CN111699162B - 涂料、玻璃盖片、太阳光发电组件及建筑用外壁材料 - Google Patents

涂料、玻璃盖片、太阳光发电组件及建筑用外壁材料 Download PDF

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Abstract

提供:可以形成耐候性、发电效率及外观性优异的太阳光发电组件的涂料、玻璃盖片、以及具有其的太阳光发电组件及建筑用外壁材料。本发明的玻璃盖片为具有玻璃板和层叠在上述玻璃板的至少一面上的膜的玻璃盖片,所述膜含有包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物,上述玻璃盖片的可见光平均反射率为10~100%,近红外光平均透射率为20~100%。

Description

涂料、玻璃盖片、太阳光发电组件及建筑用外壁材料
技术领域
本发明涉及涂料、玻璃盖片、太阳光发电组件及建筑用外壁材料。
背景技术
在天台或屋顶设置有太阳能电池阵列的大楼正在增加。特别是对于零排放建筑而言,发电量的确保是重要的。此处,随着大楼的高层化,能源消耗增加,另一方面,由于大楼的天台或屋顶的面积恒定不变,因此正研究在大楼的壁面或窗户上设置太阳能电池阵列。
为了防止太阳光的反射,专利文献1公开了一种具有包含含氟聚合物及二氧化硅等的防眩膜的太阳光发电组件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-053315号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明人等对专利文献1记载的具有包含含氟聚合物及二氧化硅等的膜的太阳光发电组件进行评价时发现:虽然耐候性及发电效率优异,但从膜侧观察太阳光发电组件时,有太阳能电池单元被辨识的问题。具体而言,在大楼的壁面或窗户等上设置太阳光发电组件时,由于太阳能电池单元的辨识而对大楼等的外观设计造成影响,有外观性差的问题。
另一方面,为了提高太阳光发电组件的外观性而用着色的玻璃盖片等隐蔽太阳能电池单元时,根据玻璃盖片的种类,有发电所需要的波长的光无法到达太阳能电池单元,从而太阳光发电组件的发电效率差的问题。
如此,在太阳光发电组件中,发电效率与外观性的兼顾处于折衷关系。
鉴于上述课题,本发明的目的在于提供一种可以形成耐候性、发电效率及外观性优异的太阳光发电组件的涂料、玻璃盖片、以及具有这些的太阳光发电组件及建筑用外壁材料。
用于解决问题的方案
本发明人等对上述课题进行了深入研究,结果发现:若将可见光平均反射率及近红外光平均透射率在规定范围内的玻璃盖片应用在太阳光发电组件中,则可以得到期望的效果,从而完成了本发明。
即,本发明人等发现,通过以下的构成可以解决上述问题。
[1]一种玻璃盖片,其特征在于,具有:玻璃板,和层叠在前述玻璃板上的至少一面上的膜,所述膜含有包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物,
在波长380~780nm的可见光区域中,将每5nm的反射率的算术平均值作为可见光平均反射率时,前述玻璃盖片的可见光平均反射率为10~100%,
在波长780~1500nm的近红外光区域中,将每5nm的透射率的算术平均值作为近红外光平均透射率时,前述玻璃盖片的近红外光平均透射率为20~100%。
[2]根据[1]所述的玻璃盖片,其中,在波长380~780nm的可见光区域中,将每5nm的透射率的算术平均值作为可见光平均透射率时,可见光平均透射率不足70%。
[3]根据[1]或[2]所述的玻璃盖片,其中,在波长380~780nm的可见光区域中,每5nm的各波长的反射率之中,最大反射率为20~100%。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的玻璃盖片,其中,前述玻璃板不包含Fe2O3,或前述玻璃板包含Fe2O3时的Fe2O3的含量(将前述玻璃板包含的全部铁的含量换算为Fe2O3时的值)相对于前述玻璃板的总质量为0.3质量%以下。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的玻璃盖片,其中,前述膜还包含无机颗粒,
相对于100质量份的前述含氟聚合物,前述膜中的前述无机颗粒的含量为10~1000质量份。
进而,优选如下的[5]所述的玻璃盖片,其中,上述无机颗粒为体积基准的累积50%粒径为2~2000μm的颗粒。
[6]根据[5]所述的玻璃盖片,其中,前述无机颗粒为在波长780~1500nm的近红外光区域中的近红外光最大反射率为50%以上、平均粒径为5.0~280.0nm、比表面积为5.0~1000m2/g的无机颜料的颗粒。
[7]根据[6]所述的玻璃盖片,其中,前述无机颜料的Lab色度体系中的L值为5~100、a值为-60~60、b值为-60~60。
进而,优选如下的[1]~[4]中任一项所述的玻璃盖片,其中,上述膜为包含在波长780~1500nm的近红外光区域中的近红外光最大反射率为50%以上、平均粒径为5.0~280.0nm、比表面积为5.0~1000m2/g的有机颜料的膜。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的玻璃盖片,其中,前述含氟聚合物的氟原子含量为15~30质量%。
进而,优选如下的[1]~[8]中任一项所述的玻璃盖片,其中,上述含氟聚合物具有交联结构。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的玻璃盖片,其中,前述含氟聚合物为具有交联结构的含氟聚合物,所述交联结构通过包含基于氟烯烃的单元及具有交联性基团的单元的共聚物与可以使前述交联性基团进行交联的固化剂的反应形成,
前述固化剂为1分子中具有2个以上选自由异氰酸酯基、封端异氰酸酯基、环氧基、碳二亚胺基、噁唑啉基、β-羟烷基酰胺基、水解性甲硅烷基及硅烷醇基组成的组中的至少1种基团的化合物。
进而,优选如下的[1]~[9]中任一项所述的玻璃盖片,其中,前述膜的平均膜厚为1~3000μm。
另外,优选如下的[1]~[9]中任一项所述的玻璃盖片,其中,上述玻璃板的平均板厚为1~30mm。
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的玻璃盖片,其为太阳光发电组件用玻璃盖片。
[11]一种太阳光发电组件,其具有太阳能电池单元、和[1]~[10]中任一项所述的前述玻璃盖片,所述玻璃盖片为前述太阳能电池单元的光接收面侧的玻璃盖片。
[12]一种建筑用外壁材料,其具有前述[11]所述的太阳光发电组件。
[13]一种涂料,其特征在于,含有:包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物、和选自有机颜料及无机颜料中的至少一种颜料,
前述颜料在波长780~1500nm的近红外光区域中的近红外光最大反射率为50%以上、平均粒径为5.0~280.0nm、比表面积为5.0~1000m2/g。
进而,优选如下的[13]所述的涂料,其包含有机溶剂,且上述含氟聚合物溶解在有机溶剂中。
另外,优选如下的[13]所述的涂料,其还包含分散剂。
[14]根据[13]所述的涂料,其中,前述含氟聚合物的氟原子含量为15~30质量%。
[15]根据[13]或[14]所述的涂料,其用于形成构成太阳光发电组件用玻璃盖片的膜,其中,在波长380~780nm的可见光区域中,将每5nm的反射率的算术平均值作为可见光平均反射率时,前述玻璃盖片的可见光平均反射率为10~100%,在波长780~1500nm的近红外光区域中,将每5nm的透射率的算术平均值作为近红外光平均透射率时,前述玻璃盖片的近红外光平均透射率为20~100%。
[16]一种玻璃盖片的制造方法,其中,将涂料涂装在玻璃板上而形成膜,从而制造玻璃盖片,所述涂料含有:包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物、和在波长780~1500nm的近红外光区域中的近红外光最大反射率为50%以上、平均粒径为5.0~280.0nm、比表面积为5.0~1000m2/g的有色的无机颜料,所述玻璃盖片具有玻璃板、和层叠在前述玻璃板上的至少一面上的膜,所述膜含有包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物,前述玻璃盖片在波长380~780nm的可见光区域中,将每5nm的反射率的算术平均值作为可见光平均反射率时,前述玻璃盖片的可见光平均反射率为10~100%,在波长780~1500nm的近红外光区域中,将每5nm的透射率的算术平均值作为近红外光平均透射率时,前述玻璃盖片的近红外光平均透射率为20~100%。
发明的效果
通过本发明,可以提供能够形成耐候性、发电效率及外观性优异的太阳光发电组件的涂料、玻璃盖片、以及具有这些的太阳光发电组件及建筑用外壁材料。特别是,若在具有对红外光的光谱灵敏度高的太阳能电池单元的太阳光发电组件中应用本发明的玻璃盖片,则可以得到具备外观性和发电效率优异的太阳光发电组件。
附图说明
图1为示出本发明的玻璃盖片的一个例子的示意性截面图。
图2为示出具有本发明的玻璃盖片的太阳光发电组件的一个例子的示意性截面图。
图3为示出地面的太阳光光谱和单晶硅的太阳能电池的光谱灵敏度曲线的图表。
图4为示出由本发明的太阳光发电组件构成的太阳能电池阵列的一个例子的示意性俯视图。
具体实施方式
本发明中的用语的含义如下。
单元是指单体聚合直接形成的基于1分子上述单体的原子团和对上述原子团的一部分进行化学转化而得到的原子团的总称。需要说明的是,相对于聚合物包含的全部单元,各单元的含量(摩尔%)可以通过核磁共振(NMR)法对聚合物进行分析而求出。
(甲基)丙烯酸酯是丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的总称,(甲基)丙烯酸是丙烯酸及甲基丙烯酸的总称。
水解性甲硅烷基是指会通过水解成为硅烷醇基的基团。
含氟聚合物的氟原子含量是指氟原子相对于构成含氟聚合物的全部原子的比例(质量%)。氟原子含量可以通过核磁共振(NMR)法对含氟聚合物进行分析而求出。
膜中的氟原子含量是指氟原子相对于构成膜的全部原子的含量(质量%)。膜中的氟原子含量可以通过自动试样燃烧装置-离子色谱法(AQF-IC法),按下述条件对膜进行测定得到。
<分析条件>
·自动试样燃烧装置
装置:Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制、自动试样燃烧装置AQF-100
燃烧条件:固体试样用模式
试样量:2~20mg
·离子色谱
装置:Thermo Fisher SCIENTIFIC公司制
柱:IonpacAG11HC+IonpacAS11HC
洗脱液:KOH10mN(0-9min)、10-16mN(9-11min)、16mN(11-15min)、16-61mN(15-20min)、60mN(20-25min)
流速:1.0mL/分钟
抑制器:ASRS
检测器:电导率检测器
注入量:5μL
酸值及羟值分别为依据JIS K 0070-3(1992)的方法测定的值。
涂料的固体成分的质量是指,涂料包含溶剂时,从涂料中将溶剂去除后的质量。需要说明的是,组合物的固体成分的质量以将组合物在130℃下加热20分钟后残留的质量的形式求出。
膜的膜厚使用膜厚计适当测定,实施例中为使用涡流式膜厚计(商品名“EDY-5000”、Sankou Electronic Technology Co.,Ltd.制)测定的值。
可见光平均反射率、可见光最大反射率、可见光平均透射率、可见光最大透射率及近红外光平均透射率为使用以光从包含含氟聚合物的膜的表面的法线方向入射的方式设置有玻璃盖片的分光光度计,并基于测定的反射率或透射率算出的值。
若使用本发明的玻璃盖片,可以形成耐候性、发电效率及外观性优异的太阳光发电组件。推测这是由于以下的原因。
若使用可见光平均反射率为10%以上的玻璃盖片,则入射到玻璃盖片的光的反射光变得容易被人眼察觉。即,玻璃盖片所附带的颜色、图案会被辨识,另一方面,太阳能电池单元难以辨识。由此推测得到外观性优异的太阳光发电组件。
另外,若使用近红外光平均透射率为20%以上的玻璃盖片,近红外光变得易于到达太阳能电池单元的光接收面,因此推测可以得到发电效率优异的太阳光发电组件。特别是在使用对近红外光区域的光的光谱灵敏度高的太阳能电池单元时,使用本发明的玻璃盖片是适宜的。
另外,层叠在构成玻璃盖片的玻璃板的至少一面上的膜包含含氟聚合物,因此推测可以得到耐候性优异的太阳光发电组件。
以下,使用附图对本发明的玻璃盖片及使用本发明的玻璃盖片的太阳光发电组件的一个例子进行说明。需要说明的是,也将本发明的玻璃盖片称作本玻璃盖片,也将具有本发明的玻璃盖片的太阳光发电组件称作本太阳光发电组件。
图1为示出本玻璃盖片的一个例子的示意性截面图。
如图1所示,玻璃盖片14具有:玻璃板114,和层叠在玻璃板114上的膜214,所述膜214含有包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物。
作为本发明的玻璃板,可举出钠钙硅酸盐玻璃、石英玻璃、水晶玻璃、无碱玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅玻璃、钡硼硅玻璃等,从透明性高的方面来看,优选钠钙硅酸盐玻璃。
作为钠钙硅酸盐玻璃的具体例,可举出以氧化物换算计具有60~75质量%的SiO2、0~3质量%的Al2O3、超过0且为15质量%以下的CaO、0~12质量%的MgO、及5~20质量%的Na2O组成的玻璃。此处,SiO2为钠钙硅酸盐玻璃的主成分。
钠钙硅酸盐玻璃中除了上述材料外,还可包含选自由K2O、TiO2、ZrO2及LiO2组成的组中的至少1种材料。
另外,钠钙硅酸盐玻璃还可包含澄清剂(例如SO3、SnO2、Sb2O3)。
玻璃板可以为实施了强化处理的强化玻璃板。与未实施强化处理的玻璃板相比,强化玻璃板不易破裂,故优选。强化玻璃板例如可以使用如下的玻璃板,其具有:具有残留压缩应力的表面层、具有残留压缩应力的背面层、和在表面层与背面层之间形成且具有残留拉伸应力的中间层。
作为强化处理的具体例,可举出通过公知的离子交换法等进行的化学强化处理、及通过公知的风冷强化法等进行的物理强化处理。经化学强化处理的玻璃板即使在板厚薄的情况下,也可提高表面层或背面层的残留压缩应力的值,因此具有充分的强度。
从与膜的密合性的方面来看,玻璃板也可实施表面处理。表面处理方法可以使用公知的方法,可举出活化处理(等离子法、蒸镀法、酸处理、碱处理等)、化学转化处理、材料表面的研磨、砂磨机处理、封孔处理、喷砂处理、底漆处理等,优选底漆处理(特别是底涂剂的涂布)。
作为底涂剂,可举出硅烷偶联剂(特别是烷氧基硅烷等)、钛偶联剂、环氧树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、聚酯树脂等。由于被表面处理材料为玻璃板,因此作为底涂剂,优选硅烷偶联剂及钛偶联剂,特别优选硅烷偶联剂。使用通过硅烷偶联剂或钛偶联剂进行了表面处理的玻璃板时,即使在玻璃板的至少一面上涂布后述涂料而形成膜时,玻璃板与膜的密合性也优异。
作为硅烷偶联剂,从玻璃板与膜的密合性及耐久性的观点来看,优选在硅原子上键合3~4个作为水解性基团的烷氧基或异氰酸酯基、以及0~1个非水解性基团的化合物。作为非水解性基团,优选任选具有官能性基团的烷基,作为官能性基团,可举出氨基、异氰酸酯基、羟基、环氧基等。
作为硅烷偶联剂的具体例,可举出3-异氰酸酯基丙基三烷氧基硅烷、3-氨基丙基三烷氧基硅烷、甲基三异氰酸酯硅烷、四异氰酸酯硅烷,作为市售品,可以使用MatsumotoFine Chemical Co.Ltd.制的Orgatix SI-310、SI-400等。
作为钛偶联剂,从玻璃板与膜的密合性及耐久性的观点来看,优选烷氧基钛酸酯、钛螯合物及钛酰化物,更优选包含钛低聚物的烷氧基钛酸酯衍生物。作为钛偶联剂,特别优选(RO)x(TiO)y/2所示的化合物(X及Y分别独立地为正整数。)。作为市售品,可以使用Matsumoto Fine Chemical Co.Ltd.制的Orgatix PC-620、PC-601等。
玻璃板不包含Fe2O3、或玻璃板包含Fe2O3时的Fe2O3的含量相对于玻璃板的总质量优选为0.3质量%以下,更优选为0.1质量%以下,特别优选为0.03质量%以下。若Fe2O3的含量为0.3质量%以下,则可以抑制基于Fe2O3的近红外光的吸收,因此发电效率提高。因此,具有Fe2O3的含量为0.3质量%以下的玻璃板的玻璃盖片对于具有对近红外光的光谱灵敏度高的太阳能电池单元的太阳光发电组件而言是适宜的。
此处,本说明书中的Fe2O3的含量是指将玻璃板包含的全部铁的含量换算为Fe2O3时的含量,可通过荧光X射线测定法求出。
玻璃板的平均板厚可以根据建筑的设计风压等任意设定。玻璃板的平均板厚优选为1mm以上,更优选为2mm以上,特别优选为3mm以上。玻璃板的平均板厚优选为30mm以下,更优选为20mm以下,特别优选为15mm以下。因此,玻璃板的平均板厚优选为1~30mm,更优选为3~20mm,特别优选为3~15mm。若平均板厚为1mm以上,则耐久性高,本玻璃盖片变得不易破裂。若平均板厚为30mm以下,则本玻璃盖片变轻量,因此本太阳光发电组件可更适宜地用于大楼的壁面或窗户。
玻璃板的平均板厚为使用厚度计测定的板厚的算术平均值。
本发明的膜为含有包含基于氟烯烃的单元(以下也称作单元F。)的含氟聚合物或其固化物的膜。
膜例如可以使用包含含氟聚合物的涂料来形成。
氟烯烃为1个以上氢原子被氟原子取代而得到的烯烃。对于氟烯烃而言,1个以上未被氟原子取代的氢原子也可以被氯原子取代。
作为氟烯烃的具体例,可举出CF2=CF2、CF2=CFCl、CF2=CHF、CH2=CF2、CF2=CFCF3、CF2=CHCF3、CF3CH=CHF、CF3CF=CH2、CH2=CXf1(CF2)n1Yf1(式中,Xf1及Yf1独立地为氢原子或氟原子,n1为2~10的整数。)所示的单体。作为氟烯烃,从本太阳光发电组件的耐候性优异的方面来看,优选CF2=CF2、CH2=CF2、CF2=CFCl、CF3CH=CHF、CF3CF=CH2,特别优选CF2=CFCl。氟烯烃也可并用两种以上。
含氟聚合物也可仅包含单元F,也可包含单元F和基于除氟烯烃以外的包含氟原子的单体的单元,还可包含单元F和基于不包含氟原子的单体的单元。
作为仅包含单元F的含氟聚合物,可举出氟烯烃的均聚物、两种以上氟烯烃的共聚物等,具体而言,可举出聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯。
作为包含单元F和基于除氟烯烃以外的包含氟原子的单体的单元的含氟聚合物,可举出氟烯烃-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物,具体而言,可举出四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物等。
从本太阳光发电组件的耐候性的方面来看,相对于含氟聚合物包含的全部单元,单元F的含量优选为20~100摩尔%,更优选为30~80摩尔%,特别优选为40~60摩尔%。
从本玻璃盖片的外观性、及易于调节各波长下的各光线的透射率、反射率的方面来看,含氟聚合物优选包含基于氟烯烃的单元、和基于不包含氟原子的单体的单元。作为基于不包含氟原子的单体的单元,可举出具有交联性基团的单元、不具有交联性基团的单元。
作为包含单元F和基于不包含氟原子的单体的单元的含氟聚合物,可举出氯三氟乙烯-乙烯基醚共聚物、氯三氟乙烯-乙烯基醚-乙烯酯共聚物、氯三氟乙烯-乙烯酯-烯丙基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯酯共聚物、四氟乙烯-乙烯酯-烯丙基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等,从本太阳光发电组件的外观性优异方面来看,优选氯三氟乙烯-乙烯基醚共聚物。
从膜的耐久性的方面来看,作为基于不包含氟原子的单体的单元,含氟聚合物优选包含具有交联性基团的单元(以下也称作单元(1)。)。单元(1)可以为基于具有交联性基团的单体(以下也称作单体(1)。)的单元,也可以为使包含单元(1)的含氟聚合物的交联性基团转化为不同的交联性基团而得到的单元。作为像这样的单元,可举出使包含具有羟基的单元的含氟聚合物与多元羧酸、其酸酐等反应,从而使羟基的一部分或全部转化为羧基而得到的单元。作为上述交联性基团的具体例,可举出羟基、羧基、氨基、环氧基、水解性甲硅烷基,从膜的强度更为提高的方面来看,优选羟基及羧基。
单元(1)具有的交联性基团在膜中可以通过后述固化剂进行交联,也可不进行交联并残留。膜中的含氟聚合物优选与固化剂反应而进行交联。单元(1)具有的交联性基团通过固化剂进行了交联时,膜的耐久性更加优异。单元(1)具有的交联性基团不进行交联并残留时,膜中的无机颜料的分散性更加优异。
作为具有羧基的单体(1),可举出不饱和羧酸、(甲基)丙烯酸、使上述具有羟基的单体的羟基与羧酸酐反应而得到的单体等。作为具有羧基的单体1,优选X11-Y11所示的单体(以下也称作单体(11)。)。
式中的符号表示以下的含义。
X11为CH2=CH-、CH(CH3)=CH-或CH2=C(CH3)-,优选CH2=CH-或CH(CH3)=CH-。
Y11为羧基或具有羧基的碳数1~12的1价的饱和烃基,优选羧基或碳数1~10的羧基烷基。
作为具有羟基的单体(1),可举出具有羟基的乙烯基醚、乙烯酯、烯丙基醚、烯丙酯、(甲基)丙烯酸酯、烯丙醇等。作为具有羟基的单体(1),优选X12-Y12所示的单体(以下也称作单体(12)。)或烯丙醇。
X12为CH2=CHO-、CH2=CHCH2O-、CH2=CHCOO-或CH2=C(CH3)COO-。
Y12为具有羟基的碳数2~12的1价的饱和烃基。1价的饱和烃基任选为直链状或支链状。另外,1价的饱和烃基可由环结构形成,也可包含环结构。
1价的饱和烃基优选碳数2~6的烷基或包含碳数6~8的环亚烷基的烷基。
作为单体(11)的具体例,可举出CH2=CHCOOH、CH(CH3)=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH、CH2=CH(CH2)n2COOH所示的化合物(其中,n2表示1~10的整数。)。
作为单体(12)的具体例,可举出CH2=CHO-CH2-cycloC6H10-CH2OH、CH2=CHCH2O-CH2-cycloC6H10-CH2OH、CH2=CHOCH2CH2OH、CH2=CHCH2OCH2CH2OH、CH2=CHOCH2CH2CH2CH2OH、CH2=CHCH2OCH2CH2CH2CH2OH、CH2=CHCOOCH2CH2OH、CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH。需要说明的是,“-cycloC6H10-”表示亚环己基,“-cycloC6H10-”的键合部位通常为1,4-。
单体(1)也可并用两种以上。另外,单体(1)也可具有2种以上交联性基团。
相对于含氟聚合物包含的全部单元,单元(1)的含量优选为0.5~35摩尔%,更优选为3~25摩尔%,进一步优选为5~25摩尔%,特别优选为5~20摩尔%。
从膜的强度提高的方面来看,含氟聚合物优选具有交联结构。具体而言,含氟聚合物包含单元(1)时,单元(1)的交联性基团优选通过后述的固化剂等进行交联而形成交联结构。
即,本说明书的含氟聚合物也可以包含交联性基团残留的状态或交联性基团通过固化剂等进行了交联的状态中的任一种。
进而,含氟聚合物优选包含基于不具有交联性基团的单体的单元作为基于不包含氟原子的单体的单元。作为基于不具有交联性基团的单体的单元,优选基于选自由乙烯基醚、乙烯酯、烯丙基醚、烯丙酯、及(甲基)丙烯酸酯组成的组中的1种以上的单体(以下也称作单体(2)。)的单元(以下也称作单元(2)。)。
单元(2)优选基于X2-Y2所示单体的单元。
X2为CH2=CHC(O)O-、CH2=C(CH3)C(O)O-、CH2=CHOC(O)-、CH2=CHCH2OC(O)-、CH2=CHO-或CH2=CHCH2O-,从本太阳光发电组件的耐候性优异方面来看,优选CH2=CHOC(O)-、CH2=CHCH2OC(O)-、CH2=CHO-或CH2=CHCH2O-。
Y2为碳数1~24的1价的烃基。1价的烃基任选为直链状或支链状。另外,1价的烃基可以由环结构形成,也可包含环结构。另外,1价的烃基任选为1价的饱和烃基或1价的不饱和烃基。
1价的烃基优选烷基、环烷基、芳基或芳烷基,特别优选碳数2~12的烷基、碳数6~10的环烷基、碳数6~10的芳基或碳数7~12的芳烷基。
作为烷基的具体例,可举出甲基、乙基、叔丁基、己基、壬基、癸基、十二烷基。
作为环烷基的具体例,可举出环己基。
作为芳烷基的具体例,可举出苄基。
作为芳基的具体例,可举出苯基、萘基。
需要说明的是,环烷基、芳基或芳烷基的氢原子任选被烷基取代。此时,作为取代基的烷基的碳数不包括在环烷基或芳基的碳数内。
单体(2)也可并用两种以上。
作为单体(2)的具体例,可举出乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、乙酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯(HEXION公司制、商品名“Veova 9”)、新癸酸乙烯酯(HEXION公司制、商品名“Veova 10”)、苯甲酸乙烯酯、叔丁基苯甲酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯。
相对于含氟聚合物包含的全部单元,单元(2)的含量优选为5~60摩尔%,特别优选为10~50摩尔%。
作为含氟聚合物,也可使用市售品,作为具体例,可举出“LUMIFLON”系列(AGC株式会社商品名)、“Kynar”系列(ARKEMA公司商品名)、“ZEFFLE”系列(大金工业株式会社商品名)、“Eterflon”系列(Eternal公司商品名)、“Zendura”系列(Honeywell公司商品名)。
从膜对玻璃板的密合性的方面来看,含氟聚合物的氟原子含量优选为70质量%以下,更优选为50质量%以下,特别优选为30质量%以下,进一步优选为28质量%以下。另外,从本太阳光发电组件的耐候性的方面来看,含氟聚合物的氟原子含量优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上。
特别是认为若含氟聚合物的氟原子含量优选为15~30质量%、特别优选为15~28质量%,则本玻璃盖片的耐候性及膜对玻璃板的密合性良好,并且有助于本玻璃盖片在各波长下的各光线的透射率、反射率的调节。
从本太阳光发电组件的耐候性的方面来看,相对于膜的总质量,膜中的含氟聚合物的含量优选为5~95质量%,特别优选为10~90质量%。
从膜对玻璃板的密合性的方面来看,膜中的氟原子含量优选为65质量%以下,更优选为50质量%以下,特别优选为40质量%以下,进一步优选为25质量%以下,最优选为20%以下。另外,从本太阳光发电组件的耐候性的方面来看,相对于膜的总质量,膜中的氟原子含量优选为0.1质量%以上,更优选为3质量%以上,特别优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。
特别是认为若膜中的氟原子含量优选为0.1~25质量%、特别优选为5~20质量%,则本玻璃盖片的耐候性及膜对玻璃板的密合性良好,并且有助于本玻璃盖片在各波长下的各光线的透射率、反射率的调节。
膜也可具有:包含单元F及单元(1)的含氟聚合物与1分子中具有2个以上选自由异氰酸酯基、封端异氰酸酯基、环氧基、碳二亚胺基、噁唑啉基、β-羟烷基酰胺基、水解性甲硅烷基及硅烷醇基组成的组中的至少1种基团的化合物(以下也称作固化剂。)的交联结构。此时,膜包含含氟聚合物的固化物。
膜具有上述交联结构时,具体而言,含氟聚合物包含的单元(1)的交联性基团通过固化剂进行了交联时,膜的硬度及耐久性优异。
另外,本玻璃盖片也可具有由选自由膜包含的含氟聚合物的交联性基团、膜包含的固化剂、及玻璃板(例如,存在于玻璃板的表面的硅烷醇基等反应性基团)组成的组中的2者以上发生反应形成的交联结构。
例如,将包含具有选自水解性甲硅烷基及硅烷醇基中的1种以上的固化剂的膜形成在包含氧化硅的玻璃板上时,固化剂的水解性甲硅烷基等(具体而言为由水解生成的硅烷醇基)与存在于玻璃板的表面的硅烷醇基反应形成交联结构。因此,膜相对于玻璃板的密合性更加优异。
另外,将包含具有水解性甲硅烷基作为交联性基团的含氟聚合物的膜形成在包含氧化硅的玻璃板上时,含氟聚合物的水解性甲硅烷基(具体而言为由水解生成的硅烷醇基)与存在于玻璃板的表面的硅烷醇基反应形成交联结构。因此,膜相对于玻璃板的密合性、膜的硬度、膜的耐久性更加优异。
含氟聚合物具有羟基时的固化剂优选1分子中具有2个以上异氰酸酯基或封端异氰酸酯基的化合物。
含氟聚合物具有羧基时的固化剂优选1分子中具有2个以上环氧基、碳二亚胺基、噁唑啉基或β-羟烷基酰胺基的化合物。
含氟聚合物具有羟基及羧基这两者时,优选并用1分子中具有2个以上异氰酸酯基或封端异氰酸酯基的化合物和1分子中具有2个以上环氧基、碳二亚胺基、噁唑啉基或β-羟烷基酰胺基的化合物。
另外,从本玻璃盖片的膜与玻璃板的密合性更为提高的方面来看,膜优选包含具有选自水解性甲硅烷基及硅烷醇基中的1种以上的固化剂。
1分子中具有2个以上异氰酸酯基的化合物优选多异氰酸酯单体或多异氰酸酯衍生物。
多异氰酸酯单体优选脂环族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯或芳香族多异氰酸酯。多异氰酸酯衍生物优选多异氰酸酯单体的多聚体或改性体(缩二脲体、异氰脲酸酯体或加合物)。
作为脂肪族多异氰酸酯的具体例,可举出四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-二异氰酸根合己烷、及赖氨酸二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、4-异氰酸根合甲基-1,8-八亚甲基二异氰酸酯、双(2-异氰酸根合乙基)2-异氰酸根合戊二酸酯。
作为脂环族多异氰酸酯的具体例,可举出异佛尔酮二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸根合甲基)-环己烷、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯等脂环族二异氰酸酯。
作为芳香族多异氰酸酯的具体例,可举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯。
1分子中具有2个以上封端异氰酸酯基的化合物优选上述多异氰酸酯单体或多异氰酸酯衍生物具有的2个以上的异氰酸酯基被封端剂封端而得到的化合物。
封端剂为具有活性氢的化合物,作为具体例,可举出醇、苯酚、活性亚甲基、胺、亚胺、酰胺酸、内酰胺、肟、吡唑、咪唑、咪唑啉、嘧啶、胍。
作为1分子中具有2个以上环氧基的化合物的具体例,可举出双酚型环氧化合物(A型、F型、S型等)、二苯醚型环氧化合物、对苯二酚型环氧化合物、萘型环氧化合物、联苯型环氧化合物、芴型环氧化合物、氢化双酚A型环氧化合物、双酚A含核多元醇型环氧化合物、聚丙二醇型环氧化合物、缩水甘油酯型环氧化合物、缩水甘油胺型环氧化合物、乙二醛型环氧化合物、脂环型环氧化合物、脂环式多官能环氧化合物、杂环型环氧化合物(三缩水甘油基异氰脲酸酯等)。
作为1分子中具有2个以上碳二亚胺基的化合物的具体例,可举出脂环族碳二亚胺、脂肪族碳二亚胺、及芳香族碳二亚胺、以及它们的多聚体及改性体。
作为1分子中具有2个以上噁唑啉基的化合物的具体例,可举出具有2-噁唑啉基的加聚性噁唑啉、该加聚性噁唑啉的聚合物。
作为1分子中具有2个以上β-羟烷基酰胺基的化合物的具体例,可举出N,N,N’,N’-四-(2-羟乙基)-己二酰胺(PrimidXL-552、EMS公司制)、N,N,N’,N’-四-(2-羟丙基)-己二酰胺(Primid QM 1260、EMS公司制)。
作为具有选自水解性甲硅烷基及硅烷醇基中的至少1种基团的固化剂,可举出选自SiZaR4-a所示的化合物及其部分水解缩合物中的至少1种。式中,R表示碳数1~10的1价烃基、Z表示碳数1~10的烷氧基或羟基、a表示1~4的整数。
R为碳数1~10的1价的烃基。1价的烃基也可具有取代基(例如氟原子)。即,1价烃基的氢原子的一部分或全部任选被取代基取代。作为R,优选甲基、己基、癸基、苯基、三氟丙基等。1分子中存在多个R时,多个R任选彼此相同或不同,优选彼此相同。
Z为碳数1~10的烷氧基或羟基,优选烷氧基。Z为烷氧基时,优选甲氧基或乙氧基。1分子中存在多个Z时,任选彼此相同或不同,优选彼此相同。a为1~4的整数,优选为2~4。
作为SiZaR4-a所示化合物的具体例,可举出4官能性烷氧基硅烷(四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷等)、3官能性烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等)、2官能性烷氧基硅烷(二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷等),优选四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷。
膜优选还包含至少一种无机颗粒。由此,可以维持膜的耐候性并赋予高外观性。
作为无机颗粒,可举出无机颜料(金属的复合氧化物颜料、除金属的复合氧化物以外的无机颜料等)、填料等。
作为金属的复合氧化物颜料的具体例,可举出包含选自由铬、钛、锑、铁、铝、镍、钡、铅、钒、铋、锌、钴、锰组成的组选中的2种以上金属原子的复合氧化物颜料。更具体的例子可举出铬、钛及锑的复合氧化物(橙色)、铁、铝及钛的复合氧化物(橙色)、镍、钛及锑的复合氧化物(黄色)、钛、镍及钡的复合氧化物、铬及铅的复合氧化物(黄色)、钒及铋的复合氧化物(黄色)、镍、钴、锌及钛的复合氧化物(绿色)、钴、锌及钛的复合氧化物(绿色)、锌、镍及钛的复合氧化物(棕色)、锰、锑及钛的复合氧化物(棕色)、铝及钴的复合氧化物(蓝色)、钴、铁及铬的复合氧化物(黑色)等。
作为除金属的复合氧化物以外的无机颜料的具体例,可举出氧化铁(红色)、磷酸钴锂(紫色)。
从外观性的方面来看,在无机颗粒之中,膜优选至少包含单独使用时膜发生着色的特定的无机颗粒。作为像这样的特定的无机颗粒,可举出在波长380~400nm的可见光区域具有吸收峰的有色无机颜料或在可见光区域不具有吸收峰的白色无机颜料,具体而言,为上述无机颜料中例示出颜色的组成的颜料。需要说明的是,膜发生着色是指膜的可见光平均透射率变为90%以下。单体的氧化硅(例如二氧化硅颗粒)单独使用时膜不发生着色,因此被从特定的无机颗粒中排除。
膜包含无机颗粒时,从易于调节本玻璃盖片在各波长下的各光线的透射率、反射率的方面来看,相对于100质量份的含氟聚合物,无机颗粒的含量优选为10~1000质量份,更优选为20~600质量份。
膜优选包含在波长780~1500nm的近红外光区域中的近红外光最大反射率为50%以上、平均粒径为5.0~280.0nm、比表面积为5.0~1000m2/g的无机颜料(以下也称作无机颜料N。)作为特定的无机颗粒。无机颜料N进一步优选在波长380~400nm的可见光区域具有吸收峰的有色无机颜料N或在可见光区域不具有吸收峰的白色无机颜料N,特别优选有色无机颜料N。
从本玻璃盖片的近红外光透射率的方面来看,无机颜料N在波长780~1500nm的近红外光区域中的近红外光最大反射率为50%以上,优选为60%以上,更优选为70%以上,特别优选为80%以上。上述无机颜料N的近红外光最大反射率的上限通常为100%。
无机颜料N的近红外光最大反射率可以通过无机颜料N的种类、组成及晶体结构适当调节。
无机颜料N的近红外光最大反射率及可见光最小反射率为根据通过漫反射法测得的漫反射光谱分别算出的、波长780~1500nm下的最大反射率及波长400~780nm下的最小反射率。
无机颜料N的平均粒径为1.0nm以上,优选为5.0nm以上,更优选为50.0nm以上,特别优选为100.0nm以上。无机颜料N的平均粒径为280.0nm以下,优选为200.0nm以下,更优选为180.0nm以下,进一步优选为160.0nm以下,特别优选为140.0nm以下。
无机颜料N的平均粒径为280.0nm以下时,本玻璃盖片的近红外光透射率变高,本太阳光发电组件的发电效率优异。无机颜料N的平均粒径为1.0nm以上时,本太阳光发电组件的隐蔽性优异。
无机颜料N的平均粒径为对无机颜料N进行超声波处理后,使用粒度分布测定装置(Nanotrac Wave II-EX150、麦克罗特雷克粒径仪/贝尔公司制)测得的体积基准的累积50%粒径(D50),详细的测定条件如实施例的记载。
无机颜料N的比表面积为5.0m2/g以上,优选为10.0m2/g以上,更优选为15.0m2/g以上,特别优选为40.0m2/g以上。无机颜料N的比表面积为1000m2/g以下,优选为500m2/g以下。
无机颜料N的比表面积为5.0~1000m2/g时,基于无机颜料N的近红外光的散射变适宜,本太阳光发电组件的发电效率优异。
无机颜料N的比表面积为使用比表面积测定装置(Mountech co.,ltd.制、HMmodel-1208),通过在200℃、20分钟的脱气条件下的氮吸附BET法得到的值。
构成无机颜料N的颗粒的颗粒形状并无特别限定,为球状、椭圆状、针状、板状、棒状、圆锥状、圆柱状、立方体状、长方体状、金刚石状、星状、鳞片状、不规则形状等任意形状的颗粒均可。另外,构成无机颜料N的颗粒可以为中空颗粒,也可为实心颗粒。另外,构成无机颜料N的颗粒也可为多孔颗粒。
从分散性的方面来看,构成无机颜料N的颗粒的形状优选球状。
从本玻璃盖片的外观性及耐候性的方面来看,无机颜料N优选金属氧化物及其水合物,特别优选包含两种以上金属元素的金属复合氧化物。
作为金属元素,可举出Li、Na、Mg、K、Ca、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Ta、W、Pb、Bi、La、Ce等。从无机颜料N的近红外光反射率、及本玻璃盖片的色调及发电效率的方面来看,金属元素优选Al、Fe、Co、Zn、Zr、Mn、Cr、Ce、Bi、Ni、Cu、Cd,更优选Al、Fe、Co、Zr、Ce、Mn、Bi、Cu,进一步优选Al、Fe、Co、Zn、Zr,特别优选Al、Fe、Co。
从抑制光催化作用导致的劣化的方面来看,对于无机颜料N而言,也可以进一步对金属氧化物及其水合物的一部分或全部用同种或不同种的金属氧化物及其水合物等(氧化硅、氧化铝等)进行表面处理。
无机颜料N也可仅包含金属氧化物,也可包含其他成分。作为除金属氧化物以外的其他成分,可举出有机化合物等。从本玻璃盖片的耐候性的方面来看,无机颜料N优选不包含上述其他成分,或在包含时相对于无机颜料N的总质量为50质量%以下。
作为包含上述其他成分的无机颜料N,可举出金属氧化物的颗粒的一部分或全部被有机化合物等进行了表面处理的无机颜料。
作为有色无机颜料N的具体例,可举出Co-Ni-Ti-Zn的复合氧化物、Co-Li的复合氧化物、Co-Al的复合氧化物、Ti-Sb-Ni的复合氧化物、Co-Zn-Si的复合氧化物、Co-Al-Cr的复合氧化物、Co-Al-Cr-Zn的复合氧化物、Co-Cr-Zn-Ti的复合氧化物、Ti-Fe-Zn的复合氧化物、Fe-Zn的复合氧化物、Fe-Cr的复合氧化物、Mn-Bi的复合氧化物、Cu-Bi的复合氧化物、Cu-Fe-Mn的复合氧化物、各种氧化铁、各种氧化铁的水合物。从无机颜料N的分散性、近红外光反射率、以及本玻璃盖片的隐蔽性及近红外光透射率的方面来看,有色无机颜料N优选Co-Li的复合氧化物、Co-Al的复合氧化物、Co-Al-Cr的复合氧化物、Fe-Cr的复合氧化物、Mn-Bi的复合氧化物、Cu-Bi的复合氧化物、Cu-Fe-Mn的复合氧化物、各种氧化铁、各种氧化铁的水合物,更优选Co-Al的复合氧化物、氧化铁、氧化锆,特别优选Co-Al的复合氧化物、氧化铁。
有色无机颜料N也可使用市售品,可举出“Daipyroxide TM”系列(大日精化株式会社制)、“Cappoxyt”系列(Cappelle公司制)、“Sicotrans”系列(BASF公司制)、“Blue CR4”(旭化成工业株式会社制)等。
作为白色无机颜料N的具体例,可举出氧化钛、氧化锆、氧化钒、氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铝等,从本光学层的隐蔽性及本太阳光发电组件的发电效率的方面来看,优选氧化钛、氧化锆、氧化锌,特别优选氧化锆。
从抑制光催化作用导致的劣化的方面来看,对于白色无机颜料N而言,也可以进一步对金属氧化物的一部分或全部用同种或不同种的金属氧化物(氧化硅、氧化铝等)进行表面处理。
作为白色无机颜料N,想使本光学层的耐候性更为提高时,为了防止光催化作用导致的劣化,优选不包含氧化钛,或包含时不足1质量%。
作为白色无机颜料N,也可使用市售品,可举出“TTO”系列(石原产业株式会社制)、“MT”系列(TEIKA COMPANY,LIMITED公司制)、“FINEX”系列(堺化学株式会社制)、XZ-F系列(堺化学株式会社制)、“ZIRCOSTAR”系列(日本触媒株式会社制)等。
无机颜料N的组成可通过荧光X射线分析、ICP发射光谱分析、原子吸收分析等进行适当分析而求出。
从本玻璃盖片的外观性的方面来看,无机颜料N优选Lab色度体系中的L值为5~100、a值为-60~60、b值为-60~60。
作为无机颜料N,优选L值、a值、及b值为以下组合的无机颜料,更优选L值为15~80、a值为0.0~30、b值为-60~60的无机颜料。
·L值、a值、及b值依次为30~70、0.0~30、及-60~-20的无机颜料。
·L值、a值、及b值依次为20~70、0.0~40、及-20~30的无机颜料。
·L值、a值、及b值依次为30~80、-20~20、及0~60的无机颜料。
·L值、a值、及b值依次为80~100、-10~10、及-10~10的无机颜料。
·L值、a值、及b值依次为5~50、-10~10、及-10~10的无机颜料。
无机颜料N的L值、a值、及b值可以通过上述无机颜料N的组成等调节。
无机颜料N的L值、a值、及b值为根据JIS Z 8781-4:2013的记载,由通过漫反射法测得的漫反射光谱算出的值,详细的测定方法如实施例的记载。
从无机颜料N的分散性的方面来看,有色无机颜料N的密度优选为2.0~10.0g/cm3,特别优选为3.0~5.0g/cm3
从无机颜料N的分散性的方面来看,白色无机颜料N的密度优选为0.10~10.0g/cm3,特别优选为5.0~7.0g/cm3
从膜更容易选择性透射近红外光的方面来看,有色无机颜料N的折射率优选为4.00以下,更优选为1.50以上且3.00以下,进一步优选为1.90以上且2.60以下,特别优选为2.10以上且2.40以下。
从膜更容易选择性透射近红外光的方面来看,白色无机颜料N的折射率优选为4.00以下,更优选为1.50~3.00,进一步优选为1.90~2.60,特别优选为2.10~2.40。
需要说明的是,各无机颜料的折射率是指构成无机颜料的材料(例如通过对材料进行粉碎等而得到无机颜料时,为粉碎前的材料)的折射率,通常为上述材料的文献值。
各无机颜料的可见光最小反射率及折射率可以通过无机颜料的组成、晶体结构、平均粒径、及比表面积进行适当调节。
无机颜料N的密度为通过比重瓶(ULTRAPYC 1200e、QUANTACHROME公司制)测得的值。
从本玻璃盖片的外观性的方面来看,相对于膜的总质量,无机颜料N的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,特别优选为20质量%以上。从本玻璃盖片的近红外光透射率的方面来看,相对于膜的总质量,无机颜料N的含量优选为80质量%以下,更优选为60质量%以下,特别优选为50质量%以下。
从外观性及发电效率的方面来看,相对于膜包含的无机颗粒的总质量,无机颜料N的比例优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上。
膜也可包含两种以上无机颜料N。并用有色无机颜料N与白色无机颜料N时,相对于这些无机颜料N的总计,白色无机颜料N的比例优选为5~200质量%,更优选为20~150质量%,特别优选为20~40质量%。若膜含有的有色无机颜料N比白色无机颜料N多,则本光学层的隐蔽性与本太阳光发电组件的外观性更为平衡。
特别是,白色无机颜料N也是在波长400~780nm的可见光区域中的可见光最小反射率为40%以上的光散射性的无机颜料。因此,通过混合有色无机颜料N与白色无机颜料N,本太阳光发电组件的隐蔽性更加优异。
从膜更容易选择性散射可见光的方面来看,白色无机颜料N在波长400~780nm的可见光区域中的可见光最小反射率为40%以上,优选为80%以上,更优选为90%以上,特别优选为95%以上。可见光最小反射率的上限通常为100%。
无机颜料N在波长780~1500nm的近红外光区域中的近红外光最大反射率为50%以上、平均粒径为5.0~280.0nm、比表面积为5.0~1000m2/g,因此,太阳光包含的近红外光难以对无机颜料N发生散射,并且易于适宜地分散在含氟聚合物中。并且,作为无机颜料N,若使用在可见光范围内具有充分的吸收的有色无机颜料N,则还可以提高外观性。因此认为,具有包含无机颜料N的膜时,本玻璃盖片的隐蔽性高、耐候性优异,并且应用于太阳光发电组件时的外观性及发电效率也特别优异。
作为除无机颜料N以外的特定的无机颗粒,可举出不属于无机颜料N的光散射性颗粒。作为像这样的光散射性颗粒,优选具有结构色的薄片状的无机颜料(珠光颜料)。
珠光颜料是指薄片状的颗粒(例如最长径为2~100μm、厚度为0.01~10μm的颗粒)的表面被金属或其氧化物覆盖的颜料。作为薄片状的颗粒,可举出云母、绢云母、滑石、高岭土、蒙脱石属粘土矿物、云母、绢云母、板状二氧化钛、板状二氧化硅、板状氧化铝、氮化硼、硫酸钡、板状钛/二氧化硅复合氧化物、玻璃等。作为覆盖薄片状的颗粒表面的金属或其氧化物,可举出上述无机颗粒中举出的金属或其氧化物。作为珠光颜料,优选为薄片状的云母、玻璃、氧化铝等颗粒表面被二氧化钛、氧化铁、银等覆盖的颗粒。
膜包含珠光颜料作为光散射性颗粒时,可呈现更鲜艳且有光泽感的色调,从而本太阳能电池组件的外观性更为优异。
作为珠光颜料,可举出METASHINE Titania Coat系列(日本板硝子株式会社制)、TWINCLEPEARL Silver type(日本光研工业株式会社制)等。
膜还可包含除上述特定的无机颗粒以外的、体积基准的累积50%粒径为2~2000μm的颗粒M作为无机颗粒。
构成颗粒M的材料的折射率优选为1.20以上,更优选为1.30以上,更优选为1.35以上。构成颗粒M的材料的折射率优选为1.70以下,更优选为1.60以下,特别优选为1.55以下。
颗粒M的折射率在上述范围内时,与包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物的折射率差变小,光变得易于透射。
作为颗粒M,可举出玻璃微珠、石英砂、海砂、二氧化硅颗粒等。
膜也可包含非氟树脂。作为非氟树脂的具体例,可举出醇酸树脂、氨基醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、环氧聚酯树脂、乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸类树脂、氯乙烯树脂、酚醛树脂、改性聚酯树脂、丙烯酸类硅树脂、硅树脂。需要说明的是,这些具体例之中的非氟树脂为固化性的树脂时,膜包含的非氟树脂通常为固化后的树脂。
在不损害本发明的效果的范围内,根据需要,膜也可包含除上述以外的成分(以下也称作“成分X”。)。作为成分X,可举出例如固化催化剂、有机填料、有机颜料、酞菁铜(蓝色、绿色)、苝(红色)等)、有机系光稳定剂、有机系紫外线吸收剂、无机系紫外线吸收剂、消光剂、流平剂、表面调节剂、脱气剂、填充剂、热稳定剂、增稠剂、分散剂、表面活性剂、抗静电剂、防锈剂、硅烷偶联剂、防污剂、低污染化处理剂。
但是,成分X之中在膜形成时发生变化的成分通常其自身并非膜所包含的成分。例如,前述固化剂其自身通常并不是存在于膜中的成分,同样地,对于上述成分X之中的硅烷偶联剂等而言,其自身不存在于膜中的情况并不少。需要说明的是,像包含后述的溶剂的涂料时的溶剂那样地在膜形成时消失的成分并不是成分X。
从对本玻璃盖片赋予基于表面凹凸的外观性的方面来看,膜尤其可包含有机填料作为成分X。有机填料为体积基准的累积50%粒径为2μm以上且2000μm以下的颗粒。
构成有机填料的材料的折射率及其适宜范围与上述的颗粒M同样。
作为有机填料,可举出树脂微珠等。
需要说明的是,本说明书中,也将颗粒M和上述有机填料合称为“填料”。膜也可包含颗粒M和有机填料这两者作为填料。
膜也可包含有机颜料作为成分X。作为有机颜料,优选的物性(平均粒径、比表面积、近红外光最大反射率、形状、密度、L值、a值、及b值)及其适宜范围与上述无机颜料N同样。
需要说明的是,膜的L值、a值、及b值为根据JIS Z 8781-4:2013的记载,使用以光从膜表面的法线方向入射的方式设置有膜的分光光度计,由以每5nm测定波长200~1500nm下的反射光得到的反射光谱算出的值。
作为有机颜料,可举出炭黑(黑色)等。
需要说明的是,本说明书中,也将无机颜料N和有机颜料合称为“颜料”。膜也可包含无机颜料N和有机颜料这两种作为颜料。其中,想使本玻璃盖片的耐候性进一步提高时,优选不包含有机颜料、或包含时不足1质量%。
从适宜地控制各波长下各透射率及各反射率的方面来看,膜的平均膜厚优选为1~3000μm,特别优选为5~2000μm。
膜的平均膜厚为上述范围内、且玻璃板的平均膜厚为1~30mm时,可以更适宜地控制各波长下的各透射率及各反射率。
膜的平均膜厚为使用上述涡流式膜厚计测定的膜厚的算术平均值。
作为膜的制造方法的具体例,可举出将包含含氟聚合物的液体涂料(包含水、有机溶剂等液体介质的涂料)涂布在玻璃板上,进行干燥而形成的方法。为粉末涂料等不包含液体介质的涂料的情况下,无需用于去除液体介质的干燥。
作为涂布方法的具体例,可举出使用喷涂、涂抹器、模涂机、棒涂机、辊涂机、逗点涂布机、滚筒刷、刷、刮刀的方法。
涂布包含含氟聚合物的涂料后,为了去除涂料中的溶剂,也可进行加温干燥。另外,为包含前述固化剂之类的反应性成分的涂料的情况下,通常,对由涂料形成的涂膜进行加热使反应性的成分发生反应,从而制成膜。
另外,也可以事先形成膜,并将其层压在玻璃板上进行层叠。
膜优选使用包含含氟聚合物的涂料形成。作为涂料,优选液体涂料。
制造本太阳光发电组件时,优选在玻璃板上涂装上述涂料而形成膜,并将得到的玻璃盖片与后述密封材料压接。因此,只要玻璃盖片的膜是涂装涂料形成的膜,则与膜为薄膜(film)时相比,在与密封材料压接时膜不会在端面突出,从该点来看也优选。
除含氟聚合物外,涂料也可包含上述膜任选包含的无机颗粒、非氟树脂、成分X等。无机颗粒、非氟树脂、及成分X与上述同样,故省略详细说明。涂料为液体的涂料时,还包含水、有机溶剂等液体介质。
涂料的固体成分浓度优选利用上述液体介质调节为相对于涂料的总质量优选为10~90质量%,更优选为40~70质量%。
涂料中的含氟聚合物为包含羧基的含氟聚合物时,从膜的强度的方面来看,涂料中的含氟聚合物的酸值优选为1~200mgKOH/g,更优选为1~150mgKOH/g,进一步优选为3~100mgKOH/g,特别优选为5~50mgKOH/g。
涂料中的含氟聚合物为包含羟基的含氟聚合物时,从膜的强度的方面来看,涂料中的含氟聚合物的羟值优选为1~200mgKOH/g,更优选为1~150mgKOH/g,进一步优选为3~100mgKOH/g,特别优选为10~60mgKOH/g。
涂料中的含氟聚合物可以仅具有酸值或羟值中的任意一者,也可具有两者。
从本太阳光发电组件的耐候性的方面来看,相对于涂料包含的固体成分的总质量,涂料中的含氟聚合物的含量优选为5~90质量%,特别优选为10~80质量%。
相对于涂料的全部固体成分质量,涂料的固体成分中的含氟聚合物的含量优选为10~90质量%,特别优选为40~70质量%。
涉及涂料中的含氟聚合物的其他说明与上述含氟聚合物同样,故省略。
涂料也可包含在上述膜中形成交联结构的固化剂。
涂料中的含氟聚合物包含交联性基团时,通过使涂料中的含氟聚合物的交联性基团与固化剂反应,使含氟聚合物交联,从而可以使膜固化。此时,形成具有含氟聚合物与固化剂的交联结构的膜。
另外,涂料中的固化剂具有选自水解性甲硅烷基及硅烷醇基中的1种以上时,通过使固化剂、包含氧化硅的玻璃板、以及根据情况的含氟聚合物反应,形成具有固化剂、玻璃板、以及根据情况的含氟聚合物的交联结构的膜。
涂料包含固化剂时,相对于涂料中的含氟聚合物100质量份,固化剂的含量优选为5~200质量份,特别优选为10~150质量份。
涂料也可包含分散剂作为成分X。特别是涂料包含无机颜料N作为无机颗粒时,优选包含分散剂。涂料包含分散剂时,颜料变得不易聚集,变得易于得到期待的光学特性。
作为分散剂,可举出脂肪酸酰胺、酸性聚酰胺的酯盐、丙烯酸类树脂、氧化聚烯烃、其他对无机颜料有亲和性的聚合物等。分散剂也可使用市售品,作为市售品,可举出“DISPARLON”系列(楠本化成株式会社商品名)、“DISPERBYK”系列(BYK Chemie商品名)等。
涂料优选包含液体介质。作为液体介质,可举出水、有机溶剂,优选有机溶剂。涂料包含有机溶剂时,涂料优选为包含含氟聚合物和有机溶剂、且含氟聚合物溶解于有机溶剂的溶剂型涂料。此时,易于提高玻璃板与膜、或玻璃板上涂布的基底处理层与膜的密合性。
作为有机溶剂,可举出石油系混合溶剂(甲苯、二甲苯、ExxonMobil公司制Solvesso 100、ExxonMobil公司制Solvesso 150等)、芳香族烃溶剂(矿油精等)、酯溶剂(乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、酮溶剂(甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等)、醇溶剂(乙醇、叔丁醇、异丙醇等)等。有机溶剂也可并用两种以上。
本玻璃盖片的可见光平均反射率为10~100%。本玻璃盖片的可见光平均反射率优选为12%以上,更优选为15%以上,特别优选为20%以上。需要说明的是,可见光平均反射率为100%以下。若可见光平均反射率为上述范围内,则本发明的太阳光发电组件的外观性优异。
在波长380~780nm的可见光区域中,每5nm的各波长的反射率之中,本玻璃盖片的最大反射率(以下也称作可见光最大反射率。)优选为20%以上,更优选为25%以上,进一步优选为30%以上,特别优选为40%以上。需要说明的是,可见光最大反射率为100%以下。若可见光最大反射率为上述范围内,则本玻璃盖片的色调变得更加鲜艳,因此本发明的太阳光发电组件的外观性更加优异。
各反射率的测定方法如上所述,详细的测定条件如后述实施例栏中的记载。
本玻璃盖片的近红外光平均透射率为20%以上,优选为30%以上,更优选为40%以上,特别优选为50%以上。需要说明的是,近红外光平均透射率为100%以下。若近红外光平均透射率为20%以上,则本发明的太阳光发电组件的发电效率优异。
从本太阳光发电组件的外观性的方面来看,本玻璃盖片的可见光平均透射率优选不足80%,更优选不足70%,特别优选为65%以下,进一步优选为60%以下,最优选为50%以下。需要说明的是,可见光平均透射率为0%以上。若可见光平均透射率不足80%、优选不足70%,则从太阳光发电组件的光接收面侧难以辨识太阳能电池单元,本发明的太阳光发电组件的外观性优异。
在波长380~780nm的可见光区域中,每5nm的各波长的透射率之中,本玻璃盖片的最大透射率(以下也称作可见光最大透射率。)优选不足70%,更优选为65%以下,进一步优选为60%以下,特别优选为50%以下。需要说明的是,可见光最大透射率为0%以上。若可见光最大透射率不足70%,则从太阳光发电组件的光接收面侧难以辨识太阳能电池单元,本发明的太阳光发电组件的外观性更加优异。
各透射率的测定方法如上所述,详细的测定条件如后述实施例栏中的记载。
图1中,作为本玻璃盖片,示出在玻璃板114上的一面上直接层叠有膜214的方式,但膜也可层叠在玻璃板上的双面,玻璃板与膜之间也可具有任意的层(粘接层等)。用上述涂料形成膜时,有无需粘接层的优点。
图2为太阳光发电组件10的截面图。
如图2所示,太阳光发电组件10具有第1玻璃盖片14A、多个太阳能电池单元16、第2玻璃盖片14B、和密封材料18。以下的说明中,有时将第1玻璃盖片14A及第2玻璃盖片14B总称为玻璃盖片14。
太阳光发电组件10中,多个太阳能电池单元16均被密封在密封材料18中。多个太阳能电池单元16彼此串联或并联。
太阳能电池单元16具有第1光接收面16A、和与第1光接收面16A相对的第2光接收面16B。太阳能电池单元16具有将由第1光接收面16A及第2光接收面16B所接收的光能转化为电能的功能。
图2的例中示出在太阳能电池单元16的两面层叠有玻璃盖片的方式,但本太阳光发电组件也可以为在太阳能电池单元的一个光接收面侧层叠本玻璃盖片、并在太阳能电池单元的另一面侧层叠有玻璃板、树脂薄膜等的方式。特别是太阳光发电组件被设置在大楼的壁面、窗户时,从确保强度的方面来看,优选在太阳能电池单元的一个光接收面侧层叠本玻璃盖片,且在太阳能电池单元的另一面侧层叠本玻璃盖片或玻璃。
另外,在不损害本发明的效果的范围内,本太阳光发电组件在玻璃盖片与密封材料之间也可具有任意的层(粘接层等)。
玻璃盖片14被用作太阳光发电组件用玻璃盖片,除保护太阳能电池单元16外,还可赋予太阳光发电组件10外观性。
第1玻璃盖片14A为太阳能电池单元16的第1光接收面16A侧,贴附在密封材料18的一面。另外,第2玻璃盖片14B为太阳能电池单元16的第2光接收面16B侧,贴附在密封材料18的另一面(与贴附有第1玻璃盖片14A的面相对的面)。
第1玻璃盖片14A具有玻璃板114A和层叠在玻璃板114A上的、含有包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物的膜214A。图2的第1玻璃盖片14A中,玻璃板114A层叠在比膜214A更靠近光接收面16A侧,但膜214A也可层叠在比玻璃板114A更靠近光接收面16A侧。此时,玻璃板为最外层,因此从可以充分利用玻璃板的外观,并赋予本太阳光发电组件外观性的方面来看优选。
第2玻璃盖片14B具有玻璃板114B和层叠在玻璃板114B上的、含有包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物的膜214B。玻璃板114B及膜214B分别与上述的玻璃板114A及膜214A同样,故省略其说明。
本发明的太阳能电池单元优选为在近红外区域具有光谱灵敏度的材料。具体而言,可举出由单晶硅或多晶硅等构成的硅系太阳能电池单元,由GaAs、CIS、CIGS、CdTe、InP、Zn3P2或Cu2S等构成的化合物系太阳能电池单元。作为太阳能电池单元,从因没有布线而本太阳光发电组件的外观性更加优异、可以适宜地用作外壁材料的方面、及在近红外光区域中的发电更加优异的方面来看,特别优选CIS系太阳能电池单元及CIGS系太阳能电池单元。另外,太阳能电池单元具有布线时,从外观性的方面来看,布线优选为黑色或被涂装为黑色。
此处,图3为示出地面的太阳光光谱(太阳能)与单晶硅系太阳能电池的光谱灵敏度曲线的图表。
如图3所示,单晶硅系太阳能电池在比波长780nm更长的波长区域具有高光谱灵敏度。即,意味着通过使用可见光透射率低且具有高外观性、并且在长波长区域表现出高透射率的本玻璃盖片作为玻璃盖片,可以具备外观性和发电效率。
本发明的密封材料优选为透明。密封材料为透明时,例如在图2的情况下,透过第1玻璃盖片14A或第2玻璃盖片14B的光变得更易于到达太阳能电池单元16的第1光接收面16A或第2光接收面16B。特别是,由于本玻璃盖片适宜地控制了各波长下的各透射率及各反射率,因此若密封材料为透明,则基于本玻璃盖片体的效果更加优异。
作为构成密封材料的材料的具体例,可举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、烯烃树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、离聚物树脂、硅树脂。由于需要对太阳能电池单元的密合性及保护效果,因此典型而言,密封材料不包含本发明的无机颜料等,或包含时不足1质量%。
图4为示出由本太阳光发电组件构成的太阳能电池阵列的一个例子的示意性俯视图。
如图4所示,太阳能电池阵列12是将多片矩形的太阳光发电组件10以平面方式排列,以串并联方式连接而构成的。
作为本发明的太阳能电池阵列的设置位置的具体例,可举出大楼的天台、屋顶、外壁(例如壁面、窗户)。
如上所述,本太阳光发电组件外观性优异,因此优选用于建筑用外壁材料(例如大楼的壁面、窗户)。
本发明的建筑用外壁材料具有上述的太阳光发电组件。因此,本发明的建筑用外壁材料的耐候性、外观性及发电效率优异。作为建筑用外壁材料的具体例,可举出幕墙、壁材料、窗户。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行详细说明,但本发明并不受以下的记载所限定。例1~5、10、11、13~17为实施例,例6~9、12为比较例。
<使用的聚合物溶液>
聚合物(1)溶液:氯三氟乙烯-乙烯基醚共聚物的二甲苯溶液(AGC株式会社制“LF-200”、制备为聚合物浓度60质量%、氟原子含量27质量%、羟值52mgKOH/g)
聚合物(2)溶液:偏二氟乙烯均聚物的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(制备为聚合物浓度60质量%、氟原子含量59质量%、羟值0mgKOH/g)
聚合物(3)溶液:四氟乙烯-乙烯酯-烯丙基醚共聚物的乙酸丁酯溶液(制备为聚合物浓度60质量%、氟原子含量18质量%、羟值35mgKOH/g)
聚合物(4)溶液:丙烯酸酯聚合物的乙酸丁酯溶液(制备为聚合物浓度60质量%、氟原子含量0质量%、羟值47mgKOH/g)
[例1]
<涂料的制作>
添加聚合物(1)溶液16.7g、二甲苯43.2g、及磷酸钴锂40g(Tokan MaterialTechnology Co.,Ltd.制),进而添加直径1mm的玻璃微珠100g,用摇摆磨机(SEIWAGIKENRM-05S)搅拌2小时。搅拌后,通过过滤去除玻璃微珠,将得到的溶液38.2g、聚合物(1)溶液52.1g、二甲苯7.2g、二月桂酸二丁基锡的二甲苯溶液(10000倍稀释)2.4g、及CORONATE HX(东曹株式会社制、固化剂:HDI异氰脲酸酯型的多异氰酸酯、固体成分100质量%、标准型)6.4g混合,得到涂料。
<玻璃盖片的制作>
在平均板厚2.8mm的钠钙硅酸盐玻璃板(Fe2O3含量0.1质量%)上,使用涂抹器涂布上述涂料。之后,在25℃的恒温室中使其干燥及固化1周,得到具有玻璃板和层叠在玻璃板上的膜(平均膜厚50μm)的玻璃盖片。
[例2~3、6~9、14]
将颜料的种类(例2~3及例6~8:Tokan Material Technology Co.,Ltd.商品、例9:AGC-SITECH株式会社商品、例14:旭化成工业株式会社商品)变更为如表1所示,除此以外,与例1同样地得到玻璃盖片。
[例4~5]
将颜料的种类(例4~5:Tokan Material Technology Co.,Ltd.制)变更为如表1所示,且以层叠在玻璃板上的膜的平均膜厚成为10μm的方式调节涂料的涂布量,除此之外,与例1同样地得到玻璃盖片。
[例10~12]
将聚合物溶液的种类变更为如表2所示,变更制备涂料时使用的固化剂的添加量,除此之外,与例2同样地得到玻璃盖片。需要说明的是,使用聚合物2溶液、聚合物3溶液、聚合物4溶液制备涂料时的固化剂的添加量分别设为0g、4.3g、5.8g。
[例13]
使用表3所示的Fe2O3含量的平均板厚2.8mm的钠钙硅酸盐玻璃板(Fe2O3含量0.3质量%),除此以外,与例2同样地得到玻璃盖片。
[例15]
例14中,作为颜料,使用31g钴铝氧化物和9g氧化锆,除此之外,与例2同样地得到玻璃盖片。
由例1~9及13~15、例10、例11、例12的涂料得到的各膜中的氟原子含量分别依次为15质量%、39质量%、10质量%、0质量%。
[评价方法]
<无机颗粒>
(无机颜料N的平均粒径)
以成为0.1质量%的方式将测定对象试样投入至蒸馏水中,进而添加相对于固体成分为1质量%的分散剂(Poiz532A、花王株式会社制)从而得到浆料。用台式超声波清洗机(1510J-MT、BRANSON公司制)对得到的浆料进行6小时超声波处理,在超声波处理开始10分钟后、30分钟后、和之后的每30分钟,用粒度分布测定装置(Nanotrac Wave II-EX150、麦克罗特雷克粒径仪/贝尔公司制)测定体积基准的累积50%粒径(D50)。将得到的13个累积50%粒径(D50)之中最小的值作为平均粒径采用。
(L值、a值、及b值)
无机颗粒的L值、a值、及b值根据JIS Z 8781-4:2013的记载,由通过漫反射法测得的漫反射光谱算出。
关于漫反射光谱,通过漫反射法,使用分光光度计(U-4100、Hitachi HighTechnology Co.,Ltd.制),将无机颗粒填充至深0.5mm的玻璃保持器中并用石英盖压紧,以5nm的间隔测定波长200~1500nm的范围的漫反射光而得到。参照使用硫酸钡(试剂,关东化学株式会社制)。
(近红外光最大透射率及可见光最小反射率)
关于无机颗粒的近红外光最大透射率及可见光最小反射率,根据上述的漫反射光谱,分别算出在波长780~1500nm下的最大反射率及在波长400~780nm下的最小反射率。
<膜>
(可见光平均透射率、可见光最大透射率、近红外光平均透射率)
使用分光光度计(Hitachi High-Technologies Corporation制产品名:U-4100),在波长380~1500nm的范围内以5nm间隔、1200nm/min的扫描速率测定玻璃盖片的全光透射率。
玻璃盖片以与积分球的光接收部接触的方式设置,并以光从涂覆面(即膜的表面)入射的方式进行设定。
光源切换设为自动、切换波长设为340.0nm、狭缝设为固定8nm、采样间隔设为5nm。
另外,设为无检测器切换校正、检测器切换波长850.0nm、扫描速度750nm/min,狭缝设为自动控制、Pbs感度设为2、光量控制模式设为固定。
在上述测定得到的全光透射率之中,对在波长380~780nm的可见光区域中每5nm的透射率进行算术平均,从而求出可见光平均透射率。
在上述测定得到的全光透射率之中,对在波长780~1500nm的近红外光区域中每5nm的透射率进行算术平均,从而求出近红外光平均透射率。
可见光最大透射率为在上述测定得到的每5nm的透射率之中,在波长380~780nm的可见光区域的透射率的最大值。
(可见光平均反射率、可见光最大反射率)
使用分光光度计(Hitachi High-Technologies Corporation制产品名:U-4100),在波长380~1500nm的范围内以5nm间隔、1200nm/min的扫描速率测定玻璃盖片的全光反射率。
玻璃盖片以与积分球的光接收部接触的方式进行设置,并以光从涂布面(即膜的表面)入射的方式进行设定。
光源切换设为自动、切换波长设为340.0nm、狭缝设为固定8nm、采样间隔设为5nm。
另外,设为无检测器切换校正、检测器切换波长850.0nm、扫描速度750nm/min,狭缝设为自动控制、Pbs感度设为2、光量控制模式设为固定。
在上述测定得到的全光反射率之中,对波长380~780nm的可见光区域中每5nm的反射率进行算术平均,从而求出可见光平均反射率。
可见光最大反射率为上述测定得到的每5nm的反射率之中,波长380~780nm的可见光区域的反射率的最大值。
(发电效率)
将单晶硅电池单元的可见光(380~780nm)和近红外光(780~1500nm)的发电贡献率分别设为30%、70%,并将其与可见光平均透射率及近红外光平均透射率的乘积相加,算出相对于使用未涂覆的平均板厚2.8mm的钠钙硅酸盐玻璃板(Fe2O3含量0.1质量%)作为玻璃盖片的单晶硅电池单元的发电效率。
(背面辨识性)
将得到的玻璃盖片的涂覆面向上放置在以2mm的字体在白底上印刷有文字的纸上,通过目视判定背面辨识性。背面辨识性为C时,不满足本发明的外观性。
<判定基准>
A:完全无法辨识文字的存在。
B:可以辨识文字的存在,但无法阅读。
C:可以辨识文字的存在,且可以阅读。
(玻璃盖片的耐候性)
使用Accelerated Weather Tester(Q-PANEL LAB PRODUCT社制、MODEL QUV/SE)进行促进耐候性试验。使用分光光度计测定正要试验前的玻璃盖片的可见光平均透射率及近红外光平均透射率、和试验2000小时后的玻璃盖片的可见光平均透射率及近红外光平均透射率,根据上述的计算式算出发电效率。
将以正要试验前的发电效率的值为100%时的、试验2000小时后的发电效率的值的比例作为发电效率保持率(单元:%)算出,并按下述基准判定耐候性。
<判定基准>
A:发电效率保持率为95%以上。
B:发电效率保持率为80%以上且不足95%。
C:发电效率保持率为70%以上且不足80%。
D:发电效率保持率不足70%,或确认膜从玻璃盖片剥离。
得到的结果示于表1~3。需要说明的是,对于例1~9的玻璃盖片,将用目视确认的膜的颜色和在玻璃板上形成的膜的平均膜厚示于表1。
[表1]
Figure BDA0002625611110000361
[表2]
Figure BDA0002625611110000371
[表3]
Figure BDA0002625611110000372
[表4]
Figure BDA0002625611110000373
如表1所示,可确认例1~5的玻璃盖片的近红外光平均透射率在20~100%的范围内,因此可以形成发电效率优异的太阳光发电组件。另外,可确认可见光平均反射率为10~100%,因此可以形成显色性优异且背面辨识性低、外观性优异的太阳光发电组件。
另一方面,例6~8的玻璃盖片的近红外光平均透射率不足20%,因此发电效率不充分。另外,例9的玻璃盖片的可见光平均反射率不足10%,因此外观性低。
例2、10、11的玻璃盖片由包含含氟聚合物的膜构成,因此耐候性优异,但例12的玻璃盖片并非由包含含氟聚合物的膜构成,因此耐候性不充分。
另外,具有对红外光的光谱灵敏度高的太阳能电池单元的太阳光发电组件中,相对于总发电量,近红外光下的发电量的比例高。因此,如表3所示,若使用Fe2O3的含量小的玻璃(特别是0.3质量%以下),则可以抑制Fe2O3导致的近红外光的吸收,结果发电效率提高,因此,适于具有对红外光的光谱灵敏度高的太阳能电池单元的太阳光发电组件。
如例14及例15所示,从近红外光平均透射率提高的方面来看,作为无机颗粒,使用相当于无机颜料N的无机颗粒的玻璃盖片适于太阳光发电组件。
[例16]
例5中,在玻璃板上涂覆涂料前,使用涂抹器涂装硅烷偶联剂(3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷),使其在120℃下干燥12小时,形成底漆层。之后,在底漆层上与例5同样地涂覆涂料,得到玻璃盖片。
[例17]
例16中,除了将硅烷偶联剂变更为甲基三异氰酸酯硅烷以外,同样地得到玻璃盖片。
(耐热水性)
将例5、16、17得到的玻璃盖片在80℃的热水中浸渍100小时后,通过目视确认功能层从基材层有无剥离,按照以下的基准评价。结果示于表5。
S:无剥离。
A:剥离面积5%以下。
B:剥离面积5%以上。
[表5]
5 16 17
耐热水性 B A S
如表4所示,通过使用硅烷偶联剂作为底漆,膜相对于玻璃板的密合性提高。
需要说明的是,将2017年12月11日申请的日本专利申请2017-236991号、2018年03月13日申请的日本专利申请2018-045508号、及2018年03月13日申请的日本专利申请2018-045416号的说明书、权利要求、摘要及附图的全部内容引用于此,并作为本发明的说明书的公开内容而并入。
附图标记说明
10 太阳光发电组件
12 太阳能电池阵列
14 玻璃盖片
14A 第1玻璃盖片
14B 第2玻璃盖片
16 太阳能电池单元
16A 第1光接收面
16B 第2光接收面
18 密封材料
114A、114B 玻璃板
214A、214B 膜

Claims (9)

1.一种太阳光发电组件,其具有太阳能电池单元和玻璃盖片,其特征在于,所述玻璃盖片具有:玻璃板,和层叠在所述玻璃板上的至少一面上的膜,所述膜含有包含基于氟烯烃的单元的含氟聚合物和无机颗粒,
在波长380~780nm的可见光区域中,将每5nm的反射率的算术平均值作为可见光平均反射率时,所述玻璃盖片的可见光平均反射率为10~100%,
在波长780~1500nm的近红外光区域中,将每5nm的透射率的算术平均值作为近红外光平均透射率时,所述玻璃盖片的近红外光平均透射率为20~100%,
所述无机颗粒为在波长780~1500nm的近红外光区域中的近红外光最大反射率为50%以上、平均粒径为5.0~280.0nm、比表面积为5.0~1000m2/g的无机颜料的颗粒,所述无机颜料为金属氧化物及其水合物,其中金属元素为选自Al、Fe、Co、Zn、Zr、Ti、V、In、Sn中的1种以上。
2.根据权利要求1所述的太阳光发电组件,其中,在波长380~780nm的可见光区域中,将每5nm的透射率的算术平均值作为可见光平均透射率时,所述玻璃盖片的可见光平均透射率不足70%。
3.根据权利要求1或2所述的太阳光发电组件,其中,在波长380~780nm的可见光区域中,每5nm的各波长的反射率之中,所述玻璃盖片的最大反射率为20~100%。
4.根据权利要求1或2所述的太阳光发电组件,其中,所述玻璃板不包含Fe2O3、或所述玻璃板包含Fe2O3时的Fe2O3的含量相对于所述玻璃板的总质量为0.3质量%以下,所述Fe2O3的含量为将所述玻璃板包含的全部铁的含量换算为Fe2O3的值。
5.根据权利要求1或2所述的太阳光发电组件,其中,
相对于100质量份的所述含氟聚合物,所述膜中的所述无机颗粒的含量为10~1000质量份。
6.根据权利要求1或2所述的太阳光发电组件,其中,所述无机颜料的Lab色度体系中的L值为5~100、a值为-60~60、b值为-60~60。
7.根据权利要求1或2所述的太阳光发电组件,其中,所述含氟聚合物的氟原子含量为15~30质量%。
8.根据权利要求1或2所述的太阳光发电组件,其中,所述含氟聚合物为具有交联结构的含氟聚合物,所述交联结构通过包含基于氟烯烃的单元及具有交联性基团的单元的共聚物与可以使所述交联性基团进行交联的固化剂的反应形成,
所述固化剂为1分子中具有2个以上选自由异氰酸酯基、封端异氰酸酯基、环氧基、碳二亚胺基、噁唑啉基、β-羟烷基酰胺基、水解性甲硅烷基及硅烷醇基组成的组中的至少1种基团的化合物。
9.一种建筑用外壁材料,其具有权利要求1~8中任一项所述的太阳光发电组件。
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