CN102150280A - 太阳能电池背板 - Google Patents

太阳能电池背板 Download PDF

Info

Publication number
CN102150280A
CN102150280A CN2009801354405A CN200980135440A CN102150280A CN 102150280 A CN102150280 A CN 102150280A CN 2009801354405 A CN2009801354405 A CN 2009801354405A CN 200980135440 A CN200980135440 A CN 200980135440A CN 102150280 A CN102150280 A CN 102150280A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
film
solar cell
resin
gas barrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801354405A
Other languages
English (en)
Inventor
大川原千春
吉田重信
山崎善启
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Plastics Inc
Original Assignee
Mitsubishi Plastics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Plastics Inc filed Critical Mitsubishi Plastics Inc
Publication of CN102150280A publication Critical patent/CN102150280A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/16Layered products comprising a layer of synthetic resin specially treated, e.g. irradiated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4266Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
    • C08G18/4269Lactones
    • C08G18/4277Caprolactone and/or substituted caprolactone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/44Polycarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6212Polymers of alkenylalcohols; Acetals thereof; Oxyalkylation products thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/06Polyurethanes from polyesters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/0481Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/049Protective back sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00Layers arrangement
    • B32B2250/24All layers being polymeric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00Coating on the layer surface
    • B32B2255/10Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00Coating on the layer surface
    • B32B2255/20Inorganic coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00Coating on the layer surface
    • B32B2255/26Polymeric coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/02Synthetic macromolecular particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10Inorganic particles
    • B32B2264/102Oxide or hydroxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10Inorganic particles
    • B32B2264/104Oxysalt, e.g. carbonate, sulfate, phosphate or nitrate particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2270/00Resin or rubber layer containing a blend of at least two different polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306Resistant to heat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/308Heat stability
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/402Coloured
    • B32B2307/4026Coloured within the layer by addition of a colorant, e.g. pigments, dyes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/514Oriented
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/712Weather resistant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/714Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/10Batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/12Photovoltaic modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • Y10T428/2852Adhesive compositions
    • Y10T428/2878Adhesive compositions including addition polymer from unsaturated monomer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31507Of polycarbonate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31511Of epoxy ether
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31511Of epoxy ether
    • Y10T428/31515As intermediate layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31565Next to polyester [polyethylene terephthalate, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786Of polyester [e.g., alkyd, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786Of polyester [e.g., alkyd, etc.]
    • Y10T428/31797Next to addition polymer from unsaturated monomers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种可保持优异的阻气性、且具有优异的耐候性及遮光性的太阳能电池背板。为此,本发明提供一种太阳能电池背板,其具有遮光性聚烯烃类树脂着色层及耐候性聚酯类树脂层,且在这些层之间具有阻气层,所述阻气层含有耐候性涂层和无机薄膜层,其中,所述耐候性涂层包含选自下述物质中的至少一种:(a)聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇的交联物;(b)改性聚乙烯醇的交联物;以及,(c)具有选自紫外线稳定性基团、紫外线吸收性基团及环烷基中的至少一种基团的丙烯酸类共聚物。

Description

太阳能电池背板
技术领域
本发明涉及用于构成太阳能电池组件的太阳能电池背板,特别涉及一种可保持优异的阻气性、且具有优异的耐候性、遮光性的太阳能电池背板。
背景技术
太阳能电池组件通常具有下述结构:从受光面侧依次叠层透明前面基板、填充材料、太阳能电池元件、填充材料、背板而成的结构。这里,技术用语“填充材料”一词包括作为同义语使用的“密封材料”,在本申请中,以下均记作“填充材料”。
为了实现对长期设置于户外的太阳能电池元件的保护,要求太阳能电池背板在耐候性、耐水解性、阻气性、机械强度、密合性等方面具有耐久性。
另一方面,在太阳能电池元件中要使用结晶硅系、多晶硅系、非晶硅系等,其中,作为新一代太阳能电池,目前已研究开发了薄膜晶体型、非晶硅型、化合物半导体型、有机薄膜型、色素增感型等,就这些太阳能电池而言,对于其背板的上述各种物性提出了更高度的要求。作为上述各种物性中特别重要的项目,可列举耐候性、耐水解性、阻气性。
作为传统的太阳能电池背板,专利文献1公开了采用由含氟膜和阻气膜经叠层而得到的膜作为耐候性膜的背板,就这种太阳能电池而言,存在含氟膜机械强度低、以及高价且供给量少的问题。
另外,专利文献2中公开了由白色树脂膜、阻气膜及耐水解性树脂膜形成的叠层体。但是,就专利文献2的阻气膜而言,根据其中的记载,为了提高与阻气层之间的密合性,可以在基体材料膜上形成表面处理层,但这与一般包装用阻气膜的公知形态相同,并不能使作为太阳能电池组件的构成材料的背板获得耐候性、耐久性,在经历需要于85℃、85RH%气体氛围中耐受2000小时的高温高湿试验后,完全无法充分保持阻气性。
另一方面,就阻气膜而言,为了抑制无机薄膜从基体材料膜上剥离、以及因缺陷而引发的阻气性降低,已研究了通过对基体材料膜进行涂敷处理来提高无机薄膜的密合性,例如,在专利文献3中公开了涂敷聚酯与异氰酸酯的交联反应物的方法,但在涂敷聚酯与异氰酸酯的交联反应物时,由于在设置太阳能电池组件的高温高湿下,会发生酯基的水解而导致密合性显著下降,进一步会导致阻气性降低,因此其效果不够充分。
此外,作为太阳能电池底板材料(バツクカバ一材)的防湿膜的底涂层(anchor coat),专利文献4中公开了一种丙烯酸聚氨酯树脂,但该树脂也与聚酯一样,存在在高温高湿下发生劣化、无法保持密合性的问题。
专利文献1:日本特开2000-174296号公报
专利文献2:日本特开2007-150084号公报
专利文献3:日本特公平6-22976号公报
专利文献4:日本特开2002-26343号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明鉴于上述问题而完成,目的在于提供一种可保持优异的阻气性、并且具有优异的耐候性及遮光性的太阳能电池背板。
解决问题的方法
即,本发明涉及一种太阳能电池背板,其具有遮光性聚烯烃类树脂着色层(以下也称其为“遮光性着色层”)及耐候性聚酯类树脂层,且在这些层之间具有阻气层,所述阻气层包含耐候性涂层及无机薄膜层,其中,上述耐候性涂层包含选自下述物质中的至少一种:(a)聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇的交联物;(b)改性聚乙烯醇的交联物;以及,(c)具有选自紫外线稳定性基团、紫外线吸收性基团及环烷基中的至少一种基团的丙烯酸类共聚物。
发明的效果
本发明的太阳能电池背板具有如下所示的效果。
(1)在使用本发明的背板的太阳能电池组件的实施方式中,在作为暴露面的背板的外侧面具有耐候性聚酯层,在与填充材料相接一侧的背板的外侧面具有包含聚烯烃类树脂的遮光性着色层,并且在这两者之间具有阻气层,由此,能够保护太阳能电池不受湿热、紫外线、水蒸气等的侵害。
(2)通过在背板中与耐候性涂层相接地设置阻气层,可以在湿热及紫外线下的无机薄膜与基体材料的密合性、应力松弛、渗出抑制方面获得显著效果。其结果,能够在长期耐候性试验中保持高阻气性。
(3)通过使用着色后的聚烯烃树脂,能够进一步实现发电效率提高性、耐紫外线性、设计性等目的,同时获得与填充材料之间的密合性能。此外,通过使与填充材料的密合层和着色层为同一层,可以减少背板的叠层数,从而实现生产效率的大幅提高,并实现成本的削减。
具体实施方式
以下,对本发明进行具体说明。
<遮光性着色层>
[遮光性着色层的基体材料]
作为构成遮光性着色层的基体材料的树脂,通常可列举例如:聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、环状聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、聚氯乙烯类树脂、氟树脂、聚(甲基)丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚酰胺酰亚胺类树脂、聚苯二甲酸芳酯类树脂、有机硅树脂、聚砜类树脂、聚苯硫醚类树脂、聚醚砜类树脂、聚氨酯类树脂、缩醛类树脂、纤维素类树脂等。
在上述树脂中,优选使用聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、环状聚烯烃类树脂等聚烯烃类树脂,由聚丙烯类树脂、环状聚烯烃类树脂形成的膜的具有如下特征:耐水解性及耐候性高,经时稳定性优异、无黄变性,并且与太阳能电池组件的填充材料层之间的热熔融粘接性良好。
作为上述环状聚烯烃类树脂,可列举例如:由环戊二烯及其衍生物、双环戊二烯及其衍生物、环己二烯及其衍生物、降冰片二烯及其衍生物等环状二烯聚合而得到的聚合物,由上述环状二烯和乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等烯烃类单体中的1种或2种以上进行共聚而得到的共聚物等。在这些环状聚烯烃类树脂中,优选强度、耐热性、耐候性等优异的环戊二烯及其衍生物、双环戊二烯及其衍生物或降冰片二烯及其衍生物等环状二烯的聚合物。
作为上述聚乙烯类树脂,可列举:乙烯的均聚物、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、使用茂金属类催化剂进行聚合而得到的乙烯-α-烯烃共聚物、以及它们的混合物。另外,作为上述聚丙烯类树脂,可列举:丙烯的均聚物、丙烯的共聚物、反应型(リァクタ一型)的聚丙烯类热塑性弹性体、以及它们的混合物。
作为丙烯的共聚物,可列举:丙烯与乙烯或其它α-烯烃的无规共聚物(无规聚丙烯)、或嵌段共聚物(嵌段聚丙烯)、含有橡胶成分的嵌段共聚物或接枝共聚物等。作为上述可与丙烯共聚的其它α-烯烃,优选碳原子数为4~12的烯烃,可列举例如:1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、1-癸烯等,可以使用这些烯烃的单独1种或2种以上的混合物。通常,相对于丙烯,α-烯烃的混合比例为1~10质量%左右。
作为反应型的聚丙烯类热塑性弹性体,可列举:晶体熔融热(ΔH)为100g/J以下的低结晶性丙烯均聚物(出光石油化学株式会社制造的“出光TPO”、宇部兴业株式会社制造的“CAP”、Ube Rekisen公司制造的“UT2115”等)、或通过多级聚合法制造的聚丙烯类热塑性弹性体(Sun Allomer公司制造的“Catalloy”、三菱化学株式会社制造的“ZELAS”、Tokuyama公司制造的“PER”等)。
需要说明的是,所述晶体熔融热(ΔH)是指,使用差示扫描量热计(DSC)首先将树脂加热至熔点以上使其熔融,然后以10℃/分的速度进行冷却,由DSC扫描曲线上的结晶峰面积计算得到的值。
另外,上述的多级聚合法是指,可以通过进行2阶段以上的多级聚合(并非进行1次即结束的聚合)来连续制造多种聚合物的聚合方法,该聚合方法不同于利用机械手法获得由不同种类的聚合物构成的混合树脂的所谓常规的聚合物共混法。通过该方法,可生成分子水平的共混型共聚树脂。采用这样的聚合方法时,例如相对于聚丙烯,可使第2成分的含量达到约80~95质量%。
通过多级聚合法得到的聚丙烯类热塑性弹性体,是在反应器中由(i)硬链段和(ii)软链段经2阶段以上的多级聚合而得到的共聚物。作为(i)硬链段,可列举丙烯均聚物嵌段、或丙烯与α-烯烃形成的共聚物嵌段,例如丙烯/乙烯、丙烯/1-丁烯、丙烯/乙烯/1-丁烯等2元或3元共聚物嵌段。此外,作为(ii)软链段,可列举乙烯均聚物嵌段、或乙烯与α-烯烃形成的共聚物嵌段,例如乙烯/丙烯、乙烯/1-丁烯、乙烯/丙烯/1-丁烯等2元或3元共聚物嵌段。
在本发明的通过多级聚合法制造的聚丙烯类热塑性弹性体中,从相容性、粘弹性方面考虑,特别优选熔体流动速率为0.1~30、且23℃下在二甲苯中的可溶成分比例为30~75质量%、优选为40~60质量%的聚丙烯类热塑性弹性体。
作为遮光性着色层的聚烯烃类树脂,使用聚丙烯类树脂时,聚丙烯类树脂的含量优选为40~100质量%、特别优选为50~100质量%,因为此时的树脂兼具下述特性:与填充材料的密合性、耐热性、在为了成型背板而进行叠层的操作中所必须的刚性等。另外,从密合性、耐热性、刚性、抗卷边性(非カ一ル性)方面考虑,聚丙烯类树脂中的丙烯均聚物的组成比优选为5~80%、更优选为10~60%。
另外,还可以在遮光性着色层的树脂中混合其它合成树脂。作为混合的其它树脂,可列举例如:异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、丙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶及丙烯腈-异戊二烯橡胶等二烯类橡胶(弹性体),乙烯-丙烯共聚橡胶、乙烯-丙烯非共轭二烯橡胶、乙烯-丁二烯共聚橡胶等除上述反应型的聚丙烯类热塑性弹性体以外的其它聚烯烃类热塑性弹性体,苯乙烯-丁二烯共聚橡胶(SBR)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等苯乙烯-丁二烯类热塑性弹性体,及苯乙烯-异戊二烯共聚橡胶等苯乙烯类热塑性弹性体(包括它们的加氢产物)。
相对于遮光性着色层的烯烃类树脂100~40质量份,上述弹性体成分等其它合成树脂的配合量可以为0~60质量份。
[遮光性着色层的着色]
遮光性着色层被用作与太阳能电池背板的里面侧填充材料相接一侧的构成材料,设置该层的目的在于:使透过太阳能电池单元的太阳光线发生反射,以提高发电效率;以及,通过反射紫外线或吸收紫外线来防止该太阳能电池背板构成材料发生紫外线劣化,从而提高背板的耐候性、耐久性、耐热性、热尺寸稳定性、强度等各特性。特别是,就反射太阳光、提高发电效率这一点而言,使着色层为白色是有效的。
此外,通过进行以黑色化为首的各种着色,可提高太阳能电池组件的设计性、装饰性。
需要说明的是,在本发明中,“遮光性着色层”的遮光性包括“光反射性”,该光反射性不仅包括光反射,同时还包括光散射。
其中,在遮光性着色层具有光反射性的情况下,所述“光反射性”是指对波长350nm的光的透射率为1.0%以下的特性,从耐候性方面考虑,上述透射率优选为0.8%以下、更优选为0.5%以下。另外,遮光性着色层为白色层时,其白色度可采用亨特法(ハンタ一法)、基于JIS L1015标准进行测定,而作为该白色度的值,从提高太阳能电池的发电效率的观点考虑,优选在75%以上,更优选在80%以上。
作为遮光性着色层的着色方法,其中,从防止自太阳光受光侧观察时位于着色层下侧的阻气层及耐候层的紫外线劣化的观点考虑,通过添加颜料而进行的着色化可抑制紫外线透过,因此优选。
作为用于基体材料的着色的颜料,优选列举白色颜料、黑色颜料等。作为白色颜料,并无特殊限制,可使用例如碳酸钙、锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛、氧化锌、碳酸铅、硫酸钡、碱性碳酸铅、碱性硫酸铅、碱性硅酸铅、锌白、硫化锌、锌钡白、三氧化锑等。作为氧化钛,优选金红石型氧化钛,理由在于:相比于锐钛矿型氧化钛,使用金红石型氧化钛时,聚酯膜在经过长时间光照后的变黄少,色差变化得到抑制。
在上述白色颜料中,从稳定性、非重金属化合物的观点考虑,优选为选自金红石型氧化钛、硫酸钡、碳酸钙及二氧化硅中的至少1种无机微粒。
作为可用作着色剂的黑色颜料,可列举例如炭黑、黑色氧化铁等;作为彩色化剂,可列举例如偶氮类、蒽醌类、酞菁类、硫靛类、喹吖啶酮类、二噁嗪类等有机类染料、颜料,群青、普鲁士蓝(紺青)、钼铬红、铁红、镉红、钼橙等无机类颜料,以及金属光泽用金属粉颜料等。从长期着色稳定性方面考虑,优选炭黑及无机类颜料。
需要说明的是,本发明中使用的着色剂可单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
上述作为着色剂的颜料的平均粒径优选为5nm以上且30μm以下,更优选为10nm以上且3μm以下,进一步优选为50nm以上且1μm以下。颜料的平均粒径在上述范围内时,不会因凝聚等而导致其在树脂中的分散性变差,也不会在遮光性着色层上产生粗大突起。并且容易进行着色度控制。
作为上述遮光性着色层中的着色剂的添加量,只要在能够获得所期待的着色度、进而赋予所期待的光反射率、耐紫外线性、设计性的范围内,则没有特殊限制,通常,优选其在遮光性着色层中的添加量为1~40质量%的范围内,更优选为5~30质量%、进一步优选为10~20质量%的范围内。该添加量在上述范围内时,膜的耐久性、耐热性、强度优异,并且树脂层中的颜料的分散性良好。
此外,作为使着色层中含有颜料的方法,可采用各种方法,具体可列举:(1)在合成树脂时添加颜料的方法;(2)将颜料添加到树脂中并进行熔融混炼的方法;(3)在上述(1)或(2)的方法中,制备添加有大量颜料的母粒(master pellet),并将其与不含添加剂的树脂进行混炼以获得期待的浓度的方法;(4)直接使用上述(3)的母粒的方法;等等。其中,从浓度控制性方面考虑,优选(3)的母炼胶(master batch)法。
[遮光性着色层的形成及性状]
上述遮光性着色层可以以单层的形式形成,但优选为2层以上的多层结构,进一步优选为具有内层和该内层两侧的外层的3层结构、或具有内层、中间层、外层的5层结构。也可以是具有内层1、内层2、外层1、外层2的7层结构。上述遮光性着色层为多层时,可以分别对各层进行着色,但优选对内层着色并使外层透明的情况。具体而言,是在含有颜料的着色层的至少外侧面设置透明聚烯烃类树脂层的结构,以及使内层为含有颜料的着色层、并将该着色层的两侧的外层设置为透明聚烯烃类树脂层的结构。
这是由于,在该结构中,通过将遮光性着色层形成为多层,并使着色层集中于内层,可减少着色剂的使用量,从而获得高光反射性及紫外线反射性,或是在对太阳能电池组件进行真空层压成型时或经历高温高湿时等情况下,保持良好的外观及色相,而不露出着色剂。
此外,通过使与太阳能电池组件的填充材料相接一侧的外层为透明并不含有着色剂,可以在不减弱外层中树脂间的结合力的情况下增强与太阳能电池组件的填充材料之间的密合力、并增强太阳能电池背板的层间层压粘接强度,使得即使在高温高湿下也能够进一步保持密合性。
遮光性着色层为膜的情况下,从抗卷边性、共挤出膜生产性方面考虑,优选多层结构为相对于内层而形成对称的层结构的情况。着色层为多层的情况下,从能够缓和填充材料与背板的阻气层、耐候层的结构体部分之间的应力、保持密合性方面、以及膜操作性方面考虑,优选外层的拉伸弹性模量大于或等于外层以外的其它层的拉伸弹性模量。
作为上述对称的层结构的具体例,可列举:透明聚烯烃树脂层/含有颜料的聚烯烃树脂层/透明聚烯烃树脂层,所述颜料选自氧化钛、硫酸钡及炭黑。
此外,对于在内层和外层之间具有中间层的情况,使中间层含有可提高内层与外层的粘接性的树脂,或使中间层具有包含内层中成分和外层中成分的组成、以增加层界面的亲和性,从而使内层与外层的机械物性的差异得到缓和,对于保持整个聚烯烃层的强度、弹性的平衡是有意义的。
遮光性着色层为多层结构的情况下,对于各层的厚度比并无限定,但优选填充材料侧的透明外层的厚度为遮光性着色层总厚度的5~80%,更优选为10~50%。如果透明外层过薄,则会导致与填充材料之间的密合力不足、或将着色剂集中于内层的优点不足;相反,如果透明外层过厚,则为了使薄的内层具有足够的着色度,需要使其中含有过量的着色剂,而这将导致层的机械强度降低。
形成遮光性着色膜时,可采用熔融挤出法,也可以采用对膜进行干式层压的方法。采用干式层压的方法时,同样可以使用背板的粘接剂。
聚烯烃膜可采用公知的方法制作,可列举例如T型模头成型法等挤出成型法、吹塑成型法、压延成型法等。然后再根据需要通过拉幅机法或管式法等进行单轴拉伸、同时或依次双轴拉伸。
形成多层膜的情况下,作为叠层各层的方法,也可以采用将成型后的各个膜进行干式层压的方法、或在膜成型的同时进行层压的方法,但从减少步骤数的观点考虑,优选在利用多层T型模头挤出法进行成型的同时制作叠层膜的方法。
遮光性着色膜的拉伸弹性模量优选为200~2000MPa,更优选为300~1500MPa,尤其优选为500~1200MPa。拉伸弹性模量过小时,膜变得易拉伸,容易在背板的层压步骤中的张力平衡方面或卷边性、粘连性方面产生不良。相反,拉伸弹性模量过大时,会导致密封材料与背板的应力差异的缓和变得不足,进而引起密合性下降。
此外,为了提高与填充材料之间的密合性,优选对遮光性着色层的表面进行电晕放电处理、臭氧处理、等离子体处理等表面改性处理。
本发明的遮光性着色层与经常被用作构成太阳能电池组件的填充材料的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)之间具有良好的密合性,没有必要进一步设置易粘接层。
为了改良、改善加工性、耐热性、耐候性、机械性能、尺寸稳定性等,可以在遮光性着色层中混合各种添加剂等,并使所述添加剂的混合量达到能够在高温高湿下保持与填充材料之间的密合性的范围内。作为该添加剂,可列举例如:滑爽剂、抗粘连剂、交联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、填充剂、增强纤维、补强剂、抗静电剂、阻燃剂、耐火剂、发泡剂、防霉剂等。特别是,从耐候性方面考虑,优选含有紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂。
作为紫外线吸收剂,可列举例如:水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、氰基丙烯酸酯类及三嗪类等紫外线吸收剂。其中,从在环境中经过一定时间后不易发生渗出的观点考虑,优选分子量为300以上的苯并三唑类或三嗪类紫外线吸收剂。
作为光稳定剂,从光稳定化性能方面考虑,优选受阻胺类稳定剂。其中,从在环境中经过一定时间后不易发生渗出的观点、以及长期耐候性良好的观点考虑,优选分子量1000以上的受阻胺类稳定剂,尤其优选由聚烯烃与具有受阻胺骨架的化合物共聚而得到的物质。
作为抗氧剂,可列举酚类、硫化物类、磷类、异氰尿酸酯类抗氧剂等。其中,从抗氧化效果方面考虑,优选酚类抗氧剂,更优选将酚类与磷类抗氧剂组合使用,因为此时能够获得良好的热稳定性。
另外,遮光性着色层的厚度可根据太阳能电池背板的用途及太阳能电池单元及组件的规格而适当选择,就该遮光性着色层的太阳光反射功能而言,为了获得充分的色度、反射强度,其厚度优选为10~200μm左右,更优选为30~150μm,进一步优选为50~120μm。遮光性着色层薄时,在剥离试验中,存在填充材料/密封材料与背板之间的应力缓和不足而容易发生剥离的倾向。遮光性着色层厚时,存在作为背板的刚性不足、或卷边变大的倾向。
基于上述观点,优选遮光性着色层的厚度与遮光性着色层以外的背板构成部分的厚度之比为10~100%,更优选为15~75%、进一步优选为20~50%。或者,优选遮光性着色层与遮光性着色层以外的背板构成部分的拉伸弹性模量比(a)和厚度比(b)之间成(a)/(b)=0.1~10倍的关系,更优选成0.5~8倍、进一步优选成1~5倍的关系。
另外,从制作太阳能电池组件时进行真空层压时的成型性方面考虑,优选遮光性着色层整体的厚度不均在±10%以内。另外,从防止在制造太阳能电池组件的加热压合步骤中发生生产性的降低的观点考虑,优选遮光性着色层在150℃经过30分钟加热(JIS C2151)后的热收缩率在2%以下,更优选在1%以下,更加优选为0.2~0.5%,进一步优选为0.005~0.5%。
<耐候性聚酯类树脂层>
[聚酯类树脂]
耐候性聚酯类树脂层中使用耐水解性及耐热性优异的聚酯类树脂。
作为聚酯树脂,从工业生产性方面考虑,优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯,更优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯。
由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的膜在高透明、生产性、通用性方面优异;由聚萘二甲酸乙二醇酯形成的膜在高耐水解性、耐热性、强韧性、低聚性低、低水蒸气透过率性方面优异。
聚萘二甲酸乙二醇酯是以萘二甲酸乙二醇酯为主要重复单元的聚酯树脂,其通过以萘二羧酸为主要二羧酸成分、以乙二醇为主要二醇成分来合成。
从耐水解性、强度、阻隔性优异方面考虑,用于该耐候性聚酯类树脂层的聚萘二甲酸乙二醇酯的萘二甲酸乙二醇酯单元优选占聚酯中全部重复单元的80摩尔%以上。
作为上述萘二羧酸,可列举2,6-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、1,3-萘二羧酸等,其中,从耐水解性等方面考虑,优选2,6-萘二羧酸。
另外,上述聚萘二甲酸乙二醇酯树脂优选含有芳香族聚酯。聚萘二甲酸乙二醇酯中含有芳香族聚酯时,可以在保持该聚萘二甲酸乙二醇酯膜的耐水解性的同时提高其结节强度、耐剥离性、机械强度等。该芳香族聚酯在聚萘二甲酸乙二醇酯膜中的含量优选为1~10质量%。通过使芳香族聚酯的含量在上述范围内,可有效提高结节强度、耐剥离性、机械强度等。作为该芳香族聚酯,具体优选下述聚酯:由以对苯二甲酸成分及4,4′-联苯二羧酸为主要二羧酸成分、以乙二醇为主要二醇成分进行共聚而得到的聚酯。
作为该聚酯类树脂的制造方法,可列举例如:利用使酸成分和二醇成分直接酯化、或使用二烷基酯作为酸成分使其与二醇成分进行酯交换反应的第一阶段反应,以及随后在减压下对该反应的产物进行加热,边除去剩余的二醇成分边进行熔融聚合的第二阶段反应来制造聚酯类树脂的方法;以及,进一步进行使第二阶段的反应产物发生固相聚合的第三阶段反应来制造所述聚酯类树脂的方法等。为了获得羧端基量少的聚酯类树脂,优选采用固相聚合。
此外,为了对聚酯类树脂的粘度加以调节,还可以使该聚酯类树脂中含有聚醚化合物。作为该聚醚化合物,并无特殊限制,可使用例如聚氧乙烯、或以二醇为主要构成成分的聚醚化合物。
作为在本实施方式中优选使用的聚醚化合物,可列举例如:含有选自聚氧乙烯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚1,4-丁二醇、或这些聚醚化合物的共聚物中的至少一种的聚醚化合物。
需要指出的是,作为上述聚醚化合物,也可以使用末端封端聚醚化合物。其理由在于,上述末端封端的聚醚化合物具有可抑制聚酯类树脂的水解的优点。作为末端封端的聚醚化合物,可列举例如:对聚醚末端的羟基进行了烷基醚化、即利用甲氧基、乙氧基等进行了末端封端的聚醚化合物。
作为上述聚醚化合物的平均分子量,并无特殊限制,考虑到与聚酯类树脂之间的相容性,其数均分子量优选为500~10,000,更优选为700~5,000。
作为用于本实施方式的聚醚化合物的含量,并无特殊限制,但通常优选在聚酯类树脂中所占的比例在0.1~10质量%的范围内,其中更优选在0.2~7质量%的范围内,尤其优选在0.2~5质量%的范围内。
[耐候性聚酯类树脂层]
太阳能电池组件的保证期限应达到10年至20年、30年的长期化,因此需要在满足上述保证期限的基础上提高太阳能电池背板的耐候性、耐久性。从这一点来看,优选该太阳能电池背板的耐候性聚酯类树脂层在85℃、相对湿度85%下经过3000小时后的强度保持率为50%以上,更优选为60%以上。
强度保持率表示的意义如下:将耐候性聚酯类树脂层裁切为15mm宽,并在85℃、相对湿度85%下经过3000小时的环境试验,在该试验前后,分别利用拉伸试验机测定其拉伸断裂强度,强度保持率表示的是环境试验后与试验前的断裂强度比(%)。
该耐候性聚酯类树脂层的耐候性在很大程度上与主原料树脂的分子量、末端羧基量、低聚物量等相关,并且,耐水解剂、抗氧剂等的添加效果也会对其带来显著影响。
就聚酯类树脂的分子量而言,从耐候性、尤其是耐水解性方面考虑,优选其数均分子量在18,000~42,000的范围内、其中更优选在19,000~40,000的范围内。
数均分子量可通过GPC法(凝胶渗透色谱法)、在下述条件下进行测定。
(a)装置:凝胶渗透色谱仪GCP-244(WATERS公司制造)
(b)色谱柱:Shodex HFIP 80M 2根(昭和电工(株)制造)
(c)溶剂:六氟丙醇(0.005N-三氟乙酸钠)
(d)流速:0.5ml/min
(e)温度:23℃
(f)试样浓度:0.06%(完全溶解,过滤:Pretreatment disk W-13-5)
(g)注入量:0.300ml
(h)检测器:R-401型示差折射率检测器(WATERS制造)
(i)分子量校正:PET-DMT(标准品)
从聚酯类树脂在高温高湿气体氛围中的水解性、太阳能电池背板的耐久性、生产性等方面考虑,聚酯类树脂的末端羧基量优选为5~40eq/ton、更优选5~15eq/ton。
考虑到水解性,聚酯类树脂中重复单元数(聚合度)为2~20左右的低聚物的量优选为0.1~0.8质量%、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.3质量%以下。一般而言,聚萘二甲酸乙二醇酯树脂具有低聚物量少的特性,因此优选。
低聚物含量的测定方法为:例如,将聚酯树脂100mg溶解在2mL溶剂中,利用液相色谱法对该溶液进行测定,并分析其相对于聚酯树脂的质量%,所述溶剂为苯酚/1,2-二氯苯(质量比:50/50)、苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷(质量比:50/50)、邻氯苯酚、二氯乙酸等任意溶剂。
耐候性聚酯类树脂层优选含有碳化二亚胺化合物。通过含有碳化二亚胺化合物,聚酯类树脂层中的末端羧基、或因水解而产生的羧基将与碳化二亚胺化合物发生反应,从而提高耐水解性。该碳化二亚胺化合物的含量优选为0.1~10质量%、更优选0.5~3质量%。
作为上述碳化二亚胺化合物,可列举例如:N,N′-二苯基碳化二亚胺、N,N′-二异丙基苯基碳化二亚胺、N、N′-二环己基碳化二亚胺、1,3-二异丙基碳化二亚胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺等单碳化二亚胺,以及聚(1,3,5-三异丙基亚苯基-2,4-碳化二亚胺)等多碳化二亚胺化合物。这其中,从通用性方面考虑,优选使用N,N′-二苯基碳化二亚胺及N,N′-二异丙基苯基碳化二亚胺。另外,作为碳化二亚胺化合物的分子量,从化合物的分散性、飞散性方面考虑,通常优选在200~1000的范围、特别优选在200~600的范围。
此外,优选在聚酯类树脂层中含有上述碳化二亚胺化合物和抗氧剂。通过同时含有碳化二亚胺化合物和抗氧剂,可使上述耐水解性得到进一步提高,还能够抑制碳化二亚胺化合物的分解。作为上述抗氧剂,具体可列举受阻酚类化合物及硫醚类化合物,从抗氧性方面考虑,优选受阻酚类化合物。
作为该抗氧剂的含量,考虑到对碳化二亚胺的分解抑制功能及耐水解性的提高效果、以及对树脂层的色调的保持效果,抗氧剂的含量优选为0.05~1质量%,更优选0.1~0.5质量%。作为抗氧剂的含量与碳化二亚胺化合物的含量的质量比,为了能够获得充分的水解抑制效果,上述质量比优选为0.1~1.0,更优选0.15~0.8。需要说明的是,碳化二亚胺化合物及抗氧剂的添加方法可以是混炼到聚酯类树脂中的方法,也可以是在树脂进行缩聚反应时进行添加的方法。
从耐候性、耐久性方面考虑,耐候性聚酯类树脂层的厚度优选为10~500μm,更优选25~200μm。如果厚度过薄,则在85℃、相对湿度85%下经过试验后的强度降低变大;如果厚度过厚,则会导致成本增高。
[耐候性聚酯类树脂层的形成]
上述耐候性聚酯类树脂层可通过以往公知的方法制造,例如,以聚酯类树脂膜的形式形成时,可利用挤出机使原料树脂熔融,并通过环状模头或T型模头挤出,再经过骤冷来制造实质上为无定形且未取向的未拉伸膜。此外,通过使用多层模头,可制造出包含1种树脂的单层膜、包含1种树脂的多层膜、包含多种树脂的多层膜。
通过单轴拉伸、拉幅机式依次双轴拉伸、拉幅机式同时双轴拉伸、管式同时双轴拉伸等公知方法沿该未拉伸膜的传动(纵轴)方向或与膜传动方向成直角(横轴)的方向对该膜进行拉伸,再进行热定形,由此可制造出至少沿单轴方向经过了拉伸的膜。拉伸倍率、热定形温度可任意设定,但优选采用满足下述结果的条件:在150℃经过30分钟后其热收缩率为1.0%以下、更优选为0.1~0.5%、进一步优选为0.005~0.5%。
从膜物性的观点考虑,作为聚酯类树脂膜,优选双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚萘二甲酸乙二醇酯与其它塑料的共挤出双轴拉伸膜。
<阻气层>
[阻气层的基体材料]
作为阻气层的基体材料,优选热塑性高分子,只要是可用于常规包装材料的树脂即可使用,并无特殊限制。具体可列举:乙烯、丙烯、丁烯等的均聚物或共聚物等聚烯烃、环状聚烯烃等非晶质聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、尼龙6、尼龙66、尼龙12、共聚尼龙等聚酰胺、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的部分水解物(EVOH)、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚芳酯、氟树脂、丙烯酸酯树脂等。其中,从膜物性的观点考虑,优选聚酯、聚酰胺、聚烯烃。其中,从膜强度的观点考虑,更优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯。从耐候性、耐水解性的观点考虑,进一步优选聚萘二甲酸乙二醇酯。
需要说明的是,作为阻气层的基体材料,可使用上述遮光性着色层的基体材料、或耐候性聚酯类树脂层的基体材料,使用这类材料时,可兼具遮光性着色功能和阻气性功能、或兼具阻气性功能和耐候性功能。
此外,上述基体材料中可含有例如抗静电剂、光线屏蔽剂、紫外线吸收剂、耐水解性提高剂、增塑剂、滑爽剂、填料、着色剂、稳定剂、润滑剂、交联剂、抗粘连剂、抗氧剂等公知的添加剂。特别是,从提高膜的耐候性的观点出发,尤其优选含有0.1-10质量%的作为耐水解性提高剂的碳化二亚胺。
上述基体材料优选以基体材料膜的形式使用。作为基体材料膜的热塑性高分子膜是使用上述原料成形而得到的膜,将其作为基体材料膜使用时,可以是未经拉伸的膜,也可以是经过拉伸的膜。此外,还可以与其它塑料基体材料进行叠层。
上述基体材料膜可通过以往公知的方法制造,例如,可利用挤出机使原料树脂熔融,并通过环状模头或T型模头挤出,再经过骤冷来制造实质上为无定形且未取向的未拉伸膜。另外,通过使用多层模头,可制造出包含1种树脂的单层膜、包含1种树脂的多层膜、包含多种树脂的多层膜。
通过单轴拉伸、拉幅机式依次双轴拉伸、拉幅机式同时双轴拉伸、管式同时双轴拉伸等公知方法沿该未拉伸膜的传动(纵轴)方向或与膜传动方向成直角(横轴)的方向对该膜进行拉伸,可制造出至少沿单轴方向经过了拉伸的膜。拉伸倍率可任意设定,但优选膜在150℃经过30分钟后的热收缩率为0.01~3%、更优选为0.01~1%、进一步优选为0.005~0.5%。
其中,从膜物性的观点考虑,优选双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜、或聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚萘二甲酸乙二醇酯与其它塑料的共挤出双轴拉伸膜。进一步,从耐候性、耐水解性的观点考虑,更优选双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜、或聚萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等塑料的共挤出双轴拉伸膜等包含聚萘二甲酸乙二醇酯的双轴拉伸膜。
从本发明的太阳能电池背板的基体材料的机械强度、挠性等观点考虑,根据用途不同,基体材料膜的厚度通常在5~500μm、优选在10~200μm的范围内选择,也包括厚度较大的片状膜。
此外,为了改善用于形成耐候性涂层的耐候性涂布剂在基体材料膜上的涂布性、粘接性,还可以在涂布耐候性涂布剂之前对膜实施常规的化学处理、放电处理等表面处理。
[耐候性涂层]
为了应用于太阳能电池背板,阻气层必须具有长期耐候性、并保持阻气性。为此,在本发明中,为了对阻气层赋予基体材料膜的渗出抑制性、以及与无机薄膜的密合性,以保证其长期耐候性,要形成耐候性涂层。
在本发明中,耐候性涂层包含选自下述物质中的至少一种:(a)聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇的交联物;(b)改性聚乙烯醇的交联物;以及,(c)具有选自紫外线稳定性基团、紫外线吸收性基团及环烷基中的至少一种基团的丙烯酸类共聚物。
((a)聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇的交联物)
以往,多使用聚酯多元醇、聚醚多元醇作为底涂剂,但聚酯多元醇易发生水解。与己二酸酯聚酯多元醇相比,聚己内酯多元醇的耐水性优异,并且,与聚醚多元醇相比,其耐候性、耐热性优异。另外,与聚酯多元醇及聚醚多元醇相比,聚碳酸酯多元醇的耐热性、耐湿性、耐候性优异。基于上述观点,本发明中使用聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇的交联物作为耐候性涂布剂。
可通过如下的方式来改善聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇相比于聚酯多元醇的层间密合性,从而进一步改善涂层的耐候性,所述方式包括:调整对基体材料膜进行电晕处理等的表面处理度的方式;先涂布极薄的交联剂等单独的密合成分、或硅烷类偶联剂、钛类偶联剂的方式、增加交联性化合物在涂敷材料中的配合比的方式,等等。
聚己内酯多元醇
聚己内酯多元醇可按照公知的方法,以下述多元醇为引发剂,在催化剂存在下通过ε-己内酯的开环聚合而制造。
作为ε-己内酯的聚合引发剂的多元醇,可列举乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、聚四亚甲基醚二醇。此外,还可以使用以这些多元醇为引发剂使氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯发生开环聚合而得到的聚合产物或共聚产物等脂肪族多元醇类;环己烷二甲醇、环己二醇、加氢双酚A以及以这些二醇为引发剂使氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯发生开环聚合而得到的聚合产物或共聚产物等含有环己基的多元醇类;双酚A、氢醌双(2-羟基乙基醚)、对苯二甲醇、对苯二甲酸双(β-羟基乙基)酯以及以这些二醇为引发剂使氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯发生加成而得到的聚合产物或共聚产物等含有芳香族基团的多元醇类;以及二羟甲基丙酸、双酚酸等具有羧基的二醇、N-甲基二乙醇胺等具有叔胺的二醇等具有各种官能团的多元醇。
聚碳酸酯多元醇
聚碳酸酯多元醇可通过公知的方法制备。作为聚碳酸酯二元醇,优选使用1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇等碳原子数2~12的脂肪族二醇或它们的混合物与碳酸二苯酯或光气发生作用、经缩聚而得到的聚碳酸酯二元醇。
考虑到与有机溶剂、交联剂之间的相容性,优选下述聚碳酸酯多元醇:由数均分子量10,000以下、优选500~5,000的聚碳酸亚烷基酯多元醇与数均分子量5,000以下的聚乙二醇单烷基醚反应而得到的、具有重复结构单元-[(CH2)3-OC(O)O]-或-[(CH2)2C(CH3)(CH2)2-OC(O)O]-的醚改性聚碳酸酯多元醇。需要说明的是,数均分子量是通过上述的凝胶渗透色谱分析而得到的聚苯乙烯换算值。
另外,为了使聚碳酸酯多元醇与交联剂之间的交联反应均匀地进行,即,为了避免发生局部的高分子量化,此外,也考虑到对产物的分子量分布及交联后的耐水解性加以控制,聚碳酸酯多元醇的末端羟基指数优选为92.5~98.5,更优选为95.0~97.5。需要说明的是,末端羟基指数是通过气相色谱法分析得到的、多元醇的峰面积在一元醇与多元醇的峰面积总和中所占的比例,以%表示。气相色谱法按照下述方式进行:以10℃/min的升温速度从40℃升温至220℃,并保持15分钟,利用氢火焰离子化检测器(FID)进行分析。
交联剂
作为用以获得聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇的交联物的交联剂,只要是每1分子中含有2个以上能够与上述聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇所具有的羟基发生交联固化反应的官能团的化合物或聚合物,则没有特殊限制,可适当选择1种或2种以上使用。
作为交联剂,可列举例如具有酚基、环氧基、三聚氰胺基、异氰酸酯基、二醛基的化合物或聚合物。而从交联反应性、适用期(pot life)方面考虑,优选含有环氧基、三聚氰胺基、异氰酸酯基的化合物或聚合物,从适用期的控制方面考虑,更优选异氰酸酯化合物和/或环氧化合物。特别是,考虑到成分的反应性以及源自其反应性的耐候性、涂层的硬度/柔软性方面,尤其优选使用异氰酸酯化合物作为双组分反应性涂布剂。
((b)改性聚乙烯醇的交联物)
作为改性聚乙烯醇,可列举将聚乙烯醇的羟基改性为硅烷醇基、甲硅烷基、氨基、铵基、烷基、异氰酸酯基、噁唑啉基、羟甲基、腈基、乙酰乙酰基、阳离子基团、羧基、羰基、磺基、磷酸基、缩醛基、缩酮基、碳酸酯基、氰乙基等而得到的树脂。其中,考虑到在高温高湿下的耐水性,优选通过缩乙醛化、缩丁醛化来进行改性。
此外,由于改性聚乙烯醇上残留有羟基,因此可通过使其羟基交联来进一步提高耐水性。
聚乙烯醇缩丁醛
上述经过缩丁醛化得到的改性体、即聚乙烯醇缩丁醛,可通过公知的方法制备,但为了在使其具有良好的耐候性的同时提高其溶剂溶解性,从而获得均匀的涂层,优选缩丁醛化度为50~80mol%、更优选为60~75mol%,并且,理想的聚乙烯醇缩丁醛的全同立构三单元组(isotactic triad)型残存羟基量优选在1mol%以下、更优选在0.5mol%以下。
聚乙烯醇缩丁醛的耐候性及溶剂溶解性依赖于缩丁醛化度,因而达到高缩丁醛化度时较为理想,但无法使聚乙烯醇100mol%发生缩丁醛化,并且,将缩丁醛化度提高至极限的做法无法有效地应用于工业生产。此外,因残存羟基的种类不同,溶剂相溶性会发生变化,当全同立构三单元组型羟基多时,会导致有机溶剂的溶解性变差。
聚乙烯醇缩乙醛
此外,上述经过缩乙醛化的改性体、即聚乙烯醇缩乙醛,可采用公知的方法制备,但考虑到耐热性,优选缩醛化度高者,缩醛化度优选为50~80mol%、更优选为65~80mol%。为了获得粒径分布窄的聚乙烯醇缩乙醛树脂以提高溶剂溶解性、成膜为均匀的涂层,优选混合适量的碳原子数3以上的醛,待缩醛化物析出后将其保持于适当温度。
交联剂
作为用于获得改性聚乙烯醇交联物的交联剂,只要是每1分子中含有2个以上可发生交联固化反应的官能团的化合物或聚合物,则没有特殊限制,可根据上述改性聚乙烯醇所具有的官能团的种类适当选择1种或2种以上使用。
例如,与改性聚乙烯醇的羟基交联时,作为交联性化合物,可列举例如具有酚基、环氧基、三聚氰胺基、异氰酸酯基、二醛基的化合物或聚合物。从交联反应性、适用期方面考虑,优选含有环氧基、三聚氰胺基、异氰酸酯基的化合物或聚合物,从适用期的控制方面考虑,尤其优选异氰酸酯基。
((c)具有选自紫外线稳定性基团、紫外线吸收性基团及环烷基中的至少一种基团的丙烯酸类共聚物)
作为对聚合物赋予耐候性的方法,通常包括含有紫外线稳定剂、紫外线吸收剂的方法,但对于这些分子量较低的物质而言,经过长期使用会从主材质中渗出,难以保持耐候性。在该耐候性涂层中,通过使紫外线稳定性基团、紫外线吸收性基团与具有耐水性的环丙烯酰基共聚,可以在不发生渗出的情况下显示出长期耐候性。
在本发明中,所述紫外线稳定性基团是可捕获产生的自由基、具有钝化作用的基团,从这一方面考虑,具体可优选列举受阻胺基。即,受阻胺基所产生的稳定的硝酰自由基与活性聚合物自由基键合,其本身恢复为原来的稳定的硝酰自由基,并重复该过程。
此外,所述紫外线吸收性基团是通过吸收照射的紫外线来抑制自由基的产生的基团,从这一方面考虑,具体可优选列举苯并三唑基和/或二苯甲酮基。
环烷基具有对构成耐候性涂层的丙烯酸类共聚物等树脂赋予耐水性及耐水蒸气透过性的作用。
因此,通过在涂层中使用具有选自紫外线稳定性基团、紫外线吸收基及环烷基中至少一种基团的丙烯酸类共聚物等树脂,可防止阻气膜的阻气劣化。在本发明中,通过兼具紫外线稳定性基团、紫外线吸收基及环烷基,可以在耐候性方面获得协同效果。
上述丙烯酸类共聚物可以由至少选自聚合性紫外线稳定性单体、聚合性紫外线吸收性单体及(甲基)丙烯酸环烷酯中的至少一种共聚而得到。
聚合性紫外线稳定性单体
聚合性紫外线稳定性单体优选为具有受阻胺基的单体,更优选为分子内至少分别具有1个受阻胺基和聚合性不饱和基团的单体。
作为聚合性紫外线稳定性单体,优选下述式(1)或(2)所示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0000049736090000191
(式中,R1代表氢原子或氰基,R2及R3彼此独立地代表氢原子或碳原子数1或2的烃基,R4代表氢原子或碳原子数1~18的烃基,X代表氧原子或亚氨基。)
[化学式2]
Figure BDA0000049736090000201
(式中,R1代表氢原子或氰基,R2及R3彼此独立地代表氢原子或碳原子数1或2的烃基,X代表氧原子或亚氨基。)
在通式(1)或(2)所表示的紫外线稳定性单体中,作为R4所代表的碳原子数1~18的烃基,具体可列举:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基等链式烃基;环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等脂环族烃基;苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基、苯乙基等芳香族烃基等。其中,在本发明中,从光稳定化反应性方面考虑,作为R4,优选氢原子或甲基。
作为R2及R3所分别代表的碳原子数1或2的烃基,可列举例如甲基、乙基等,优选甲基。
作为上述通式(1)所表示的紫外线稳定性单体,具体可列举:4-(甲基)丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-(甲基)丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-(甲基)丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-(甲基)丙烯酰氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-氰基-4-(甲基)丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-巴豆酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-巴豆酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶等,其中,在本发明中,从光稳定化反应性方面考虑,优选4-(甲基)丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-(甲基)丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-(甲基)丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-(甲基)丙烯酰氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶,更优选4-甲基丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲基丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶。这些单体可单独使用一种,也可以将两种以上适当混合使用。当然,通式(1)所表示的紫外线稳定性单体并不限定于这些单体。
作为上述通式(2)所表示的紫外线稳定性单体,具体可列举:1-(甲基)丙烯酰基-4-(甲基)丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-(甲基)丙烯酰基-4-氰基-4-(甲基)丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-巴豆酰基-4-巴豆酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶等,其中,在本发明中,从原料通用性方面考虑,优选1-丙烯酰基-4-丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-甲基丙烯酰基-4-甲基丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶,更优选1-甲基丙烯酰基-4-甲基丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶。这些单体可单独使用一种,也可以将两种以上适当混合使用。需要说明的是,通式(2)所表示的紫外线稳定性单体并不限定于这些单体。
从光稳定化性能方面考虑,在用以获得丙烯酸类共聚物的全部聚合性单体成分中,上述聚合性紫外线稳定性单体的含量优选为0.1~50质量%、更优选在0.2~10质量%、进一步优选在0.5~5质量%的范围内。其含量在上述范围内时,可充分发挥出耐候性。
聚合性紫外线吸收性单体
作为在本发明中使用的聚合性紫外线吸收性单体,优选列举聚合性苯并三唑类和/或聚合性二苯甲酮类。
(a)聚合性苯并三唑类
在本发明中,作为聚合性苯并三唑类,具体优选由下述式(3)、式(4)表示的化合物。
[化学式3]
Figure BDA0000049736090000211
(式中,R5代表氢原子或碳原子数1~8的烃基,R6代表低级亚烷基,R7代表氢原子或甲基,Y代表氢原子、卤原子、碳原子数1~8的烃基、低级烷氧基、氰基或硝基。)
[化学式4]
Figure BDA0000049736090000212
(式中,R8代表碳原子数2或3的亚烷基,R9代表氢原子或甲基。)
上述式中,作为R5所代表的碳原子数1~8的烃基,具体可列举:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基等链式烃基;环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等脂环族烃基;苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基、苯乙基等芳香族烃基。作为R5,优选为氢原子或甲基。
作为R6所代表的低级亚烷基,优选碳原子数1~6的亚烷基,具体可列举:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基等直链状亚烷基及异亚丙基、异亚丁基、仲亚丁基、叔亚丁基、异亚戊基、新亚戊基等支链状亚烷基,优选亚甲基、亚乙基、亚丙基。
作为Y所代表的取代基,可列举:氢;氟、氯、溴、碘等卤原子;R5所代表的碳原子数1~8的烃基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、庚氧基等碳原子数1~8的低级烷氧基;氰基;硝基。从反应性方面考虑,优选氢原子、氯原子、甲氧基、叔丁基、氰基、硝基。
作为上述通式(3)所表示的紫外线吸收性单体,具体可列举:2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-3′-叔丁基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-叔丁基-3′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-5-氯-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-5-甲氧基-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-5-氰基-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-叔丁基-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-5-硝基-2H-苯并三唑等,从紫外线吸收性方面考虑,优选2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-3′-叔丁基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-叔丁基-2H-苯并三唑,更优选2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧基甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑。通式(3)所表示的这些紫外线吸收性单体可单独使用一种,也可以将两种以上适当混合使用。
另外,在上述通式(4)所表示的紫外线吸收性单体中,作为式中R8所表示的碳原子数2或3的亚烷基,具体为亚乙基、三亚甲基、亚丙基等。
作为上述通式(4)所表示的紫外线吸收性单体,可列举例如:2-[2′-羟基-5′-(β-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-3′-叔丁基苯基]-4-叔丁基-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(β-丙烯酰氧基乙氧基)-3′-叔丁基苯基]-4-叔丁基-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(β-甲基丙烯酰氧基正丙氧基)-3′-叔丁基苯基]-4-叔丁基-2H-苯并三唑、2-[2′羟基-5′-(β-甲基丙烯酰氧基正丙氧基)-3′-叔丁基苯基]-4-叔丁基-2H-苯并三唑,从紫外线吸收性方面考虑,优选2-[2’-羟基-5’-(β-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-3’-叔丁基苯基]-4-叔丁基-2H-苯并三唑。通式(4)所表示的紫外线吸收性单体可单独使用一种,也可以将两种以上适当混合使用。
(b)聚合性二苯甲酮类
作为可用作聚合性紫外线吸收性单体的聚合性二苯甲酮类,可列举例如:由2,4-二羟基二苯甲酮或2,2’,4-三羟基二苯甲酮与丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯反应而得到的2-羟基-4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-(3-丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮等单体。考虑到原料通用性,优选2-羟基-4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮。
聚合性紫外线吸收性单体用于使所得到的包含丙烯酸共聚物的涂层的耐候性进一步提高,在全部聚合性单体成分中,聚合性紫外线吸收性单体的含有比例如下所述。聚合性紫外线吸收性单体为聚合性苯并三唑类时,从获得充分的紫外线吸收性能及防止由紫外线照射引起的着色方面考虑,优选所述含有比例为0.1~50质量%、更优选为0.5~40质量%、进一步优选为1~30质量%。聚合性紫外线吸收性单体为聚合性二苯甲酮类时,从获得充分的紫外线吸收性能以及相容性良好方面考虑,优选所述含有比例为0.1~10质量%、更优选为0.2~5.0质量%。
(甲基)丙烯酸环烷酯
对于本发明中使用的(甲基)丙烯酸环烷酯而言,特别是在将所得到的丙烯酸共聚物用于双组分聚氨酯树脂涂料用途时,该(甲基)丙烯酸环烷酯是用以提高涂膜的硬度、弹性、耐溶剂性、耐汽油性、耐候性的成分。作为(甲基)丙烯酸环烷酯,可优选列举例如:(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸甲基环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸环十二烷酯等。这些(甲基)丙烯酸环烷酯可单独使用1种,也可以将两种以上组合使用。在聚合性单体成分中,该(甲基)丙烯酸环烷酯的使用量优选为5~80质量%、更优选在10~70质量%、进一步优选在15~50质量%范围。使用量在上述范围内时,可使涂膜充分发挥出硬度、耐候性等性能,并能够同时获得干燥性及流平性,因此优选。
交联性官能团
上述耐候性涂层优选通过使具有交联性官能团的丙烯酸类共聚物与交联剂交联而形成。这样一来,上述丙烯酸类共聚物具有交联结构,因此可使涂层的物性及耐候性得以提高,其结果,可以长时间保持优异的耐候性能。
作为上述丙烯酸类共聚物所具有的交联性官能团,可列举例如:羟基、氨基、羧基或其酸酐、环氧基、酰胺基等。在丙烯酸类共聚物中,这些交联性官能团可存在1种,也可以存在2种以上。从稳定性方面考虑,在本发明的这些交联性官能团中,优选羟基、氨基、羧基等具有活泼氢的基团。
作为含有羟基的聚合性不饱和单体,可列举例如:(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、己内酯改性羟基(甲基)丙烯酸酯、由苯二甲酸和丙二醇得到的聚酯二醇的单(甲基)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸单体等,优选丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯。这些含有羟基的聚合性不饱和单体可单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
在所得丙烯酸类共聚物中配合以多异氰酸酯为代表的其它交联性化合物来获得热固性涂料用树脂组合物的情况下,含有交联性官能团的聚合性单体是用于与这些交联性化合物反应的必要成分,其在全部聚合性单体成分中的使用量为2~35质量%、优选在3.5~23质量%范围。含有交联性官能团的聚合性单体在上述使用量范围内时,所得丙烯酸类共聚物中的交联性官能团的量适中,可保持该丙烯酸类共聚物与交联性化合物之间的反应性,并可获得足够的交联密度,能够得到目标的涂膜性能。并且,在配合交联性化合物之后,其保存稳定性也良好。
其它聚合性不饱和单体
在本发明中,可使用用以形成丙烯酸类共聚物的其它聚合性不饱和单体。
作为在本发明中使用的其它聚合性不饱和单体,可列举例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基的不饱和单体;(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸N,N’-二甲基氨基乙酯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑等含氮不饱和单体;氯乙烯、偏氯乙烯等含有卤原子的不饱和单体;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等芳香族不饱和单体;乙酸乙烯酯等乙烯基酯;乙烯基醚;(甲基)丙烯腈等不饱和氰基化合物等,可使用选自上述单体中的1种或2种以上。
另外,考虑到进行交联反应时的内部催化作用,还可以使用含有酸性官能团的聚合性不饱和单体,可列举例如:(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸及马来酸酐等含有羧基的不饱和单体;乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸及(甲基)丙烯酸磺乙酯等含有磺酸基的不饱和单体;酸式磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、酸式磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基丙酯、酸式磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基-2-氯丙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基苯基磷酸等酸性磷酸酯类不饱和单体等,可使用选自上述单体中的1种或2种以上。
在不破坏本发明中的丙烯酸类共聚物的作用的范围内,可根据需要而使用上述其它聚合性单体,作为其使用量,可以为聚合性单体成分中的0~92.9质量%。另外,其它聚合性单体中的含有酸性官能团的聚合性单体,在丙烯酸类共聚物与交联剂进行交联反应时作为内部催化剂发挥作用,其使用量可以为聚合性单体成分中的0~5质量%、优选为0.1~3质量%。
丙烯酸类共聚物的聚合方法
对于使用上述单体来获得丙烯酸类共聚物的方法并无特殊限制,可采用以往公知的聚合法。
例如,采用溶液聚合法时,作为可使用的溶剂,可列举例如:甲苯、二甲苯、其它高沸点的芳香族类溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸溶纤剂、丙二醇单甲醚乙酸酯等酯类溶剂;甲基乙基酮、甲基丁基酮等酮类溶剂;异丙醇、正丁醇、异丁醇等脂肪族醇类;丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚等亚烷基二醇单烷基醚类等,这些溶剂可单独使用1种,也可以使用2种以上的混合物。
此外,作为聚合引发剂,可列举:2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、叔丁基过氧-2-乙基己酸酯、2,2’-偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基等常规的自由基聚合引发剂。这些聚合引发剂可单独使用,也可以将2种以上组合使用。聚合引发剂的使用量没有特殊限制,可根据所期望的丙烯酸树脂的特性来适当设定。
作为反应温度、反应时间等反应条件,并没有特殊限制,例如,反应温度为室温~200℃的范围、优选为40~140℃的范围。反应时间可根据单体成分的组成、聚合引发剂的种类适当设定,以使聚合反应进行完全。
交联剂
作为交联剂,只要是每1分子中含有2个以上能够与上述交联性官能团发生交联固化反应的官能团的化合物或聚合物即可,没有特殊限制,可根据上述丙烯酸类共聚物所具有的官能团的种类适当选择使用1种或2种以上。
例如,当丙烯酸类共聚物所具有的交联性基团为羟基时,作为交联剂,可列举例如具有酚基、环氧基、三聚氰胺基、异氰酸酯基、二醛基的化合物或聚合物。从交联反应性、适用期方面考虑,优选具有环氧基、三聚氰胺基、异氰酸酯基的化合物或聚合物;从适用期的控制方面考虑,尤其优选异氰酸酯基。
当丙烯酸类共聚物所具有的交联性官能团为羧基或其酸酐时,可列举多异氰酸酯化合物或其改性物、氨基塑性树脂、环氧树脂等交联性化合物;当交联性官能团为环氧基时,可列举包括胺、羧酸、酰胺、N-羟甲基烷基醚等化合物在内的交联剂;当交联性官能团为羟基或氨基时,可列举多异氰酸酯化合物或其改性物、环氧树脂、氨基塑性树脂等交联剂。其中,在与具有活泼氢的基团组合时,优选多异氰酸酯化合物和/或环氧树脂。
对于上述丙烯酸类共聚物而言,从成分的反应性以及源自于成分的反应性的耐候性、涂层的硬度/柔软性方面考虑,理想的情况是:使用交联性官能团为羟基、交联剂为异氰酸酯化合物的组合来制成双组分反应性涂布剂。
(耐候性涂层中的交联剂)
如上所述,优选在阻气层的耐候性涂层中使用异氰酸酯化合物作为交联剂,而作为异氰酸酯化合物,优选使用多异氰酸酯。多异氰酸酯可以是二异氰酸酯、其二聚体(异氰酸酯二聚体(uretdione))、其三聚体(异氰脲酸酯、三元醇加成物、双缩脲)等中的一种、或其中两种以上的混合物。例如,作为二异氰酸酯成分,可列举2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、3,3′-二甲氧基-4,4′-联苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、2,6-萘二异氰酸酯、4,4′-二异氰酸酯二苯基醚、1,5-苯二亚甲基二异氰酸酯、1,3-二(异氰酸酯甲基)环己烷、1,4-二(异氰酸酯甲基)环己烷、4,4′-二异氰酸酯环己烷、4,4′-二异氰酸酯环己基甲烷、异佛尔酮二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯等。另外,从无黄变性方面考虑,优选二甲苯二异氰酸酯(XDI)类、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)类、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)类等。此外,从坚固性、阻气性、耐候性方面考虑,优选六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯体、双缩脲体。
作为环氧化合物,只要是每1分子中具有2个以上环氧基的化合物即可,并无特殊限制,可列举例如:山梨糖醇多缩水甘油醚、脱水山梨糖醇多缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚、季戊四醇多缩水甘油醚、三缩水甘油基(triglycidyl)、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、双酚型环氧树脂等。
对于上述交联剂的使用量并无特殊限制,可根据交联剂的种类等适当确定,作为上述聚己内酯多元醇、上述聚碳酸酯多元醇、上述改性聚乙烯醇、上述丙烯酸类共聚物的交联性基团(例如羟基)与交联性化合物的交联基团的反应基比例,从层内凝聚力、层间密合性的观点考虑,优选羟基:交联基=1∶1~1∶20,更优选1∶1~1∶10。交联基团比例在上述范围内时,在密合性、高温高湿耐性、阻气性、抗粘连性等方面是有利的。
此外,为了促进交联反应,可以在上述交联剂中添加1种或2种以上的盐类或无机物质、有机物质、酸物质、碱性物质等交联催化剂。例如,使用多异氰酸酯化合物作为交联剂时,可列举添加1种或2种以上的二月桂酸二丁基锡、叔胺等公知的催化剂。
此外,还可以含有硅烷类偶联剂、钛类偶联剂、光线屏蔽剂、紫外线吸收剂、稳定剂、润滑剂、抗粘连剂、抗氧剂等,或使用由这些物质与上述树脂共聚而得到的材料。
(耐候性涂层的形成方法)
可适当选择公知的涂布方法来形成耐候性涂层。例如,可采用下述中的任意方法:逆辊涂布法、凹版涂布法、棒涂法、气刀涂布法、喷雾法或使用刷毛的涂布方法等。涂布后,可采用在80~200℃左右的温度下进行的热风干燥、热辊干燥等加热干燥、或红外线干燥等公知的干燥方法使溶剂蒸发。另外,为了提高耐水性、耐久性,还可以通过进行电子射线照射来进行交联处理。
耐候性涂层的厚度优选为0.005~5μm左右、更优选为0.01~1μm。当所述厚度为5μm以下时,润滑性良好,基本不会发生因耐候性涂层本身的内部应力而导致其从基体材料膜上剥离的问题;另外,当厚度为0.005μm以上时,可保证均匀的厚度,因此优选。
此外,耐候性涂层的存在可实现基体材料膜表面的平坦化,由此,可使得形成无机薄膜层的粒子紧密堆积,并且容易形成均匀的厚度,因此可获得高阻气性。
[无机薄膜层]
作为用以构成无机薄膜层的无机物质,可列举硅、铝、镁、锌、锡、镍、钛、氢化碳等、或它们的氧化物、碳化物、氮化物或它们的混合物,优选氧化硅、氧化铝、以氢化碳为主体的类金刚石碳。特别是,从能够稳定保持高阻气性的观点考虑,尤其优选氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝。
可用于化学气相沉积的材料气体优选至少由1种以上的气体构成,例如,在形成硅化合物薄膜时,相对于含硅的第一原料气,优选使用氨、氮、氧、氢或氩等稀有气体作为第二原料气。作为含硅的第一原料气,可单独或组合使用2种以上的下述气体:甲硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷等。此外,原料气在室温下可以是液体也可以是气体,液体原料可通过原料气化机经过气化后供给到装置内。在催化化学气相沉积法中,考虑到加热催化剂的劣化及反应性、反应速度,优选甲硅烷气体。
作为阻气膜的无机薄膜层的形成方法,可采用沉积法、涂布法等方法中的任意方法,但为了获得阻气性高的均匀薄膜,优选沉积法。该沉积法包括物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)等方法。作为物理气相沉积法,可列举真空蒸镀、离子镀、溅射等;作为化学气相沉积法,可列举利用等离子体的等离子体CVD、使用加热催化剂(加熱触媒体)使材料气体发生催化热分解的催化化学气相沉积法(Cat-CVD)等。
此外,从能够在苛刻环境中长期稳定地保持、确保高阻气性的观点出发,上述无机薄膜层优选为多层化结构。此时,可组合使用公知的各种成膜方法。可列举例如,在耐候性涂层上依次形成真空蒸镀膜/真空蒸镀膜、真空蒸镀膜/等离子体CVD膜、真空蒸镀膜/等离子体处理/真空蒸镀膜、真空蒸镀膜/等离子体CVD膜/真空蒸镀膜、真空蒸镀膜/Cat-CVD膜/真空蒸镀膜、真空蒸镀膜/耐候性涂层/真空蒸镀膜、等离子体CVD膜/真空蒸镀膜、等离子体CVD膜/真空蒸镀膜/等离子体CVD膜等的多层无机薄膜结构。其中,从阻气性的良好程度、密合性、生产性方面考虑,优选下述多层化结构:真空蒸镀膜/等离子体CVD膜。
各无机薄膜层的厚度通常为0.1~500nm左右,优选0.5~100nm,更优选1~50nm。各无机薄膜层的厚度在上述范围内时,可获得充分的阻气性,并且,无机薄膜层不会发生龟裂或剥离,还具有优异的生产性。
[阻气层的保护层]
为了保护上述无机薄膜层,阻气层中还可以具有保护层。作为用来形成该保护层的树脂,可使用溶剂性及水性树脂中的任意树脂。具体而言,可单独或组合使用2种以上的下述树脂:聚酯类树脂、聚氨酯类树脂类、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇类树脂、乙烯-乙烯醇类树脂、乙烯基改性树脂、硝化纤维素类树脂、硅树脂、异氰酸酯类树脂、环氧类树脂、含有噁唑啉基的树脂、改性苯乙烯类树脂、改性硅树脂、烷基钛酸酯等。此外,作为保护层,为了达到提高阻隔性、磨耗性、润滑性的目的,可采用将选自硅溶胶、氧化铝溶胶、粒子状无机填料及层状无机填料中的1种以上无机粒子混合到上述1种以上树脂中而形成的层、或在该无机粒子存在下使上述树脂原料聚合而形成的由含有无机粒子的树脂构成的层。
从提高无机薄膜层的阻气性的观点考虑,优选使用上述水性树脂作为用以形成保护层的树脂。此外,作为水性树脂,优选乙烯醇树脂或乙烯-乙烯醇树脂。此外,作为保护层,可采用通过涂布含有聚乙烯醇及乙烯-不饱和羧酸共聚物的水性液而得到的树脂层。
从印刷性、加工性方面考虑,保护层的厚度优选为0.05~10μm,更优选为0.1~3μm。作为其形成方法,可适当采用公知的涂布方法。例如,可采用逆辊涂布法、凹版涂布法、棒涂法、气刀涂布法、喷雾法或使用刷毛的涂布方法等方法中的任意方法。此外,也可以将蒸镀膜浸渍于保护层用树脂液中来进行保护层的形成。涂布后,可利用在80~200℃左右的温度下进行的热风干燥、热辊干燥等加热干燥、或红外线干燥等公知的干燥方法使水分蒸发。此外,为使耐水性、耐久性提高,还可以通过电子射线照射来进行交联处理。
[阻气层]
阻气层优选以阻气膜的形式使用,更优选下述阻气膜:例如,在基体材料膜上设置耐候性涂层、无机薄膜层、以及根据需要而设的保护层而得到的阻气膜。
在本发明中,为了提高太阳能电池背板的阻气性,并使其能够在苛刻环境中长期保持,优选叠层2~8层该阻气层,更优选叠层2层~4层。用于叠层的各阻气层的构成可以相同也可以不同,可根据背板的阻气性能及厚度等规格而适当组合使用。
此外,可以在形成无机薄膜层后、和/或形成保护层后、和/或将多层阻气膜叠层后,在60℃以上对阻气层进行24小时以上的加热处理。通过进行该加热处理,可使阻气性得以提高并保持稳定。
从阻气性及其长期稳定性方面考虑,阻气层的总厚度优选为5~150μm,更优选为10~100μm。
<其它膜>
对于本发明的太阳能电池背板而言,作为耐电压特性,要满足绝缘破坏电压在1kV以上。这种情况下,背板的总厚度须在约200μm以上乃至250μm以上。
遮光性着色层、阻气层、耐候性聚酯类树脂层中的任意层的厚度或各层的厚度薄的情况下,作为背板,可以在遮光性着色层、阻气层、耐候性聚酯类树脂层中的任意层之间叠层其它的塑料膜以赋予充分的耐电压性、机械强度、阻燃性等。
作为所述的其它层,可以从下述公知树脂的膜或片中任意选择使用,所述公知树脂包括例如:低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或其皂化物、离聚物树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物、聚甲基戊烯类树脂、聚酯类树脂、聚丁烯类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂、聚偏氯乙烯类树脂、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、聚(甲基)丙烯酸类树脂、聚丙烯腈类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS类树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS类树脂)、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚乙烯醇类树脂或其皂化物、氟树脂、二烯类树脂、聚缩醛类树脂、聚氨酯类树脂、硝化纤维素等。在本发明中,考虑到耐电压性、强度,优选设置由聚丙烯、聚酯类树脂、氟树脂形成的膜。特别优选在遮光性着色层与阻气层之间设置耐电压性优异且具有刚性的聚酯类树脂膜。对于厚度并无限定,为了赋予作为背板所必须的耐电压性、机械强度、阻燃性,优选厚度为10~200μm、更优选20~150μm。
<粘接剂>
对于本发明的太阳能电池背板而言,可分别通过干式层压等方法将上述遮光性着色层、阻气层、耐候性聚酯类树脂层、以及根据需要而设置的其它膜叠层,但在叠层时使用粘接剂的情况下,作为所使用的粘接剂的种类,可使用例如:聚乙酸乙烯酯类粘接剂;丙烯酸的乙酯、丁酯、或2-乙基己酯等的均聚物、或上述酯与甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯等形成的共聚物等聚丙烯酸酯类粘接剂;氰基丙烯酸酯类粘接剂;包含乙烯与乙酸乙烯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等的单体形成的共聚物等的乙烯共聚物类粘接剂;包含聚乙烯类树脂或聚丙烯类树脂等的聚烯烃类粘接剂;纤维素类粘接剂;聚酯类粘接剂;聚醚类粘接剂;聚酰胺类粘接剂;聚酰亚胺类粘接剂;包含尿素树脂或三聚氰胺树脂等的氨基树脂类粘接剂;酚醛树脂类粘接剂;环氧类粘接剂;聚氨酯类粘接剂;反应型(甲基)丙烯酸类粘接剂;包含氯丁二烯橡胶、腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶等的橡胶类粘接剂;有机硅类粘接剂;等等。
其中,从耐水解性方面考虑,优选聚酯多元醇或利用2官能以上的异氰酸酯化合物进行扩链而得到的聚酯氨基甲酸酯多元醇中的任意单体或混合物;和/或聚碳酸酯多元醇或利用2官能以上的异氰酸酯化合物进行扩链而得到的聚碳酸酯氨基甲酸酯多元醇中的任意单体或混合物;和/或相对于在侧链上导入了羟基的丙烯酸多元醇中配合有交联剂的组合物100质量份,配合了1~50质量份选自碳化二亚胺化合物、噁唑啉化合物、环氧化合物中的至少1种以上化合物的粘接剂组合物。
作为上述聚酯多元醇,可使用下述二元酸中的一种以上以及下述二元醇中的一种以上获得,其中,所述二元酸包括琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸等脂肪族类,间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸等芳香族类的二元酸;所述二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、甲基戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十二烷二醇等脂肪族类,环己二醇、氢化苯二甲醇等脂环族类,苯二甲醇等芳香族类的二元醇。此外,还可列举使用下述异氰酸酯化合物的单体或包含选自该异氰酸酯化合物中的至少一种以上化合物的加合体、双缩脲体、异氰脲酸酯体对上述聚酯多元醇的两末端的羟基进行扩链而得到的聚酯氨基甲酸酯多元醇等,其中,所述异氰酸酯化合物选自例如2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、异亚丙基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、异亚丙基二环己基-4,4′-二异氰酸酯等。
作为用于使聚酯多元醇发生交联的交联剂,可使用上述异氰酸酯化合物,但不限定于这些化合物,只要是与活泼氢具有反应性的交联剂即可,对其种类并无限定。
此外,为了对各种多元醇在高温多湿下的加速环境中发生水解时所生成的羧基加以封链,可配合碳化二亚胺化合物,作为该碳化二亚胺化合物,可列举:N,N′-二邻甲苯酰基碳化二亚胺、N,N′-二苯基碳化二亚胺、N,N′-二(2,6-二甲基苯基)碳化二亚胺、N,N′-双(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、N,N′-二(十八烷基)碳化二亚胺、N-甲苯酰基-N′-环己基碳化二亚胺、N,N′-二(2,2-二叔丁基苯基)碳化二亚胺、N-甲苯酰基-N′-苯基碳化二亚胺、N,N′-二(对硝基苯基)碳化二亚胺、N,N′-二(对氨基苯基)碳化二亚胺、N,N′-二(对羟基苯基)碳化二亚胺、N,N′-二环己基碳化二亚胺、以及N,N′-二(对甲苯酰基)碳化二亚胺等。
另外,作为起到同样作用的噁唑啉化合物,可列举2-噁唑啉、2-甲基-2-噁唑啉、2-苯基-2-噁唑啉、2,5-二甲基-2-噁唑啉、2,4-二苯基-2-噁唑啉等单噁唑啉化合物;2,2′-(1,3-亚苯基)-双(2-噁唑啉)、2,2′-(1,2-亚乙基)-双(2-噁唑啉)、2,2′-(1,4-亚丁基)-双(2-噁唑啉)、2,2′-(1,4-亚苯基)-双(2-噁唑啉)等二噁唑啉化合物。
同样地,作为环氧化合物,可列举1,6-己二醇、新戊二醇、聚亚烷基二醇这样的脂肪族二醇的二缩水甘油醚,山梨糖醇、脱水山梨糖醇、聚甘油、季戊四醇、二甘油、甘油、三羟甲基丙烷等脂肪族多元醇的多缩水甘油醚,环己烷二甲醇等脂环族多元醇的多缩水甘油醚,对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、偏苯三酸、己二酸、癸二酸等脂肪族、芳香族多元羧酸的二缩水甘油酯或多缩水甘油酯,间苯二酚、双(对羟基苯基)甲烷、2,2-双(对羟基苯基)丙烷、三(对羟基苯基)甲烷、1,1,2,2-四(对羟基苯基)乙烷等多元酚的二缩水甘油醚或多缩水甘油醚,N,N-二缩水甘油基苯胺、N,N-二缩水甘油基甲苯胺、N,N,N′,N′-四缩水甘油基双(对氨基苯基)甲烷等胺的N-缩水甘油基衍生物,氨基苯酚的三缩水甘油基衍生物、三缩水甘油基三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯、三缩水甘油基异氰脲酸酯、邻甲酚型环氧化合物、苯酚酚醛清漆型环氧化合物。
从粘接剂层的耐水解性、粘接性及涂布操作性方面考虑,相对于在各种多元醇中配合有交联剂的组合物100质量份,配合到粘接剂中的碳化二亚胺化合物、噁唑啉化合物、环氧化合物优选为1~50质量份。
此外,还可以配合能够以水解生成的羟基为起点而发生交联反应的化合物。作为这类化合物,可列举磷类化合物,可使用亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-联苯基二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、4,4′-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯基二(十三烷基))亚磷酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-二(十三烷基)亚磷酸酯-5-叔丁基苯基)丁烷、亚磷酸三(壬基苯基)酯与亚磷酸三(二壬基苯基)酯混合物、亚磷酸三(壬基苯基)酯、4,4′-异亚丙基双(苯基-二烷基亚磷酸酯)等。但是,从能够抑制聚酯化合物的水解的观点出发,相比于对因已发生水解而产生的羟基进一步用磷化合物使其交联的方法,还是必须要对作为水解的酸催化剂发挥作用的羧基进行封链,因此,优选上述碳化二亚胺化合物、噁唑啉化合物、环氧化合物,尤其优选碳化二亚胺化合物。
作为聚碳酸酯多元醇,可通过使例如碳酸酯化合物与二元醇反应而得到。作为碳酸酯化合物,可使用碳酸二甲酯、碳酸二苯酯、碳酸亚乙酯等。作为二元醇,可使用下述中的1种以上的混合物:乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、甲基戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十二烷二醇等脂肪族二元醇,环己二醇、氢化苯二甲醇等脂环族二元醇,苯二甲醇等芳香族二元醇等。可以使用聚碳酸酯多元醇、或通过用上述异氰酸酯化合物进行扩链而得到的聚碳酸酯氨基甲酸酯多元醇,特别是,考虑到作为粘接剂的性能,优选使用脂肪族聚碳酸酯类的多元醇。
作为丙烯酸多元醇,可使用以(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等含有羟基的单体为必要成分、以(甲基)丙烯酸烷基酯类单体为主成分的聚合物,所述(甲基)丙烯酸烷基酯包含(甲基)丙烯酸部分,并以甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基己基、环己基作为烷基酯部分。此外,还可以使用使(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺(作为烷基,可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基己基、环己基等)、N-烷氧基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烷氧基(甲基)丙烯酰胺(作为烷氧基,可列举甲氧基、乙氧基、丁氧基、异丁氧基等)、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-苯基(甲基)丙烯酰胺等含有酰胺基的单体、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油基醚等含有缩水甘油基的单体等共聚而得到的聚合物。另外,还可以使用使异氰酸乙烯酯、异氰酸烯丙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、马来酸、烷基马来酸单酯、富马酸、烷基富马酸单酯、衣康酸、烷基衣康酸单酯、(甲基)丙烯腈、偏氯乙烯、乙烯、丙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、丁二烯等单体共聚而得到的聚合物。
在对粘接强度无影响的范围内,还可以在粘接剂中加入紫外线吸收剂、光稳定剂、无机填料、着色剂等添加剂。
此外,可通过例如辊涂法、凹版涂布法、吻合涂布法(kiss coat)、其它公知的涂布方法来涂布上述粘接剂,由此来形成粘接剂层。
作为涂布量,优选其干燥膜厚为0.1g/m2~15g/m2
<太阳能电池背板>
本发明的太阳能电池背板包括遮光性着色层、耐候性聚酯类树脂层、以及设置在这些层之间的阻气层,具体而言,优选采取下述结构。
(A)包含遮光性着色层的膜/包含阻气层(含有耐候性涂层和无机薄膜层的层)的膜/包含耐候性聚酯类树脂层的膜
(B)包含遮光性着色层和阻气层(含有耐候性涂层和无机薄膜层的层)的膜/包含耐候性聚酯类树脂层的膜
(C)包含遮光性着色层的膜/包含阻气层(含有耐候性涂层和无机薄膜层的层)和耐候性聚酯类树脂层的膜
在上述结构(B)中,在包含遮光性着色层和阻气层(含有耐候性涂层和无机薄膜层的层)的膜中,须使阻气层的基体材料兼任遮光性着色层,且将阻气层设置在包含耐候性聚酯类树脂层的膜的一侧。此时,该包含遮光性着色层和阻气层(含有耐候性涂层和无机薄膜层的层)的膜的厚度优选为20~300μm,更优选为50~250μm。
在上述结构(C)中,在包含阻气层(含有耐候性涂层和无机薄膜层的层)和耐候性聚酯类树脂层的膜中,须使阻气层的基体材料兼任耐候性聚酯类树脂层,且将阻气层设置在包含遮光性着色层的膜的一侧。此时,该包含阻气层(含有耐候性涂层和无机薄膜层的层)和耐候性聚酯类树脂层的膜的厚度优选为10~300μm,更优选为20~200μm。
需要指出的是,在上述(A)~(C)的结构中,可通过干式层压等方法进行各膜的叠层。
从强度、耐久性、耐电压、成本方面考虑,本发明的太阳能电池背板的厚度为50~750μm、优选为100~500μm、更优选为200~400μm。
此外,遮光性着色层为白色时,背板的白色度可采用亨特法、基于JISL1015进行测定,而作为该白色度的值,从提高太阳能电池的发电效率的观点考虑,优选在75%以上,更优选在80%以上。
作为太阳能电池背板在85℃、85RH%下保存1000小时后的水蒸气透过率,优选在1.0g/m2/day以下,更优选在0.8g/m2/day以下。另外,在85℃、85RH%下保存3000小时后,其水蒸气透过率优选在2.0g/m2/day以下,更优选在1.0g/m2/day以下。
太阳能电池背板在150℃经过30分钟加热后的收缩率优选在3%以下,更优选在1%以下,进一步优选在0.5%以下。收缩率高时,在制作太阳能电池组件的叠层步骤中进行加热压合时,会发生叠层不良。
<太阳能电池组件>
本发明还涉及具有上述本发明的背板的太阳能电池组件。
本发明的太阳能电池组件具有从太阳光受光侧依次叠层有透明基板、填充材料、太阳能电池元件、填充材料、所述太阳能电池背板的结构。
作为透明基板,可使用玻璃或塑料的片和/或膜。使用塑料的情况下,为了赋予阻气性,可以在其上与构成上述太阳能电池背板的阻气膜同样地形成无机薄膜;为了改善耐热性、耐候性、机械强度、带电性、尺寸稳定性等,可向其中添加交联剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、增强纤维、阻燃剂、防腐剂等;并且,可以在该透明基板上叠层各种片和/或膜。透明基板的厚度可基于强度、阻气性、耐久性等方面而进行适当设定。
作为填充材料,可使用兼具透光性、冲击吸收性、以及与透明基板、太阳能电池元件、太阳能电池背板之间的粘接性的各种树脂。例如,可列举氟树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、不饱和羧酸改性聚烯烃类树脂、聚乙烯醇缩丁醛类树脂、有机硅树脂、环氧类树脂、丙烯酸类树脂等。此外,可以在填充材料层中添加交联剂、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂等。作为其厚度,可根据所需要的物性来适当设定。
太阳能电池元件可配置于填充材料之间进行配线。可列举例如单晶硅型、多晶硅型、非晶硅型、各种化合物半导体型、色素增感型、有机薄膜型等。
作为太阳能电池组件的制造方法,并无特殊限制,但通常具有下述步骤:依次叠层透明基板、填充材料层、太阳能电池元件、填充材料层、太阳能电池背板的步骤,和对它们抽真空、并进行加热压合的步骤。
基于该太阳能电池背板的优异耐候性、长期阻气性,太阳能电池组件不仅耐候性、耐久性优异,还具有低成本、低重量特性,因此适用于各种用途,而不受限于小型、大型,或是户内、户外。
实施例
以下,结合实施例对本发明进行更为详细的说明,但本发明并不限定于这些实例。
需要指出的是,对于各实例中得到的太阳能电池背板,按照下述方法进行了性能。
<无机薄膜的组成比>
针对得到的阻气膜的无机薄膜,利用岛津制作所制造的ESCA-3400分析了其元素组成。
<无机薄膜的厚度>
将得到的阻气膜包埋在树脂中,沿其剖面方向制作超薄切片,并利用透射型电子显微镜进行了观察。
<光线透过率>
将制作的太阳能电池背板的遮光性着色层对着分光光度计的发光侧,测定了其对波长350nm的光的透过率(%)。
<卷边性>
将制作的太阳能电池背板切成100mm见方,于150℃进行30分钟干式加热,然后在室温下将其放置于平坦板上,使其冷却,针对其静置于凹陷部位上(凹上)时片材的四角,测定其中在垂直方向上的最高点与平坦板之间的距离,并按照下述标准判断卷边性。
◎:高度小于5mm
○:高度在5mm以上且小于10mm
×:高度在10mm以上
<水蒸气透过率(WTR)(g/m2/day)>
将玻璃板、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)片(Mitsui Chemicals Fabro(株)制造的“SOLAR EVA SC4”)以及制作的太阳能电池背板叠合,在EVA片和背板之间的中央部夹入剥离膜,并在此状态下于150℃进行15分钟真空压合,以进行一体化,接着,在150℃下对玻璃板/EVA片/太阳能电池背板进行30分钟加热。将它们在85℃、85RH%下保存1000小时、2000小时后,切下剥离膜面积部分的背板,并在室温下风干2天,利用水蒸气透过率装置(Illinois公司制造Model 7002),在40℃、90RH%条件下进行了测定。
<EVA密合性>
将玻璃板、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)片(Mitsui Chemicals Fabro(株)制造的“SOLAR EVA SC4”)以及制作的太阳能电池背板叠合,于150℃进行15分钟真空压合,以进行一体化。接着,在150℃下对玻璃板/EVA片/太阳能电池背板进行30分加热,并于85℃、85RH%下保存1000小时、2000小时,然后,将其切成15mm宽度,并按照下述标准对利用AutoGraph进行的90度剥离中与EVA片之间的粘接状态进行了评价。
◎:剥离强度在1000g/15mm以上
○:剥离强度在300g/15mm以上且低于1000g/15mm
×:剥离强度低于300g/15mm
利用下述所示的方法,首先分别制作遮光性着色膜、阻气膜、耐候性膜,然后将它们叠层,来制作太阳能电池背板。
<遮光性着色膜的制作>
(1)遮光性着色聚丙烯膜的制作
利用多层(3层)膜挤出机制作了下述多层聚丙烯膜,然后实施了两面电晕处理,所述多层聚丙烯膜的两外层使用的是丙烯均聚物(Japan Polypropylene(株)制造的“Novatec PP-FY6HA”)40质量份、丙烯无规共聚物(Grand Polymer(株)制造的“Grand Polypro F327”)60质量份、受阻胺类光稳定剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制造)0.1质量份的混合物,内层使用的是丙烯均聚物(Japan Polypropylene(株)制造的“Novatec PP-FY6HA”)40质量份、丙烯无规共聚物(Grand Polymer(株)制造的“Grand Polypro F327”)60质量份、受阻胺类光稳定剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制造)0.1质量份、氧化钛10质量份的混合物,且内层经过了白色化,该多层聚丙烯膜的3层厚度之比为1∶3∶1,总厚度为50μm、100μm。
(2)遮光性着色聚乙烯膜的制作
利用多层(3层)膜挤出机制作了下述多层聚乙烯膜,然后实施了两面电晕处理,所述多层聚乙烯膜的两外层使用的是高密度聚乙烯(日本聚乙烯(株)制造的“Novatec HD-HF”)70质量份、低密度聚乙烯(日本聚乙烯(株)制造的“Novatec LD-LF”)30质量份、受阻胺类光稳定剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制造)0.1质量份的混合物,内层使用的是高密度聚乙烯(日本聚乙烯(株)制造的“Novatec HD-HF”)70质量份、低密度聚乙烯(日本聚乙烯(株)制造的“Novatec LD-LF”)30质量份、受阻胺类光稳定剂(Ciba SpecialtyChemicals(株)制造)0.1质量份、氧化钛10质量份的混合物,且内层经过了白色化,该多层聚乙烯膜的3层厚度之比为1∶3∶1,总厚度为50μm。
(3)遮光性着色聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的制作
使用低聚物量为0.5质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(三菱化学(株)制造的“Novapex”)100质量份和氧化钛10质量份,通过母炼胶法在单层挤出机内将其熔融混合至充分均匀,并将未拉伸片挤出至浇铸辊上,然后,在95℃沿长度方向以3.5倍比例进行拉伸,接着,在135℃沿宽度方向以4.0倍比例进行拉伸,由此制作了50μm厚的双轴拉伸白色聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,然后,对其实施了两面电晕处理。
实施例1
<阻气膜的制作>
使用厚12μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂(株)制“H100C12”)作为基体材料膜,在其一个面上实施电晕处理,并利用凹版涂布法在该面上涂布下述涂敷液,并进行干燥,形成了厚0.1μm的耐候性涂层。所述涂敷液是使用Daicel化学工业(株)制造的“PLACCEL 205”作为聚己内酯二元醇、使用Nagase ChemteX(株)制造的“Denacol EX252”作为环氧树脂,并使环氧基与羟基的当量比为1∶2进行混合而得到的涂敷液。
接着,利用真空蒸镀装置,在1×10-5Torr的真空下通过高频加热方式使SiO蒸发,从而得到了在涂层上具有厚20nm的SiOx(x=1.7)薄膜的阻气膜。
<耐候性聚酯类树脂膜>
使用厚50μm的聚萘二甲酸乙二醇酯膜(杜邦帝人薄膜(株)制造的“Q65F”),对其一个面实施了电晕处理。
<各膜的叠层>
利用凹版涂布法在上述聚萘二甲酸乙二醇酯膜的电晕面一侧涂布粘接剂10g/m3,并使其与阻气膜的无机薄膜一侧的表面贴合,然后进行卷绕。接着,在上述遮光性着色(白色)聚丙烯膜的一个面上同样地涂布粘接剂10g/m2,并使其与贴合有聚萘二甲酸乙二醇酯膜的阻气膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜面的一侧相贴合。
作为粘接剂,均使用了Toyo-Morton(株)制造的“AD-76P1”与“CAT-10L”的混合物。
实施例2
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
使用Daicel化学工业(株)制造的“PLACCEL 220”作为聚己内酯二元醇、使用Sumitomo Bayer Urethane(株)制造的“Sumidur N-3200”作为异氰酸酯树脂,并使异氰酸酯基与羟基的当量比为1∶1进行混合,得到了涂敷液。
实施例3
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
使用日本聚氨酯(株)制造的“NIPPOLAN 982R”作为聚碳酸酯二元醇、使用日本聚氨酯(株)制造的“CORONATE L”作为异氰酸酯树脂,并使异氰酸酯基与羟基的当量比为1∶1进行混合,得到了涂敷液。
实施例4
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
使用Daicel化学工业(株)制造的“PLACCEL CD CD210”作为聚碳酸酯二元醇、使用三井化学聚氨酯(株)制造的“TAKENATE D-170HN”作为异氰酸酯树脂,并使异氰酸酯基与羟基的当量比为1∶1进行混合,得到了涂敷液。
实施例5
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
使用积水化学工业(株)制造的“S-LEC BL-1”(缩丁醛化度为63±3mol%)作为聚乙烯醇缩丁醛树脂、使用环氧树脂(Nagase ChemteX(株)制造的“Denacol EX252”)作为交联剂,并使环氧基与羟基的当量比为1∶1进行混合,得到了涂敷液。
实施例6
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
将(株)Kuraray制造的“POVAL PVA-117”(皂化度为98.0~99.0mol%、聚合度为1700)的聚乙烯醇树脂250g添加到2400g离子交换水中,进行加温溶解,并向得到的水溶液中添加35%盐酸18g,一边在15℃下进行搅拌一边滴加丁醛140g,以使树脂粒子析出。然后,边搅拌边滴加35%盐酸150g,同时加温至50℃并保持2小时。接着,将溶液冷却,用碳酸氢钠中和,并进行水洗、干燥,得到了聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末(缩丁醛化度为70mo1%、全同立构三单元组型残存羟基量为0.1mo1%),再用乙醇∶甲苯=4∶6的混合溶剂进行溶解,从而制作了树脂溶液。另外,使用异氰酸酯树脂(Sumitomo Bayer Urethane(株)制造的“Sumidur N-3200”)作为交联剂,将聚乙烯醇缩丁醛树脂溶液和异氰酸酯树脂混合,并使异氰酸酯基与羟基的当量比为1∶1,得到了涂敷液。
实施例7
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
将日本合成(株)制造的“GOHSENOL”(皂化度为97.0~98.8mol%、聚合度为2400)的聚乙烯醇树脂220g添加到2810g离子交换水中,进行加温溶解而得到了水溶液。一边在20℃下进行搅拌一边向得到的水溶液中加入35%盐酸645g。然后,在10℃下搅拌并添加3.6g丁醛,5分钟后,搅拌并滴加乙醛143g,以使树脂粒子析出。接着,在60℃下保持2小时,然后将溶液冷却,用碳酸氢钠中和,并进行水洗、干燥,得到了聚乙烯醇缩乙醛树脂粉末(缩醛化度为75mol%),再用乙醇∶甲苯=4∶6的混合溶剂进行溶解,从而制作了树脂溶液。另外,使用异氰酸酯树脂(Sumitomo Bayer Urethane(株)制造的“Sumidur N-3200”)作为交联剂,将聚乙烯醇缩乙醛树脂溶液和异氰酸酯树脂混合,并使异氰酸酯基与羟基的当量比为1∶1,得到了涂敷液。
实施例8
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
在氮气气流中向安装有搅拌器、温度计、冷凝器、氮气导入管的四颈瓶中加入乙酸乙酯100质量份,在升温至80℃的过程中,经2小时滴加由配合表(表1)所示的聚合性单体成分构成的原料和过氧化苯甲酰1质量份的混合物,再在80℃下保持4小时,得到了丙烯酸类共聚物的50质量%溶液。
然后,在该丙烯酸树脂溶液中混合环氧类共聚物(Nagase ChemteX(株)制造的“Deconal EX622”),并使环氧基与羧基的当量比为1∶1,得到了涂敷液。
实施例9~18
在实施例8中,使用由表1所示的聚合性单体成分构成的原料制备丙烯酸类共聚物溶液,然后,在该丙烯酸类共聚物溶液中混合异氰酸酯树脂(Sumitomo Bayer Urethane(株)制造的“Sumidule N-3200”),并使异氰酸酯基与羟基的当量比达到1∶1,除此之外,按照相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
实施例19
在实施例8中,使用由表1所示的聚合性单体成分构成的原料制备丙烯酸类共聚物溶液,除此之外,按照相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
Figure BDA0000049736090000421
其中,上述实施例中使用的单体如下所述。
(聚合性紫外线稳定性单体)
a-1:4-甲基丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶
a-2:4-甲基丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶
a-3:1-甲基丙烯酰基-4-甲基丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶
(聚合性紫外线吸收性单体)
b-1:2-羟基-4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮
b-2:2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑
b-3:2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)-3’-叔丁基苯基]-4-叔丁基-2H-苯并三唑
((甲基)丙烯酸环烷酯)
c-1:甲基丙烯酸环己酯
c-2:甲基丙烯酸叔丁基环己酯
(具有羟基的聚合性不饱和单体)
d-1:丙烯酸羟基丙酯
d-2:甲基丙烯酸羟基乙酯
(其它聚合性不饱和单体)
e-1:甲基丙烯酸正丁酯
e-2:丙烯酸正丁酯
e-3:丙烯酸2-乙基己酯
e-4:甲基丙烯酸甲酯
e-5:丙烯酸乙酯
e-6:甲基丙烯酸
e-7:衣康酸
e-8:对甲苯磺酸
实施例20
在实施例10的阻气膜的无机薄膜表面上,以四乙氧基硅烷为原料、以氧、氮、氩为反应气,利用等离子体CVD装置在8×10-2Torr的真空下以13.56MHz高频放电等离子体源施加1kW,从而形成了薄膜厚度为20nm的由SiOxNy(x=1.6、y=0.2)构成的等离子体CVD膜,接着,按照与实施例1相同的方法在该等离子体CVD膜表面上形成真空蒸镀膜,得到无机薄膜,并使用3层由此得到的无机薄膜,除此以外,按照与实施例10相同的方法制作了太阳能电池背板。
实施例21
在实施例10中,使3片阻气膜分别与无机薄膜侧和塑料膜侧贴合,进行叠层,然后再叠层实施例1的聚萘二甲酸乙二醇酯膜,除此之外,按照相同方法制作了太阳能电池背板。
实施例22
在实施例6中,使用厚12μm的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜(杜邦帝人薄膜(株)制造的“Q51C12”)作为阻气膜的基体材料膜,并在电晕面上形成耐候性涂层,除此之外,按照相同方法得到阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
实施例23
在实施例10中,使用通过下述方法得到的聚萘二甲酸乙二醇酯树脂与聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的共挤出双轴拉伸膜作为阻气膜的基体材料膜,并在电晕处理面上形成耐候性涂层,除此之外,按照相同方法得到阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
将萘-2,6-二羧酸二甲酯100份、乙二醇60份及四水乙酸镁盐0.1份置于反应器中,从反应开始温度180℃经过4小时升温至230℃,使其进行酯交换反应,将平均粒径2.5μm的非晶质二氧化硅0.2份制成乙二醇的浆料,并将该浆料添加到上述反应器中,接着,添加磷酸0.04份以及三氧化锑0.04份,然后,按照常规方法进行缩聚反应。由此得到了特性粘度0.58的聚萘二甲酸乙二醇酯。将该特性粘度0.58的聚萘二甲酸乙二醇酯制成片状(チツプ化),在235℃、减压下进行固相聚合,得到了特性粘度0.68的聚萘二甲酸乙二醇酯树脂。
然后,利用共挤出法将上述聚萘二甲酸乙二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(三菱化学(株)制,Novapex)挤出至浇铸辊上,得到无定形片材,接着,沿长度方向以3.0倍比例进行拉伸,然后再沿宽度方向以3.5倍比例进行拉伸,并进行热定形,从而制作了厚度比为聚萘二甲酸乙二醇酯∶聚对苯二甲酸乙二醇酯=1∶3的、总厚度12μm的共挤出双轴拉伸膜,并且对聚萘二甲酸乙二醇酯面一侧实施了电晕处理。
实施例24
在实施例10中,使用厚12μm的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜(杜邦帝人薄膜(株)制造的“Q51C12”)作为阻气膜的基体材料膜,并在电晕面上形成耐候性涂层,从而得到了阻气膜,并且,作为耐候性聚酯类树脂层,使用了由数均分子量25,000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂构成且在150℃、30分钟的条件下热收缩率为0.9%的双轴拉伸膜(50μm厚),除此之外,按照同样方法制作了太阳能电池背板。
实施例25
在实施例10中,使用厚12μm的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜(杜邦帝人薄膜(株)制造的“Q51C12”)作为阻气膜的基体材料膜,除此之外,按照同样方法制作了太阳能电池背板。
实施例26
在实施例25中,使用遮光性着色膜代替在上述<遮光性着色膜的制作>中使用的(2)遮光性着色聚乙烯膜,除此之外,按照同样方法制作了太阳能电池背板。
实施例27
在实施例25中,将遮光性着色膜的厚度加大至100μm,除此之外,按照同样方法制作了太阳能电池背板。
实施例28
在实施例27中,在遮光性着色膜和阻气膜之间设置厚50μm的双轴拉伸透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂(株)制造的“T100”)作为中间层,除此之外,按照同样方法制作了太阳能电池背板。
实施例29
使用厚100μm的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜(杜邦帝人薄膜(株)制造的“Q65F100”)作为阻气膜的基体材料膜,对其进行电晕处理,并在该电晕面上形成耐候性涂层,按照与实施例6相同的方法得到阻气膜,由此,制作了包含阻气层(含有耐候性涂层和无机薄膜层的层)和耐候性聚酯类树脂层的膜。然后,针对该阻气膜的无机薄膜表面,在其一个面上贴合涂布有粘接剂10g/m2的实施例1的遮光性着色(白色)聚丙烯膜,进行叠层,从而制作了太阳能电池背板。
实施例30
在实施例29中,在遮光性着色膜和阻气膜之间设置厚50μm的双轴拉伸透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂(株)制造的“T100”)作为中间层,除此之外,按照同样方法制作了太阳能电池背板。
实施例31
在实施例30中,将遮光性着色膜的厚度加大至100μm,除此之外,按照同样方法制作了太阳能电池背板。
实施例32
除了使用硫酸钡作为遮光性着色膜的白色颜料以外,按照与实施例6相同的方法制作了太阳能电池背板。
实施例33
在实施例1的遮光性着色膜中,使用炭黑(三菱化学(株)制造的“#650B”)代替白色颜料(氧化钛),制作了内层含有5质量%炭黑的遮光性着色膜,除此之外,按照与实施例21相同的方法制作了太阳能电池背板。
实施例34
除了在实施例29中使用了实施例10的涂敷液制作耐候性涂层以外,按照相同方法制作了包含阻气层和耐候性聚酯类树脂层的膜。然后,针对该阻气膜的无机薄膜表面,贴合涂布有粘接剂10g/m2的实施例33的遮光性着色膜,进行叠层,从而制作了太阳能电池背板。
实施例35
在实施例34中,在遮光性着色膜和阻气膜之间设置厚50μm的双轴拉伸透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂(株)制造的“T100”)作为中间层,除此之外,按照同样方法制作了太阳能电池背板。
比较例1
除了未在阻气膜上形成耐候性涂层以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
比较例2
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
由饱和聚酯(东洋纺织(株)制造的“BYRON 300”)和异氰酸酯化合物(日本聚氨酯(株)工业制造的“CORONATE L”)以1∶1质量比混合而得到的涂敷液。
比较例3
除了将阻气膜的涂敷液替换为下述溶液以外,按照与实施例1相同的方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
涂敷液
将丙烯酸类共聚物(三井化学聚氨酯(株)制造的“TAKELAC UA-902”)和芳香族异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯(TDI),三井化学聚氨酯(株)制造的“COSMONATE 80”)混合,并使羟基与异氰酸酯基的当量比达到1∶1,得到了涂敷液。
比较例4
在比较例1中,使用遮光性着色膜代替在上述<遮光性着色膜的制作>中使用的(3)遮光性着色聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,除此之外,按照同样方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
比较例5
在实施例10中,利用单层挤出机制作了厚50μm的聚丙烯膜,并以此代替耐候性聚酯类树脂膜,然后实施了单面电晕处理,所述聚丙烯膜使用了丙烯均聚物(Japan Polypropylene(株)制造的“Novatec PP-FY6HA”)40质量份、丙烯无规共聚物(Grand Polymer(株)制造的“Grand Polypro F327”)60质量份、受阻胺类光稳定剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制)0.1质量份的混合物,除此之外,按照同样方法得到了阻气膜,并制作了太阳能电池背板。
将玻璃板、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)片以及制作的太阳能电池背板叠合,并在150℃下进行15分钟真空压合以进行一体化,此时,最外层的聚丙烯膜发生变形、或发生真空层压的压合面压痕的转印,其外观受到了明显破坏。
针对上述实施例及比较例中得到的背板,分别进行了对波长350nm的光的透过率以及在85℃、85%RH下保持1000小时、2000小时后的水蒸气透过率(WTR)、EVA密合性的评价,其结果如表2~5所示。
[表2]
[表3]
Figure BDA0000049736090000491
[表4]
Figure BDA0000049736090000501
[表5]
Figure BDA0000049736090000511
工业实用性
本发明的太阳能电池背板在经过长时间使用后仍具有优异的阻气性、耐候性、遮光性、与填充材料的密合性,因此适宜用作与结晶硅型、非晶硅型、薄膜晶体型、化合物半导体型、有机薄膜型、色素增感型等各种太阳能电池用组件相对应的背板。

Claims (18)

1.一种太阳能电池背板,其具有遮光性聚烯烃类树脂着色层及耐候性聚酯类树脂层,且在这些层之间具有阻气层,所述阻气层含有耐候性涂层和无机薄膜层,其中,
所述耐候性涂层包含选自下述物质中的至少一种:(a)聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇的交联物;(b)改性聚乙烯醇的交联物;以及,(c)具有选自紫外线稳定性基团、紫外线吸收性基团及环烷基中的至少一种基团的丙烯酸类共聚物。
2.权利要求1所述的太阳能电池背板,其中,通过使用异氰酸酯化合物和/或环氧化合物使聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇交联来获得所述(a)聚己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇的交联物。
3.权利要求1或2所述的太阳能电池背板,其中,所述(b)改性聚乙烯醇为聚乙烯醇缩丁醛和/或聚乙烯醇缩乙醛。
4.权利要求1~3中任一项所述的太阳能电池背板,其中,通过使具有羟基和选自受阻胺基、苯并三唑基和/或二苯甲酮基、以及环烷基中的至少一种基团的丙烯酸类共聚物与异氰酸酯化合物和/或环氧化合物反应来获得所述(c)具有选自紫外线稳定性基团、紫外线吸收性基团及环烷基中的至少一种基团的丙烯酸类共聚物。
5.权利要求1~4中任一项所述的太阳能电池背板,其具有2层以上阻气层,所述阻气层含有耐候性涂层和无机薄膜层。
6.权利要求1~5中任一项所述的太阳能电池背板,其中,遮光性聚烯烃类树脂着色层由白色膜或黑色膜构成。
7.权利要求1~6中任一项所述的太阳能电池背板,其中,遮光性聚烯烃类树脂着色层对波长350nm的光的透射率为1.0%以下。
8.权利要求1~7中任一项所述的太阳能电池背板,其中,遮光性聚烯烃类树脂着色层是至少在含有颜料的着色层的外侧面设置透明聚烯烃类树脂层而形成的。
9.权利要求1~8中任一项所述的太阳能电池背板,其中,遮光性聚烯烃类树脂着色层由透明聚烯烃类树脂层/聚烯烃类树脂层/透明聚烯烃类树脂层构成,所述聚烯烃类树脂层含有选自氧化钛、硫酸钡及炭黑的颜料。
10.权利要求1~9中任一项所述的太阳能电池背板,其中,阻气层含有聚酯类树脂。
11.权利要求1~10中任一项所述的太阳能电池背板,其中,阻气层含有聚萘二甲酸乙二醇酯树脂。
12.权利要求1~11中任一项所述的太阳能电池背板,其中,耐候性聚酯类树脂层在85℃、85RH%下经过3000小时后的强度保持率为50%以上。
13.权利要求1~12中任一项所述的太阳能电池背板,其中,在遮光性聚烯烃类树脂着色层、阻气层及耐候性聚酯类树脂层中的任意层之间还设置有其它膜。
14.权利要求13所述的太阳能电池背板,其中,所述其它膜包含聚酯类树脂膜。
15.权利要求1~14中任一项所述的太阳能电池背板,其具有包含遮光性聚烯烃类树脂着色层的膜及包含耐候性聚酯类树脂层的膜,且在这些膜之间具有包含阻气层的膜,所述阻气层含有耐候性涂层和无机薄膜层。
16.权利要求1~14中任一项所述的太阳能电池背板,其具有下述膜(1)及下述膜(2),所述膜(1)包含遮光性聚烯烃类树脂着色层和阻气层,其中,所述阻气层含有耐候性涂层和无机薄膜层,所述膜(2)包含耐候性聚酯类树脂层。
17.权利要求1~14中任一项所述的太阳能电池用背板,其具有下述膜(1)及下述膜(2),所述膜(1)包含遮光性聚烯烃类树脂着色层,所述膜(2)包含阻气层和耐候性聚酯类树脂层,其中,所述阻气层含有耐候性涂层和无机薄膜层。
18.一种太阳能电池组件,其具有权利要求1~17中任一项所述的背板。
CN2009801354405A 2008-07-11 2009-07-08 太阳能电池背板 Pending CN102150280A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP181232/08 2008-07-11
JP2008181232 2008-07-11
PCT/JP2009/062456 WO2010005030A1 (ja) 2008-07-11 2009-07-08 太陽電池用バックシート

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102150280A true CN102150280A (zh) 2011-08-10

Family

ID=41507142

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801354354A Pending CN102150279A (zh) 2008-07-11 2009-07-08 太阳能电池背板
CN2009801354405A Pending CN102150280A (zh) 2008-07-11 2009-07-08 太阳能电池背板

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801354354A Pending CN102150279A (zh) 2008-07-11 2009-07-08 太阳能电池背板

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20110223419A1 (zh)
EP (2) EP2315260A1 (zh)
JP (2) JPWO2010005029A1 (zh)
KR (2) KR20110034665A (zh)
CN (2) CN102150279A (zh)
TW (2) TW201010096A (zh)
WO (2) WO2010005030A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103424792A (zh) * 2012-05-15 2013-12-04 苏州泉林电子科技有限公司 反射板及使用其的太阳能电池用背板
CN103906816A (zh) * 2011-11-04 2014-07-02 大金工业株式会社 涂料、涂膜、太阳能电池组件背板以及太阳能电池组件
WO2023083156A1 (zh) * 2021-11-10 2023-05-19 天合光能股份有限公司 一种黑色光伏背板及其制备方法和应用

Families Citing this family (85)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5197340B2 (ja) * 2008-12-12 2013-05-15 株式会社日本触媒 太陽電池バックシート
DE102009021712A1 (de) * 2009-05-18 2010-11-25 Mitsubishi Polyester Film Gmbh Coextrudierte, biaxial orientierte Polyesterfolien mit verbesserten Hafteigenschaften, Rückseitenlaminate für Solarmodule und Solarmodule
CN102473774A (zh) * 2009-07-30 2012-05-23 三菱树脂株式会社 太阳能电池组件
WO2011037233A1 (ja) * 2009-09-28 2011-03-31 積水フィルム株式会社 太陽電池用接着シート及びその製造方法並びに太陽電池モジュール
EP2308679A1 (de) * 2009-10-06 2011-04-13 Bayer MaterialScience AG Solarmodule mit Polycarbonatblend-Folie als Rückseitenfolie
JP5750226B2 (ja) * 2010-01-18 2015-07-15 富士フイルム株式会社 太陽電池バックシート用フィルム及びその製造方法
JP5734569B2 (ja) * 2010-01-18 2015-06-17 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール
JP2011222947A (ja) * 2010-03-25 2011-11-04 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池用裏面保護シート及びこれを用いた太陽電池
JP5531749B2 (ja) * 2010-04-16 2014-06-25 東洋インキScホールディングス株式会社 太陽電池裏面保護シートならびに太陽電池モジュール
JP5531748B2 (ja) * 2010-04-16 2014-06-25 東洋インキScホールディングス株式会社 太陽電池裏面保護シートならびに太陽電池モジュール
KR101360867B1 (ko) * 2010-04-23 2014-02-13 코오롱인더스트리 주식회사 태양광모듈용 백 시트 및 이의 제조방법
JP5615130B2 (ja) * 2010-04-29 2014-10-29 三菱樹脂株式会社 太陽電池裏面保護材用積層ポリエステルフィルム
JP5679021B2 (ja) * 2010-04-29 2015-03-04 三菱樹脂株式会社 太陽電池裏面保護材用積層ポリエステルフィルム
US20130209816A1 (en) * 2010-05-20 2013-08-15 Toray Advanced Film Co., Ltd. Backside protective sheet for solar cell module
JP5368635B2 (ja) * 2010-06-25 2013-12-18 リケンテクノス株式会社 太陽電池バックシート用塗料組成物および太陽電池バックシート
JP5619499B2 (ja) * 2010-07-09 2014-11-05 ユニチカ株式会社 遮光性に優れたガスバリア性二軸延伸ポリアミド樹脂フィルム
JP5570367B2 (ja) * 2010-09-27 2014-08-13 旭化成イーマテリアルズ株式会社 積層物
JP2012089631A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Lintec Corp 太陽電池用保護シートおよびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール
JP2012109294A (ja) * 2010-11-15 2012-06-07 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池用裏面保護シート及びこれを用いた太陽電池
CN103298610A (zh) * 2010-12-28 2013-09-11 三菱树脂株式会社 叠层防湿膜
CN102555370B (zh) * 2010-12-31 2015-04-22 苏州中来光伏新材股份有限公司 一种非氟高耐候高粘结性太阳电池背膜及加工工艺
WO2012133668A1 (ja) * 2011-03-29 2012-10-04 株式会社クラレ ポリビニルアセタール系樹脂フィルムおよびそれを用いた多層構造体
JP5623325B2 (ja) * 2011-03-30 2014-11-12 リンテック株式会社 太陽電池用保護シートおよびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール
WO2012169506A1 (ja) * 2011-06-08 2012-12-13 大日精化工業株式会社 高電気絶縁性アゾ系黒色顔料、製造方法、着色組成物、着色方法及び着色物品類
IN2014DN00155A (zh) * 2011-06-28 2015-05-22 Kuraray Co
JP6046620B2 (ja) * 2011-07-11 2016-12-21 東洋アルミニウム株式会社 太陽電池裏面保護シート及び太陽電池モジュール
CN103687907B (zh) * 2011-07-13 2017-02-15 电化株式会社 偏氟乙烯系树脂组合物、树脂薄膜、太阳能电池用背板以及太阳能电池组件
TW201307468A (zh) * 2011-07-14 2013-02-16 Fujifilm Corp 太陽電池用聚合物片及太陽電池模組
WO2013008917A1 (ja) * 2011-07-14 2013-01-17 富士フイルム株式会社 太陽電池用保護シートとその製造方法、太陽電池用バックシート、太陽電池モジュール
JP6032981B2 (ja) * 2011-07-14 2016-11-30 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール
US9199436B2 (en) 2011-08-04 2015-12-01 Mitsubishi Plastics, Inc. Gas-barrier laminate
US20150027533A1 (en) * 2011-08-04 2015-01-29 3M Innovative Properties Company Edge protected barrier assemblies
EP2742537A4 (en) 2011-08-04 2015-05-20 3M Innovative Properties Co BARRIER ASSEMBLIES ON PROTECTED
CN103765609B (zh) * 2011-08-31 2016-08-17 富士胶片株式会社 太阳电池用背板及太阳电池模组
CN102315285B (zh) * 2011-09-06 2013-06-19 新高电子材料(中山)有限公司 一种耐候性涂层及使用该涂层的太阳能背板
JP5722174B2 (ja) * 2011-09-14 2015-05-20 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート、及び、太陽電池モジュール
JP5899754B2 (ja) * 2011-09-28 2016-04-06 大日本印刷株式会社 易接着層組成物、及びそれを用いた易接着性裏面保護シート
JP5834731B2 (ja) * 2011-09-30 2015-12-24 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用裏面保護シート
KR20140074376A (ko) * 2011-10-05 2014-06-17 도레이 필름 카코우 가부시키가이샤 태양전지 모듈용 이면 보호 시트 및 그것을 사용한 태양전지 모듈
JP5848682B2 (ja) * 2011-10-07 2016-01-27 富士フイルム株式会社 太陽電池モジュール用ポリマーシート及びバックシート並びに太陽電池モジュール
CN104159740A (zh) * 2011-10-14 2014-11-19 三菱聚酯薄膜有限公司 包含涂布的聚酯膜的层压材料
JP5974294B2 (ja) * 2011-10-31 2016-08-23 東洋インキScホールディングス株式会社 太陽電池裏面保護シート用易接着剤、及び太陽電池裏面保護シート、ならびに太陽電池モジュール
WO2013069414A1 (ja) * 2011-11-08 2013-05-16 株式会社クレハ 難燃性樹脂積層体フィルム、該樹脂積層体フィルムの製造方法、及び、太陽電池モジュール用シート
JP5889611B2 (ja) * 2011-11-25 2016-03-22 ヘンケルジャパン株式会社 太陽電池バックシート用接着剤
EP2803483A4 (en) * 2012-01-13 2015-09-09 Keiwa Inc SOLAR CELL MODULE REAR PANEL, METHOD FOR PRODUCING SOLAR CELL MODULE FRONT PANEL AND SOLAR CELL MODULE
JP5927943B2 (ja) * 2012-01-31 2016-06-01 大日本印刷株式会社 ガスバリア性フィルム及びその製造方法並びにガスバリア性フィルムを用いた装置
JP5778593B2 (ja) * 2012-02-01 2015-09-16 富士フイルム株式会社 太陽電池モジュール用ポリマーシート及びバックシート並びに太陽電池モジュール
US10896987B2 (en) * 2012-03-14 2021-01-19 Toyobo Co., Ltd. Sealing sheet for back surface of solar cell, and solar cell module
JP2013194131A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Henkel Japan Ltd 太陽電池バックシート用接着剤
EP2792701A4 (en) * 2012-03-26 2015-09-02 Mitsubishi Plastics Inc COATING FILM
CN104220258B (zh) * 2012-03-26 2016-06-08 富士胶片株式会社 聚酯膜及其制造方法、太阳能电池用背板以及太阳能电池模块
JP5982150B2 (ja) * 2012-03-29 2016-08-31 株式会社クラレ 太陽電池用バックシート
KR102055111B1 (ko) * 2012-03-30 2020-01-22 린텍 가부시키가이샤 가스 배리어 필름 적층체, 전자 디바이스용 부재, 및 전자 디바이스
CN104321885A (zh) * 2012-05-16 2015-01-28 三井化学东赛璐株式会社 太阳能电池模块
JP6163720B2 (ja) * 2012-08-31 2017-07-19 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用一体化シートの製造方法
WO2014038472A1 (ja) * 2012-09-04 2014-03-13 株式会社 きもと 積層板および表面保護板
JP5852626B2 (ja) 2012-11-06 2016-02-03 富士フイルム株式会社 ケテンイミン化合物、ポリエステルフィルム、太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュール
JP6194190B2 (ja) * 2013-05-16 2017-09-06 ヘンケルジャパン株式会社 太陽電池保護シート用接着剤
JP2013214778A (ja) * 2013-07-20 2013-10-17 Mitsubishi Plastics Inc 太陽電池裏面保護材用ポリエステルフィルム
JP5800053B2 (ja) * 2014-04-28 2015-10-28 日本ポリエチレン株式会社 太陽電池封止材用樹脂組成物、及びそれを用いた太陽電池封止材、太陽電池モジュール
JP5800054B2 (ja) * 2014-04-28 2015-10-28 日本ポリエチレン株式会社 太陽電池封止材用樹脂組成物、及びそれを用いた太陽電池封止材、太陽電池モジュール
TWI653143B (zh) * 2014-07-24 2019-03-11 日商凸版印刷股份有限公司 積層薄膜及積層體、以及波長轉換薄片、背光單元及電致發光發光單元
WO2016025168A1 (en) * 2014-08-12 2016-02-18 Dow Global Technologies Llc Polyethylene-based composite films, and articles made therefrom
US10882284B2 (en) 2014-08-14 2021-01-05 Mitsubishi Polyester Film, Inc. Laminate containing coated polyester film
KR101719873B1 (ko) 2014-08-28 2017-03-24 주식회사 엘지화학 백시트
KR101747495B1 (ko) 2014-08-28 2017-06-14 주식회사 엘지화학 백시트
WO2016076230A1 (ja) 2014-11-10 2016-05-19 堺化学工業株式会社 硫酸バリウム粉体の製造方法及び硫酸バリウム粉体
KR101604283B1 (ko) * 2014-12-08 2016-03-17 엘에스산전 주식회사 태양전지 모듈
CN107399114A (zh) * 2016-05-20 2017-11-28 住友化学株式会社 气体阻隔性膜、光学膜以及柔性显示器
CN106159015A (zh) * 2016-07-25 2016-11-23 无锡中洁能源技术有限公司 一种具有高阻燃性的太阳能电池背板
CN106159016A (zh) * 2016-08-27 2016-11-23 无锡中洁能源技术有限公司 一种高效太阳能背板的生产工艺
CN107031162B (zh) * 2017-02-28 2019-07-16 合肥乐凯科技产业有限公司 一种光伏背板用聚酯膜
US10125206B1 (en) * 2017-08-10 2018-11-13 International Business Machines Corporation Non-halogenated flame retardant hindered amine light stabilizer impact modifiers
US10316165B2 (en) 2017-09-21 2019-06-11 International Business Machines Corporation Non-halogenated flame retardant hindered amine light stabilizer cross-linkers
KR20200026516A (ko) * 2018-09-03 2020-03-11 현대자동차주식회사 조명용 빛몰림 저감 광섬유 및 그 제조방법
WO2020250795A1 (ja) 2019-06-10 2020-12-17 株式会社ライジングテクノロジーズ 電子回路装置
KR20220063766A (ko) * 2019-09-24 2022-05-17 미쯔비시 케미컬 주식회사 폴리에스테르 필름
CN113548312B (zh) * 2020-04-23 2022-07-29 内蒙古伊利实业集团股份有限公司 一种高阻光高阻隔热缩性聚酯膜及其制备方法与应用
CN112242454B (zh) * 2020-10-14 2024-05-28 晶科能源(海宁)有限公司 封装材料和光伏组件
CN114141896A (zh) * 2021-11-24 2022-03-04 西安隆基绿能建筑科技有限公司 用于光伏组件前板或背板的复合材料及其制备方法与应用
CN114701223B (zh) * 2022-01-27 2023-11-17 浙江中聚材料有限公司 一种太阳能电池背板复合膜及其制备方法
JP7444309B2 (ja) * 2022-04-26 2024-03-06 大日本印刷株式会社 自発光型表示体
CN114883742B (zh) * 2022-05-17 2023-02-28 东华大学 一种锂离子电池用多孔低收缩聚丙烯隔膜的制备方法
CN115536995B (zh) * 2022-10-11 2023-07-21 苏州易昇光学材料股份有限公司 一种光伏背板用pet膜及其制备方法
WO2024192553A1 (en) * 2023-03-17 2024-09-26 Eastman Chemical (China) Co., Ltd. Conductive paste compositions

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033439C1 (zh) 1990-10-20 1991-11-28 Dornier Medizintechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De
WO1998012053A1 (en) * 1996-09-23 1998-03-26 Media Solutions, Inc. Direct thermal printable film and laminate
AU755942B2 (en) * 1998-08-21 2003-01-02 Toppan Printing Co. Ltd. Vapor deposition film and packaging material
JP2000174296A (ja) 1998-12-07 2000-06-23 Bridgestone Corp 太陽電池用カバー材、封止膜及び太陽電池
JP2001111073A (ja) * 1999-10-12 2001-04-20 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュ−ル用裏面保護シ−トおよびそれを使用した太陽電池モジュ−ル
JP2002026343A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Bridgestone Corp 太陽電池用バックカバー材及び太陽電池
ES2391842T3 (es) * 2000-07-03 2012-11-30 Bridgestone Corporation Material de revestimiento de la cara posterior de un módulo de célula solar y su uso
JP2002100788A (ja) * 2000-09-20 2002-04-05 Mitsubishi Alum Co Ltd 太陽電池カバー材用バックシート及びそれを用いた太陽電池モジュール
JP2002134771A (ja) * 2000-10-23 2002-05-10 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池用裏面保護シート
EP1873841B1 (en) * 2005-03-31 2010-10-20 Toppan Printing Co., Ltd. Back-protective sheet for solar cell and solar cell module employing the same
JP2006319250A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Keiwa Inc 太陽電池モジュール用バックシート及びこれを用いた太陽電池モジュール
JP4792859B2 (ja) * 2005-07-27 2011-10-12 三菱樹脂株式会社 熱水処理用ガスバリア性積層体
JP2007150084A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール用裏面保護シート、太陽電池モジュール用裏面積層体、および、太陽電池モジュール
JP5109273B2 (ja) * 2006-03-23 2012-12-26 東レフィルム加工株式会社 太陽電池モジュール用表面保護シート
JP2008004691A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池裏面封止用シート
JP5301107B2 (ja) * 2006-08-31 2013-09-25 恵和株式会社 太陽電池モジュール用バックシート及びこれを用いた太陽電池モジュール
ATE518255T1 (de) * 2006-08-30 2011-08-15 Keiwa Inc Benutzung einer rückplatte für photovoltaikmodule und photovoltaikmodule damit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103906816A (zh) * 2011-11-04 2014-07-02 大金工业株式会社 涂料、涂膜、太阳能电池组件背板以及太阳能电池组件
CN103906816B (zh) * 2011-11-04 2017-04-12 大金工业株式会社 涂料、涂膜、太阳能电池组件背板以及太阳能电池组件
CN103424792A (zh) * 2012-05-15 2013-12-04 苏州泉林电子科技有限公司 反射板及使用其的太阳能电池用背板
WO2023083156A1 (zh) * 2021-11-10 2023-05-19 天合光能股份有限公司 一种黑色光伏背板及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN102150279A (zh) 2011-08-10
WO2010005030A1 (ja) 2010-01-14
WO2010005029A1 (ja) 2010-01-14
KR20110034665A (ko) 2011-04-05
TW201010089A (en) 2010-03-01
US20110220169A1 (en) 2011-09-15
US20110223419A1 (en) 2011-09-15
TW201010096A (en) 2010-03-01
JPWO2010005029A1 (ja) 2012-01-05
EP2315260A1 (en) 2011-04-27
EP2315259A1 (en) 2011-04-27
JPWO2010005030A1 (ja) 2012-01-05
KR20110031375A (ko) 2011-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102150280A (zh) 太阳能电池背板
CN102414838B (zh) 太阳能电池用片及太阳能电池组件
CN101932436A (zh) 耐候性优异的阻气性膜
KR20080078817A (ko) 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트, 태양 전지 모듈용 이면적층체, 및 태양 전지 모듈
US20140209170A1 (en) Laminated sheet and method for producing the same
JP5540589B2 (ja) 化粧シート
KR20120069678A (ko) 이축배향 폴리에스테르 필름
CN102246318A (zh) 太阳能电池背面密封材料用膜、太阳能电池背面密封材料及太阳能电池组件
CN103298610A (zh) 叠层防湿膜
WO2018221610A1 (ja) 樹脂成型体、積層体及び化粧シート
JP2024003076A (ja) 積層体および化粧シート
JP5215891B2 (ja) 耐候性に優れたガスバリア性フィルム
JP2011207183A (ja) 積層体
JP2011044690A (ja) 太陽電池用シート及び太陽電池モジュール
JP5521886B2 (ja) 鏡面化粧シート
JP5537039B2 (ja) 耐候性に優れたガスバリア性フィルム
JP2020176233A (ja) 樹脂組成物、太陽電池裏面保護シート及び太陽電池モジュール
JP4454136B2 (ja) 包装材用多層フィルム
JP5187242B2 (ja) 化粧シートおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110810