size was measured, and the average particle size was calculated. If necessary, the fine particles were embedded in a resin and the cross section was observed.

<2>発光特性の評価
得られた複合粒子のエタノール分散液と波長変換層について以下の発光特性の評価を行った。
<2> Evaluation of light emission characteristics The following light emission characteristics were evaluated for the ethanol dispersion of the obtained composite particles and the wavelength conversion layer.

1)蛍光分光光度計(日立製作所製、F−2500)により、励起吸収波長360nm照射下、おおよその発光ピーク波長を観測した。   1) An approximate emission peak wavelength was observed with a fluorescence spectrophotometer (F-2500, manufactured by Hitachi, Ltd.) under irradiation with an excitation absorption wavelength of 360 nm.

2)絶対PL量子収率測定装置(浜松ホトニクス(株)製、C9920−02G)を用いて、波長350nm、360nmおよび370nmの近紫外光を照射した時の蛍光量子収率を測定した。   2) Using an absolute PL quantum yield measuring apparatus (C9920-02G, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), the fluorescence quantum yield when irradiated with near-ultraviolet light having wavelengths of 350 nm, 360 nm, and 370 nm was measured.

<3>不純物等の評価
得られた複合粒子について、イオンクロマト装置(日本ダイオネクス(株)製、ICS−2000型イオンクロマトグラフ)を用い、イオンの含有量を測定した。測定試料は、複合粒子0.014gをポリカーボネート容器に精秤し、超純水15mlを加え、125℃×20時間の熱水処理を行ない、室温まで放冷後、内溶液を遠心分離およびフィルターろ過した溶液である。イオンクロマト装置にこの溶液およびイオン類標準溶液を導入し、検量線法により各イオンを定量した。
<3> Evaluation of Impurities etc. About the obtained composite particles, the ion content was measured using an ion chromatograph (Nihon Dionex Co., Ltd., ICS-2000 type ion chromatograph). As a measurement sample, 0.014 g of composite particles are precisely weighed in a polycarbonate container, 15 ml of ultrapure water is added, hydrothermal treatment is performed at 125 ° C. for 20 hours, and after cooling to room temperature, the inner solution is centrifuged and filtered. Solution. This solution and ion standard solution were introduced into an ion chromatograph, and each ion was quantified by a calibration curve method.

<4>熱重量変化の評価
得られたペースト状の残留物、複合粒子、波長変換層について、以下の熱重量変化の評価を行った。
<4> Evaluation of thermogravimetric change The following thermogravimetric change was evaluated about the obtained paste-like residue, composite particle, and wavelength conversion layer.

示差熱・熱重量同時測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、TG/DTA6200R)を用い、重量減少量を測定した。具体的には、室温から10℃/分の昇温速度で温度を500℃まで上昇させ、35〜250℃(a)と250〜500℃(b)の重量減少および残留物(c)の重量%を測定した。その結果と各種比重データから、複合粒子中の半導体粒子とシリカ粒子のおよその体積比および波長変換層中の複合粒子と樹脂成分のおよその体積比を算出した。   The weight reduction amount was measured using a differential heat / thermogravimetric simultaneous measurement device (TG / DTA6200R, manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.). Specifically, the temperature is increased from room temperature to a temperature of 500 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min, and the weight decreases between 35 to 250 ° C. (a) and 250 to 500 ° C. (b) and the weight of the residue (c). % Was measured. From the results and various specific gravity data, the approximate volume ratio of the semiconductor particles and silica particles in the composite particles and the approximate volume ratio of the composite particles and resin components in the wavelength conversion layer were calculated.

<5>透明性の評価
波長変換層を形成したETFEフィルムに関して、以下の透明性の評価を行った。
<5> Evaluation of transparency The following transparency evaluation was performed about the ETFE film in which the wavelength conversion layer was formed.

ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製、NDH2000)を用いて全光線透過率とヘイズを測定した。なお、ETFEフィルム単体の全光線透過率は94.2%、ヘイズは2.4であった。   Total light transmittance and haze were measured using a haze meter (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., NDH2000). The total light transmittance of the ETFE film alone was 94.2%, and the haze was 2.4.

<6>耐光性評価
波長変換層を形成したETFEフィルムに関して、アイスーパーUVテスター(岩崎電気株式会社製、SUV−W151)を用いてブラックパネル温度63℃、湿度50%RH、放射照度100mW/cm(波長300〜400nm)、処理時間48時間の条件で耐光性試験を行った。耐光性試験前後において透明性、発光特性の劣化が10%未満であるものを○、透明性、発光特性の少なくとも一方の劣化が10%超であるものを×とした。
<6> Light Resistance Evaluation Regarding the ETFE film on which the wavelength conversion layer is formed, a black panel temperature of 63 ° C., humidity of 50% RH, and irradiance of 100 mW / cm using an iSuper UV tester (SUV-W151, manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) 2 (wavelength 300-400 nm), the light resistance test was done on condition of processing time 48 hours. Before and after the light resistance test, the case where the deterioration of the transparency and the light emission characteristics was less than 10% was evaluated as “Good”, and the case where the deterioration of at least one of the transparency and the light emission characteristics was more than 10% was evaluated as “X”.

<7>発電効率の評価
光起電装置の短絡電流密度Jsc(mA/cm)、光電変換効率測定について説明する。擬似太陽光照射装置(分光計器(株)製、OTENTO−SUNV型ソーラシミュレータ)を用いて1kW/mの光を照射し、そのとき生じた電流と電圧をI−Vテスタ(ケースレーインスツルメンツ(株)製、2400型ソースメータ)を用いて、JIS C 8913に準じて測定した。
<7> Evaluation of power generation efficiency The short-circuit current density Jsc (mA / cm 2 ) and photoelectric conversion efficiency measurement of the photovoltaic device will be described. Irradiation of 1 kW / m 2 of light using a simulated solar irradiation device (manufactured by Spectrometer Co., Ltd., OTENTO-SUNV type solar simulator), and the current and voltage generated at that time are measured by an IV tester (Keutley Instruments Co., Ltd.). ), 2400 type source meter), and measured according to JIS C 8913.

また、別途、波長変換層を形成しない以外は、すべて上記と同様にして作製した光起電装置を比較用光起電装置として用意した。そして、実施例1で得られた光起電装置について測定された短絡電流密度Jscから、比較用光起電装置について測定された短絡電流密度Jscを引いた値を、短絡電流密度差ΔJscとした。   Separately, a photovoltaic device produced in the same manner as described above was prepared as a comparative photovoltaic device, except that the wavelength conversion layer was not formed. The value obtained by subtracting the short-circuit current density Jsc measured for the comparative photovoltaic device from the short-circuit current density Jsc measured for the photovoltaic device obtained in Example 1 was defined as the short-circuit current density difference ΔJsc. .

また、得られた光起電装置を屋外に1ヵ月間設置した後、上記同様の評価を行い、Jscおよび光電変換効率の低下がほとんど見られなかった場合は耐候性が○、顕著な低下が見られた場合は耐候性が×とした。
以上の評価結果を表1に示す。
In addition, after installing the obtained photovoltaic device outdoors for one month, the same evaluation as described above was performed, and when Jsc and photoelectric conversion efficiency were hardly decreased, the weather resistance was ○, and a remarkable decrease was observed. When it was seen, the weather resistance was set to x.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(実施例2)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
複合粒子の調製において、噴霧乾燥時の炉の温度を800℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。
(Example 2)
1. Preparation of composite particles, resin composition and wavelength conversion layer Composite particles, resin composition and wavelength were prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the furnace during spray drying was changed to 800 ° C. A conversion layer was obtained.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(実施例3)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
複合粒子の調製において、キャリアガスを水素と窒素の混合ガス(水素濃度5%)に変更するとともに、噴霧乾燥時の炉の温度を800℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。
(Example 3)
1. Preparation of composite particles, resin composition and wavelength conversion layer In preparation of composite particles, the carrier gas was changed to a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen concentration 5%) and the furnace temperature during spray drying was changed to 800 ° C. Except that, composite particles, a resin composition, and a wavelength conversion layer were obtained in the same manner as in Example 1.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(実施例4)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
複合粒子の調製において、噴霧乾燥時のキャリアガスを窒素として複合粒子を作製し、得られた複合粒子を、バッチ式電気炉((株)モトヤマ製、雰囲気式電気炉、SKM2030D)に入れ、600℃で2時間の加熱処理を施した以外は、前記実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。なお、バッチ式電気炉の炉内雰囲気は、水素100%とした。
Example 4
1. Preparation of composite particles, resin composition, and wavelength conversion layer In preparation of composite particles, composite particles were prepared using nitrogen as the carrier gas during spray drying, and the resulting composite particles were made into a batch-type electric furnace (manufactured by Motoyama Co., Ltd.). The composite particles, the resin composition, and the wavelength conversion layer were obtained in the same manner as in Example 1 except that they were put in an atmospheric electric furnace, SKM2030D) and subjected to heat treatment at 600 ° C. for 2 hours. The atmosphere in the batch type electric furnace was 100% hydrogen.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(実施例5)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
複合粒子の調製において、キャリアガスを水素と窒素の混合ガス(水素濃度5%)に変更するとともに、噴霧乾燥時の炉の温度を800℃にして複合粒子を作製し、得られた複合粒子を、バッチ式電気炉((株)モトヤマ製、雰囲気式電気炉、SKM2030D)に入れ、600℃で2時間の加熱処理を施した以外は、前記実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。なお、バッチ式電気炉の炉内雰囲気は、水素100%とした。
(Example 5)
1. Preparation of composite particles, resin composition and wavelength conversion layer In preparation of composite particles, the carrier gas was changed to a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen concentration 5%), and the furnace temperature during spray drying was set to 800 ° C. Except that the composite particles were prepared and the obtained composite particles were put into a batch type electric furnace (manufactured by Motoyama Co., Ltd., atmosphere type electric furnace, SKM2030D) and subjected to heat treatment at 600 ° C. for 2 hours. In the same manner as in Example 1, composite particles, a resin composition, and a wavelength conversion layer were obtained. The atmosphere in the batch type electric furnace was 100% hydrogen.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(実施例6)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
複合粒子の調製を以下のようにした以外は、前記実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。
(Example 6)
1. Preparation of Composite Particle, Resin Composition, and Wavelength Conversion Layer Composite particles, a resin composition, and a wavelength conversion layer were obtained in the same manner as in Example 1 except that the composite particles were prepared as follows.

まず、半導体粒子および無機化合物の粒子を含む混合分散液に、さらに平均粒径5nmの炭素粒子を1.0g添加した。   First, 1.0 g of carbon particles having an average particle diameter of 5 nm was further added to the mixed dispersion liquid containing semiconductor particles and inorganic compound particles.

次いで、得られた混合分散液を、噴霧乾燥法により乾燥させ、酸化亜鉛を主とする半導体粒子とシリカ粒子(無機化合物の粒子)との複合粒子を得た。噴霧乾燥時の炉の温度は800℃とし、キャリアガスには窒素を使用した。なお、噴霧乾燥装置の炉心管の内壁面は、ステンレス鋼製である。   Next, the obtained mixed dispersion was dried by a spray drying method to obtain composite particles of semiconductor particles mainly containing zinc oxide and silica particles (inorganic compound particles). The furnace temperature during spray drying was 800 ° C., and nitrogen was used as the carrier gas. The inner wall surface of the furnace core tube of the spray dryer is made of stainless steel.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(実施例7)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
複合粒子の調製において、噴霧乾燥時の炉の温度を800℃とし、かつ、噴霧乾燥装置の炉心管を、内壁面に銅板を貼り付けたステンレス鋼製のものに変更した以外は、前記実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。
(Example 7)
1. Production of composite particles, resin composition and wavelength conversion layer In preparation of composite particles, the temperature of the furnace during spray drying was set to 800 ° C., and the furnace core tube of the spray drying apparatus was attached to the inner wall with a stainless steel plate. A composite particle, a resin composition, and a wavelength conversion layer were obtained in the same manner as in Example 1 except that the product was changed to a manufactured product.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(実施例8)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。
(Example 8)
1. Preparation of Composite Particle, Resin Composition, and Wavelength Conversion Layer In the same manner as in Example 1, composite particles, a resin composition, and a wavelength conversion layer were obtained.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
以下のようにした以外は、実施例1と同様にして光起電装置を作製し、得られた光起電装置について発電効率の評価を行った。評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Except as described below, a photovoltaic device was produced in the same manner as in Example 1, and the photovoltaic device obtained was improved in power generation efficiency. Evaluation was performed. The evaluation results are shown in Table 1.

得られた樹脂組成物を、ETFEフィルムの表面に、市販のインクジェット装置(静電方式)を用いてマイクロレンズ形状(ドット形状)になるよう塗布した。そして、両面から約500mJ/cmのUV光を照射して樹脂組成物を硬化させ、さらに真空オーブン中で、約180℃で1時間加熱処理を行った。これにより、樹脂組成物のマイクロレンズ形状の硬化物を形成した。得られた硬化物の形状について、レーザー顕微鏡((株)キーエンス製、VK−9700)により、平面視直径、凹凸構造の高低差、x軸方向の周期、y軸方向の周期を測定したところ、それぞれ、約30μm、約20μm、約35μm、約30μmであった。 The obtained resin composition was apply | coated to the surface of an ETFE film so that it might become a micro lens shape (dot shape) using the commercially available inkjet apparatus (electrostatic system). Then, the resin composition was cured by irradiating UV light of about 500 mJ / cm 2 from both sides, and further heat-treated at about 180 ° C. for 1 hour in a vacuum oven. As a result, a microlens-shaped cured product of the resin composition was formed. About the shape of the obtained cured product, when measured with a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, VK-9700), the diameter in plan view, the height difference of the concavo-convex structure, the period in the x-axis direction, the period in the y-axis direction, They were about 30 μm, about 20 μm, about 35 μm, and about 30 μm, respectively.

その後、実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
Thereafter, various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(比較例1)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
半導体粒子の調製において、ヘキサンによる洗浄を省略し、複合粒子の調製において、キャリアガスを窒素に変更した以外は、前記実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。
(Comparative Example 1)
1. Preparation of composite particles, resin composition and wavelength conversion layer In the preparation of semiconductor particles, the cleaning with hexane was omitted, and in the preparation of composite particles, the composite was prepared in the same manner as in Example 1 except that the carrier gas was changed to nitrogen. Particles, a resin composition, and a wavelength conversion layer were obtained.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

(比較例2)
1.複合粒子、樹脂組成物および波長変換層の作製
半導体粒子の調製において、ヘキサンによる洗浄を省略し、複合粒子の調製において、キャリアガスを窒素に変更するとともに、オルガノシリカゾルの添加を省略した以外は、前記実施例1と同様にして複合粒子、樹脂組成物および波長変換層を得た。
(Comparative Example 2)
1. Preparation of composite particles, resin composition and wavelength conversion layer In the preparation of semiconductor particles, cleaning with hexane was omitted, and in the preparation of composite particles, the carrier gas was changed to nitrogen, and addition of organosilica sol was omitted, In the same manner as in Example 1, composite particles, a resin composition, and a wavelength conversion layer were obtained.

2.半導体粒子、複合粒子、樹脂組成物および光起電装置の評価
実施例1と同様にして各種評価を行った。
以上の評価結果を表1に示す。
2. Evaluation of Semiconductor Particles, Composite Particles, Resin Composition, and Photovoltaic Device Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2011116904
Figure 2011116904

表1から明らかなように、各実施例で得られた光起電装置では、波長変換層を設けたことにより光電変換効率の向上が認められた。   As is clear from Table 1, in the photovoltaic device obtained in each example, improvement in photoelectric conversion efficiency was recognized by providing the wavelength conversion layer.

また、各実施例で得られた光電変換層では、比較例に比べ、耐光性や耐候性に優れることが認められた。   Moreover, in the photoelectric converting layer obtained by each Example, it was recognized that it is excellent in light resistance and a weather resistance compared with the comparative example.

1 光起電装置
2 光起電層
3 波長変換層
31 第1波長変換層
32 第2波長変換層
4 複合粒子
5 硬化性樹脂
6 半導体粒子
7 反射層
8 無機化合物の粒子
100 噴霧乾燥装置
110 噴霧器
120 電気炉
121 炉心管
122 ヒーター
130 バグフィルター
140 配管
150 配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photovoltaic apparatus 2 Photovoltaic layer 3 Wavelength conversion layer 31 1st wavelength conversion layer 32 2nd wavelength conversion layer 4 Composite particle 5 Curable resin 6 Semiconductor particle 7 Reflective layer 8 Inorganic compound particle 100 Spray drying apparatus 110 Sprayer 120 electric furnace 121 core tube 122 heater 130 bag filter 140 piping 150 piping

Claims (28)

酸化亜鉛の半導体粒子と、無機化合物の粒子とを含む複合粒子の製造方法であって、
前記複合粒子を製造する工程中に少なくとも1回、前記複合粒子の中間体を還元処理する工程を有することを特徴とする複合粒子の製造方法。
A method for producing composite particles comprising zinc oxide semiconductor particles and inorganic compound particles,
A method for producing composite particles, comprising a step of reducing the intermediate of the composite particles at least once during the step of producing the composite particles.
前記還元処理する工程は、還元能を有する気体、および還元能を有する気体と不活性気体との混合気体のいずれかで構成される還元雰囲気下で、前記複合粒子の中間体を加熱処理するものである請求項1に記載の複合粒子の製造方法。   The step of performing the reduction treatment includes heating the intermediate of the composite particles in a reducing atmosphere composed of a gas having a reducing ability and a mixed gas of a gas having a reducing ability and an inert gas. The method for producing composite particles according to claim 1. 前記還元能を有する気体は、水素ガスである請求項2に記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 2, wherein the gas having the reducing ability is hydrogen gas. 前記混合気体中の前記還元能を有する気体の含有率は、1〜10体積%または85〜100体積%である請求項2または3に記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 2 or 3, wherein a content of the gas having the reducing ability in the mixed gas is 1 to 10% by volume or 85 to 100% by volume. 前記複合粒子の中間体は、還元能を有する粒子を含むものであり、
前記還元処理する工程は、前記複合粒子の中間体を加熱処理するものである請求項1に記載の複合粒子の製造方法。
The intermediate of the composite particles includes particles having a reducing ability,
The method for producing composite particles according to claim 1, wherein the reduction treatment includes heat-treating the intermediate of the composite particles.
前記還元能を有する粒子は、炭素粒子である請求項5に記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 5, wherein the particles having the reducing ability are carbon particles. 前記還元処理する工程は、同一の空間内に、前記複合粒子の中間体と、還元能を有する金属の単体または合金とを併存させ、これらを加熱処理するものである請求項1に記載の複合粒子の製造方法。   2. The composite according to claim 1, wherein the reduction treatment is a process in which an intermediate of the composite particles and a single metal or alloy having a reducing ability coexist in the same space and heat-treat them. Particle manufacturing method. 前記還元処理する工程は、少なくとも内面が、前記還元能を有する金属の単体または合金で構成された配管内に、前記複合粒子の中間体を設けた状態で、前記配管を加熱処理するものである請求項7に記載の複合粒子の製造方法。   The reduction treatment step heat-treats the pipe with at least the inner surface provided with the composite particle intermediate in the pipe made of the metal having a reducing ability or an alloy. The method for producing composite particles according to claim 7. 還元能を有する金属は、銅である請求項7または8に記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 7 or 8, wherein the metal having a reducing ability is copper. 前記還元処理する工程は、200〜1,000℃で実施するものである請求項1ないし9のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to any one of claims 1 to 9, wherein the reduction treatment is performed at 200 to 1,000 ° C. 前記半導体粒子と前記無機化合物の粒子とを複合化する工程を行いつつ、前記還元処理する工程を行う請求項1ないし10のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 1, wherein the reducing step is performed while performing the step of combining the semiconductor particles and the inorganic compound particles. 前記半導体粒子と前記無機化合物の粒子とを複合化する工程の後に、前記還元処理する工程を行う請求項1ないし10のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 1, wherein the step of reducing treatment is performed after the step of combining the semiconductor particles and the particles of the inorganic compound. 前記複合化する工程は、噴霧乾燥装置により行う請求項11または12に記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 11 or 12, wherein the step of combining is performed by a spray drying apparatus. 前記半導体粒子の一次粒子の平均粒径は、1〜10nmである請求項1ないし13のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to any one of claims 1 to 13, wherein an average particle size of primary particles of the semiconductor particles is 1 to 10 nm. 前記無機化合物の粒子は、酸化物の粒子である請求項1ないし14のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 1, wherein the inorganic compound particles are oxide particles. 前記無機化合物の粒子は、シリカ(SiO)の粒子およびジルコニア(ZrO)の粒子の少なくとも一方である請求項15に記載の複合粒子の製造方法。 The method for producing composite particles according to claim 15, wherein the particles of the inorganic compound are at least one of silica (SiO 2 ) particles and zirconia (ZrO 2 ) particles. 前記半導体粒子の含有量は、前記複合粒子全体の10〜90体積%である請求項1ないし16のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles according to claim 1, wherein the content of the semiconductor particles is 10 to 90% by volume of the whole composite particles. 請求項1ないし17のいずれかに記載の複合粒子の製造方法により、得られることを特徴とする複合粒子。   A composite particle obtained by the method for producing a composite particle according to claim 1. 請求項18に記載の複合粒子と、硬化性樹脂とを含むことを特徴とする樹脂組成物。   A resin composition comprising the composite particles according to claim 18 and a curable resin. 前記複合粒子の含有量は、前記樹脂組成物全体の30〜70体積%である請求項19に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 19, wherein the content of the composite particles is 30 to 70% by volume of the entire resin composition. 請求項19または20に記載の樹脂組成物で構成された層を硬化させてなることを特徴とする波長変換層。   A wavelength conversion layer obtained by curing a layer composed of the resin composition according to claim 19 or 20. 請求項21に記載の波長変換層を有することを特徴とする光起電装置。   A photovoltaic device comprising the wavelength conversion layer according to claim 21. 前記波長変換層が、その面内に凹凸構造を有する請求項22に記載の光起電装置。   The photovoltaic device according to claim 22, wherein the wavelength conversion layer has an uneven structure in a plane thereof. 前記凹凸構造の高低差が300nm〜100μmである請求項23に記載の光起電装置。   The photovoltaic device according to claim 23, wherein a height difference of the concavo-convex structure is 300 nm to 100 µm. 前記凹凸構造の面内周期が300nm〜50μmである請求項23または24に記載の光起電装置。   The photovoltaic device according to claim 23 or 24, wherein an in-plane period of the concavo-convex structure is 300 nm to 50 µm. 前記凹凸構造は、前記凹凸構造より小さな微細凹凸形状を有する請求項23ないし25のいずれかに記載の光起電装置。   The photovoltaic device according to any one of claims 23 to 25, wherein the concavo-convex structure has a fine concavo-convex shape smaller than the concavo-convex structure. 2層以上の前記波長変換層を積層してなる積層体を有するものであり、
前記2層の波長変換層の間で、前記凹凸構造の形状が異なっている請求項23ないし26のいずれかに記載の光起電装置。
It has a laminate formed by laminating two or more wavelength conversion layers,
27. The photovoltaic device according to any one of claims 23 to 26, wherein a shape of the uneven structure is different between the two wavelength conversion layers.
前記波長変換層は、前記樹脂組成物をインクジェット法により供給し、供給された前記樹脂組成物を硬化させてなるものである請求項22ないし27のいずれかに記載の光起電装置。   The photovoltaic device according to any one of claims 22 to 27, wherein the wavelength conversion layer is formed by supplying the resin composition by an ink jet method and curing the supplied resin composition.
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