JP2002026354A

JP2002026354A - 太陽電池裏面封止用フィルムおよびそれを用いた太陽電池

Info

Publication number: JP2002026354A
Application number: JP2000209438A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Miyaji; 新一郎宮治; Koichi Tajima; 宏一田島
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2002-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、安価で優れた機械特性、耐熱性を有
するＰＥＴ−ＢＯを用い耐加水分解性や耐候性等の耐環
境性を改良することと、太陽光の電換効率に有利な高反
射率、漏れ電流の低減と軽量性を付与する太陽電池裏面
封止用フィルムおよびそれを用いた太陽電池を提供せん
とするものである。【解決手段】本発明の太陽電池裏面封止用フィルムは、
ポリエチレンテレフタレートフィルムが複合されたガス
バリア層を有するフィルムであって、該ポリエチレンテ
レフタレートフィルムが、数平均分子量１８５００〜４
００００の範囲内のポリマーで構成され、かつ、全フィ
ルム厚みの７％以上の厚さを有することを特徴とするも
のである。また、本発明の太陽電池は、かかる太陽電池
裏面封止用フィルムを太陽電池システムに使用したこと
を特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安価で耐環境性
（耐加水分解、耐候性等）に優れ、かつ、裏面側の反射
効率、軽量性が要求される分野に最適な太陽電池裏面封
止フィルムおよびそれを用いた太陽電池に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、次世代のエネルギー源として太陽
電池が注目を浴びており、建築分野を始め電気電子部品
まで開発が進められている。該電地の構成部品の一部に
用いられる太陽電池裏面封止フィルムも自然環境に対す
る耐久性（耐加水分解、耐候性）が強く要求される。さ
らに電池の太陽光の電換効率の向上も要求され、太陽電
池の裏面封止フィルムの反射光まで電換される。また軽
量性、強度および電池の加工性も要望されつつある。

【０００３】太陽電池裏面封止フィルムとしては、例え
ば特開平１１−２６１０８５号公報、同１１−１８６５
７５号公報等にポリエチレン系の樹脂やポリエステル系
樹脂シートを用いたり、フッ素系フィルムを用いたりす
ることが知られている。

【０００４】また、各メーカーで反射光を電換し電換効
率を向上する目的で白色に着色した２軸延伸ポリエチレ
ンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴ−ＢＯという）
や装飾目的に黒色に着色したＰＥＴ−ＢＯやフッ素系フ
ィルムを裏面封止フィルムに用いた太陽電池が販売され
ている。

【０００５】また、耐熱ポリエステルフィルムとして
は、特開昭５８−２０９５３０号公報、特開昭５８−３
６５７３号公報等で電気絶縁用フィルムとして知られ、
低オリゴマ化、耐熱性向上で知られている。また、気泡
を有するポリエステルフィルムは特公平７−３７０９８
号公報等で知られている。しかし、これらのフィルムは
太陽電池の裏面封止用フィルムとして利用されてはいな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、これらの従
来フィルム基材は下記の問題点を有していた。

【０００７】従来、この分野に用いられていたＰＥＴ−
ＢＯは、耐環境性でもっとも要求される耐加水分解性に
乏しいために、この分野の使用が制限されていた。ま
た、白色に着色されたＰＥＴ−ＢＯは、反射効率は向上
するが、上記の耐加水分解性には乏しいものであった。

【０００８】また、フッ素系のフィルムは、耐加水分解
性や耐候性に優れるが、ガスバリア性（特に水蒸気のバ
リア性）に乏しく、フィルムの腰が弱いという欠点があ
った。そのため、かかるフィルムは、バリア性の改良と
裏面封止フィルム層の強度を持たすために、アルミニウ
ム等の金属箔等を積層して使用されていた。

【０００９】しかし、このことは軽量化が要求されてい
るこの分野の目的に反するし、コスト的にも不利であっ
た。

【００１０】また、ポリエチレンシートを用いたもの
は、比較的安価であるが高温（１００〜１２０℃）にさ
らされた時の耐熱性に難があった。

【００１１】本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、
安価で優れた機械特性、耐熱性を有するＰＥＴ−ＢＯを
用い耐加水分解性や耐候性等の耐環境性を改良すること
と、太陽光の電換効率に有利な高反射率、漏れ電流の低
減と軽量性を付与する太陽電池裏面封止用フィルムおよ
びそれを用いた太陽電池を提供せんとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の太陽電池裏面封止用フィルム
は、ポリエチレンテレフタレートフィルムが複合された
ガスバリア層を有するフィルムであって、該ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムが、数平均分子量１８５００
〜４００００の範囲内のポリマーで構成され、かつ、全
フィルム厚みの７％以上の厚さを有することを特徴とす
るものである。また、本発明の太陽電池は、かかる太陽
電池裏面封止用フィルムを太陽電池システムに使用した
ことを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり安価
で優れた機械特性、耐熱性を有するＰＥＴ−ＢＯを用い
耐加水分解性や耐候性等の耐環境性を改良することと、
太陽光の電換効率に有利な高反射率、漏れ電流の低減と
軽量性を付与する太陽電池裏面封止用フィルムについ
て、鋭意検討し、ガスバリア性フィルムを、特定なポリ
エチレンテレフタレートフィルムを複合させて構成して
みたところ、意外にも、かかる課題を一挙に解決するこ
とを究明したものである。

【００１４】本発明でいう太陽電池とは、太陽光を電気
に変換し該電気を蓄えるシステムをいい、好ましくは高
光線透過材、太陽電池モジュール、充填樹脂層および裏
面封止フィルムを基本構成とするものであり、例えば図
１に示す構造で、ハウスの屋根に組み込まれるものや、
電気、電子部品等に使用されるものであり、フレキシブ
ルな性質を有するものもある。

【００１５】ここで高光線透過材とは、太陽光を効率よ
く入射させ、内部の太陽電池モジュールを保護するもの
で、好ましくはガラスや高光線透過プラスチックやフィ
ルムなどが用いられる。また、太陽電池モジュールは、
太陽光を電気に変換し蓄えるもので、太陽電池の心臓部
分である。該モジュールは、シリコン、カドミウム−テ
ルル、ゲルマニウム−ヒ素などの半導体が用いられ
る。現在、多用されているものに、単結晶、多結晶シリ
コン、アモルファスシリコン等がある。

【００１６】また、充填樹脂層とは、太陽電池内の太陽
電池モジュールの固定および保護、電気絶縁の目的に用
いられ、中でもエチレンビニルアセテート樹脂が性能と
価格面で好ましく使用される。

【００１７】また、本発明でいう太陽電池裏面封止フィ
ルムとは、太陽電池の裏側の太陽電池モジュールの保護
が重要な役目であり、該フィルムは、太陽電池モジュー
ルが最も嫌う、外部からの水蒸気の進入を遮断するため
に、図２、図３に示すように、水蒸気バリア層（水蒸気
遮断層）が設けられているものが使用される。

【００１８】ここで本発明で言うガスバリア層とは、水
蒸気のバリア性を有する、例えば金属、金属の酸化物を
該フィルムの表層や２層のフィルムの間に層として設け
られた層をいうものであって、ＪIＳＺ０２０８−７３
の規格に準じて測定した水蒸気の透過値が、好ましくは
２．０ｇ／ｍ²／２４Ｈｒ／０．１ｍｍ以下を達成でき
る層をいう。かかる金属としては、アルミニウムが好ま
しく使用され、また、金属の酸化物としては、珪素の酸
化物が好ましく使用されている。また、かかるガスバリ
ア層は、該電地上部から漏れてくる太陽光を反射させる
上に、該反射光も電換し、電換効率を向上させる機能も
有するものである。

【００１９】本発明の太陽電池裏面封止フィルムは、ポ
リエチレンテレフタレートの２軸延伸フィルム（ＰＥＴ
−ＢＯ）に上記の水蒸気のバリア層を設けたものが好ま
しく使用される。

【００２０】ここでポリエチレンテレフタレートとは、
ジカルボン酸成分として、テレフタル酸およびその誘導
体を、また、グリコール成分としてはエチレングリコー
ルを用い、これらをエステル化反応によって高分子化し
てなる結晶性の熱可塑性樹脂である。かかるポリエチレ
ンテレフタレートの融点は、２５０℃以上のものが耐熱
性の上で好ましく、３００℃以下のものが生産性の上で
好ましい。この範囲内であれば、他の成分が共重合され
ていたり、ブレンドされていてもよい。また、機械特性
と生産性の上から問題ない範囲内であれば、滑り剤、着
色剤、帯電防止、低密度化剤等の添加剤が、たとえば５
０重量％以下の範囲で添加されていてもよい。

【００２１】また、２軸延伸フィルムとは、上記のポリ
マーを溶融成形して得られた未延伸、無配向シートを、
２軸に延伸して、熱処理してなるフィルムをいう。該フ
ィルムの厚さは、太陽電池裏面封止フィルムとしての適
正な腰の強さ、加工性、太陽電池の軽量性の上から、２
０〜２００μｍの範囲が好ましい。

【００２２】ここで本発明の太陽電池裏面封止用フィル
ムのＰＥＴ−ＢＯ層は、該封止用フィルムの全層の厚み
の７％以上、より好ましくは１０％以上の厚さの層とし
て存在させ、かつ、かかるＰＥＴ−ＢＯ層は数平均分子
量１８５００〜４００００、好ましくは１９００〜３５
０００の範囲の高分子量ポリエチレンテレフタレートで
構成するのが、耐加水分解性を持たせるために重要であ
る。

【００２３】ここで数平均分子量とは、後述するゾル浸
透クロマトグラフ法（ＧＰＣ法）で測定したもので、該
高分子量層の厚みが、７％未満では、通常のＰＥＴ−Ｂ
Ｏの耐加水分解性を向上させることができず、太陽電池
裏面封止用フィルムの劣化が早い。また、該分子量４０
０００を越えては、実質上重合ができず、溶融成形性、
２軸延伸性から考えて、３５０００以下の分子量である
ものが好ましい。

【００２４】また、かかるＰＥＴ−ＢＯ層は、該封止用
フィルムの表裏面または片面のいずれの形で積層されて
いてもよく、いずれの形であつても、該封止用フィルム
の全厚さに対して、７％以上の厚みで積層されていれば
よいことを意味する。

【００２５】本発明の太陽電池裏面封止用フィルムの加
水分解劣化防止を効果的に達成するには両面に積層され
ている方が好ましい。また、本発明のＰＥＴ−ＢＯ層に
ブレンドまたは表層塗布等の方法で紫外線吸収剤が含ま
れていることは好ましいことである。また、染料や着色
剤、蛍光増白剤等がブレンド、塗布、染色等で各色に着
色されていてもよい。中でも、表面反射率の向上および
耐候性の面から、白色に着色されていることが特に好ま
しい。その場合の白色度は、色差計ハンター法で測定し
た値で７５％以上が好ましい。該白色度が７５％未満で
は反射率が低く、太陽電池の電換効率の向上には効果が
なくなる傾向である。また、太陽電池内部の隠蔽性から
光学濃度計で測定した厚さ１００μｍ換算光学濃度
（Ｆ）が０．８以上（特に好ましくは１．０以上）が好
ましい。

【００２６】本発明のＰＥＴ−ＢＯとしては、フィルム
内に気泡を設け、見かけ密度は１．３７〜０．８５ｇ／
ｃｍ³ 、好ましくは１．３５〜０．９のフィルムが太
陽電池の電換効率向上のひとつである漏れ電流低減（基
材の誘電率低下効果）と軽量化の点で特に好ましく使用
される。ここで、見かけ密度とは、電磁式はかりで測定
した値であり、かかる低見かけ密度層の該密度が１．３
７ｇ／ｃｍ³を越えると、誘電率を低下させる効果がな
く、軽量効果もなくなる傾向となり、また、該密度が
０．８５ｇ／ｍ³未満では、機械強度、電気絶縁性やガ
スバリア性が低下し、本発明の太陽電池裏面封止用フィ
ルムとして使用が難しくなる傾向がある。

【００２７】また、見かけ密度が比較的低いフィルム
は、機械強度やフィルムの表層保護（キズ等の防止）か
ら考えれば、上記見かけ密度を有するフィルムの少なく
とも片面に気泡を有しないフィルム層を複合したものが
特に好ましく使用される。この場合は、該フィルムの表
層が、本発明で言う厚み方向の７％以上が数平均分子量
が１８５００〜４００００のＰＥＴ−ＢＯを用いたもの
が特に好ましい。もちろん、該高分子量ＰＥＴ層単体で
上記の見かけ密度のものを用いてもよい。本発明の太陽
電池裏面封止フィルムは、かかるフィルムが２層以上重
ねて使用されていてもよい。

【００２８】次に本発明の太陽電池裏面封止フィルムの
製造方法について、その一例について説明する。

【００２９】本発明のポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）の製造方法はテレフタル酸またはその誘導体とエ
チレングリコールとを周知の方法でエステル交換反応さ
せることによって得ることができる。従来公知の反応触
媒、着色防止剤を使用することができ、反応触媒として
はアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、亜鉛
化合物、鉛化合物、マンガン化合物、コバルト化合物、
アルミニウム化合物、アンチモン化合物、コバルト化合
物、チタン化合物等、着色防止剤としてはリン化合物等
を挙げることができる。好ましくは、通常ＰＥＴの製造
が完結する以前の任意の段階に置いて、重合触媒として
アンチモン化合物またはゲルマニウム化合物、チタン化
合物を添加することが好ましい。このような方法として
は例えば、ゲルマニウム化合物を例に取ると、ゲルマニ
ウム化合物粉体をそのまま添加する方法や特公昭５４−
２２２３４号公報に記載されているようにＰＥＴの出発
原料であるグリコール成分中にゲルマニウム化合物を溶
解させ添加させる方法等を挙げることができる。

【００３０】本発明の数平均分子量を１８５００〜４０
０００（好ましくは１９０００〜３５０００）にコント
ロールする方法は、上記の方法で一端数平均分子量が１
８０００レベルの通常のＰＥＴポリマーを重合した後、
１９０℃〜ＰＥＴの融点未満の温度で、減圧または窒素
ガスのような不活性気体の流通下で加熱する、いわゆる
固相重合する方法が好ましい。該方法はＰＥＴの未端カ
ルボキシル基量を増加させることなく数平均分子量を高
めることができる。

【００３１】次に、該ポリマーから２軸延伸フィルムに
するには、該ポリマーを必要に応じて乾燥し、公知の溶
融押出機に供給し、スリット状のダイからシートを押出
し、金属ドラムに密着させ該ポリマーのガラス転移点以
下の温度まで冷却して未延伸フィルムを得る。該フィル
ムを同時２軸延伸法や逐次２軸延伸法などの周知の方法
で２軸延伸フィルムを得ることができる。この場合の条
件としては、延伸温度は該ポリマーのガラス転移点（以
下Ｔｇと略称する場合がある）以上Ｔｇ＋１００℃の任
意の条件を選ぶことができ、通常は８０〜１７０℃の温
度範囲が最終的に得られるフィルムの物性と生産性から
好ましい。また延伸倍率はフィルムの長手方向、幅方向
とも１．６〜５．０（好ましくは１．７〜４．５）の範
囲が選べる。また、延伸速度は１０００〜２０００００
％／分であることが好ましい。更に延伸後にフィルムの
熱処理を行うが、幅方向に延伸するテンターに後続する
熱処理室で連続的に熱処理するか、別のオーブンで加熱
したり、加熱ロールでも熱処理できる。熱処理条件は、
温度が１２０〜２４５℃、時間が１〜６０秒の範囲が通
常用いられる。熱処理時に幅方向、長手方向に熱寸法安
定性をよくする目的でリラックス処理が行われてもよ
い。

【００３２】本発明の太陽電池裏面封止用ＰＥＴ−ＢＯ
は、フィルムの厚さ方向の７％以上の厚みが数平均分子
量が１８５００〜４００００の高分子量ＰＥＴが存在す
る。通常分子量ＰＥＴ−ＢＯ層と該高分子量ＰＥＴ−Ｂ
Ｏ層を複合する方法は、上記溶融押出時に各ポリマーを
別々の押出機に供給し、溶融流路内に設けられた複合設
備で両ポリマーを溶融状態で複合し、該複合化した未延
伸シートを作製して上記の条件で延伸、熱処理して得る
方法が一般的である。この方法は、通常ＰＥＴ−ＢＯと
高分子量ＰＥＴ−ＢＯの２層積層体も、例えば高分子量
ＰＥＴ／通常ＰＥＴ−ＢＯ／高分子量ＰＥＴ−ＢＯのよ
うな３層積層体もできる。

【００３３】本発明のＰＥＴ−ＢＯは、ポリマーの重合
時または溶融押出機内で着色剤、染料等を添加してフィ
ルムを種々着色させることができる。特に本発明のＰＥ
Ｔ−ＢＯは白色に着色する方が好ましい。白色に着色す
る場合は、酸化チタン、シリカ、アルミナ、炭酸カルシ
ウム、硫酸バリウム等の白色添加物を添加する。さらに
白色度を高めるためにはチオフェンジイル等の蛍光増白
剤を用いると効果的である。

【００３４】次に、ＰＥＴ−ＢＯ内に気泡を与えて、フ
ィルムの見かけ密度が、１．３７〜０．８５ｇ／ｃ
ｍ³、好ましくは１．３５〜０．９０ｇ／ｃｍ³ のフィ
ルムを得る方法は、ＰＥＴに非相溶なポリマーや微粒子
（有機粒子、無機粒子）を添加し、ＰＥＴ−ＢＯを製造
する（延伸）ことによって得ることができる。

【００３５】該非相溶なポリマーや微粒子とは、本発明
の見かけ密度が得られるものであればよく、かかる非相
溶なポリマーの具体例としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどが用い
られる。また、該ポリマーはホモポリマーでも共重合ポ
リマーでもよい。中でも、臨界表面張力の小さいポリオ
レフィンがよく、ポリプロピレンやポリメチルペンテン
などが密度の低減、耐熱性、誘電率低減の上で好まし
い。

【００３６】これらは、ＰＥＴ中において粒状の形で存
在し、この粒径をコントロールするために相溶化剤を添
加してもよい。かかる相溶化剤としては、例えばポリア
ルキレングリコールまたはその共重合体などを使用する
ことができ、具体的にはポリエチレングリコールやポリ
ピロピレングリコールなどが好ましく使用される。ま
た、かかる非相溶なポリマーに、界面活性剤等を加え
て、微細化することができるが、電気特性や耐熱性、耐
加水分解性等に影響を与えない範囲で添加することがで
きる。

【００３７】また、かかる微粒子の具体例としては、有
機粒子や無機粒子が用いられ、有機粒子の例としては、
シリコン粒子、ポリイミド粒子、架橋スチレン−ジビニ
ルベンゼン共重合体粒子、架橋ポリエステル粒子、フッ
素系粒子などが使用される。また、無機粒子としては、
炭酸カルシウム、二酸化珪素、硫酸バリウムなどが使用
される。

【００３８】次に、かかる非相溶なポリマーや微粒子を
ＰＥＴに添加する方法としては、特に制限されるもので
はないが、非相溶ポリマーを用いた場合、押出機にそれ
ぞれ供給し、該押出機のせん断力を利用して分散させる
方法がコスト面で有利である。また、微粒子を用いる場
合は、重合段階で添加する方法が好ましい。具体的には
エチレングリコールに添加しておく方法などが好まし
い。また、炭酸カルシウム粒子は添加時にリン化合物を
添加し、黄化や発泡を防ぐのが好ましい。

【００３９】また、低密度のＰＥＴ−ＢＯと通常ＰＥＴ
−ＢＯ（低密度でないフィルム）を積層する方法は、上
記で説明した溶融状態で両ポリマーを積層（複合）し、
該積層シートの未延伸シートを２軸に延伸熱処理する方
法が各積層層の厚みをコントロールし易い点で好ましく
使用される。

【００４０】次に、本発明のフィルムにガスバリア性を
持たせる方法について述べる。

【００４１】ガスバリア性を付与させるには、酸化珪
素、酸化アルミニウム等の金属の酸化物やアルミニウム
等の金属を真空蒸着やスパッタリング等の周知の方法で
フィルムの表面に設ける。その厚みは通常１００〜２０
００オングストロームの範囲である。この場合、フィル
ムに直接ガスバリア層を設ける場合と別のフィルムにガ
スバリア層を設け、このフィルムを本発明のフィルム表
面に積層する方法もある。また、金属箔（例えば一般的
なものはアルミニウム箔）をフィルム表面に積層する方
法も用いることができる。この場合の金属箔の厚さは１
０〜５０μｍの範囲が、加工性とガスバリア性から好ま
しい。また、該ガスバリア層は必ずしもフィルムの表面
にある必要がなく、例えば２層のフィルムの間に挟まれ
ていてもよい。

【００４２】本発明の太陽電池は、例えば表１に示す構
成でシステム化される。すなわち、高光線透過性を有す
る基材（ガラス、フィルム等）を表層に置き、シリコン
系等の太陽電池モジュールを、電気を取り出せるリード
線を付与して、エチレンビニルアセテート樹脂等の充填
樹脂で固定し、その後ろ側（裏面）に、本発明の裏面封
止用フィルムを設けて、外装材で固定して得られる。

【００４３】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に詳しく説
明する。＜物性および評価方法、評価基準＞（１）数平均分子量（Ｍｎ）ゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）で、複合また単体
のフィルムをサンプリングして測定した。なお、複合フ
ィルムは顕微鏡観察しながら該当フィルムを研磨してサ
ンプリングした。

【００４４】(1)装置：ゲル浸透クロマトグラフＧＣ
Ｐ−２４４（ＷＡＴＥＲＳ社製） (2)データ処理：（株）東レリサーチセンター製ＧＰＣ
データ処理システム (3)カラム：ＳｈｏｄｅｘＨＦＩＰ８０Ｍ２本
（昭和電工（株）製） (4)溶媒：ヘキサフルオロプロパノール（０．００
５Ｎ−トリフルオロ酢酸ソーダ） (5)流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ (6)温度：２３℃ (7)試料濃度：０．０６％溶解度：完全溶解ろ過：マイショリディスクＷ−１３−５ (8)注入量：０．３００ｍｌ (9)検出器：Ｒ−４０１型示差屈折率器（Ｗ
ＡＴＥＲＳ） (10)分子量公正：ＰＥＴ−ＤＭＴ（標準品）（２）白色度（ハンター法）色差計（日本電色製：ＮＤ−３００Ａ）で下記数値を測
定、下記白色度の計算式から求めた。

【００４５】白色度（Ｗ）＝１００−［（１００−Ｌ）
²＋ａ²＋ｂ²］^1/2 Ｌ：明度、ａ：彩度、ｂ：色相（３）光学濃度（１００μｍ厚み換算値：Ｆ）光学濃度計（マクベス製：ＴＲ−５２４）で透過光束を
測定し、下記式で算出した。

【００４６】光源：可視光線分光組成；色温度３００６°Ｋ（放射の第２定数Ｃ₂
＝１４３８０μ度）のタングステン電球測定環境：温度２３±３℃、湿度６５±１０％ＲＨ計算式：光学濃度＝ｌｏｇ₁₀（Ｆ₀ ／Ｆ）１００／
ｄＦ：試料の透過光束Ｆ₀：試料なしの透過光束ｄ：フィルムの厚み（４）見かけ密度電磁式はかり（研精工業（株）製ＳＤ−１２０Ｌ）で測
定した。

【００４７】（５）耐加水分解性８５℃−９３％ＲＨの雰囲気にフィルムをエージング
し、ＡＳＴＭ−Ｄ６１Ｔによりフィルムの破断伸度を測
定し、エージングなしの破断伸度を１００％にしたとき
の比（保持率）で比較し下記の基準で判定した。

【００４８】 ○ ：保持率が５０％以上 △ ：保持率が３０％〜５０％ × ：保持率が３０％未満（６）耐候性促進試験機アイスパーＵＷテスターを用い、下記サイク
ルを５サイクル行い、上記（５）の引張試験の方法で保
持率を求め下記基準で評価した。

【００４９】１サイクル：温度６０℃、湿度５０％ＲＨ
の雰囲気で８時間紫外線照射した後、結露状態（温度３
５℃、湿度１００％ＲＨ）に４時間エージング。

【００５０】紫外線照射強度：１００ｍＷ／ｃｍ² ○ ：保持率が５０％以上 △ ：保持率が３０〜５０％ × ：保持率が３０％未満（７）反射効率厚さ０．５ｍｍのガラス板に金蒸着（１０００オングス
トローム）した金表面に可視光（５５０ｎｍ）の光を当
て、その反射光を分光計に通し該反射光を電流に変化し
た数値を検出する。この値（Ｔ₀）を１００とする。次
に、黒の紙の上にフィルムを置き、Ｔ₀と同様に反射光
を電流に変えた値（Ｔ）を測定し下記の式で反射効率を
計算した。

【００５１】反射効率＝Ｔ／Ｔ₀×１００（８）反射性上記（７）の値から反射光の電換率の効果を想定して下
記基準で判定した。

【００５２】 ○ ：反射効率が５０％以上 △ ：反射効率が３０〜５０％ × ：反射効率が３０％未満（９）ガスバリア性ＪＩＳＺ０２０８−７３に準じて水蒸気透過率を測定
した。

【００５３】測定条件は温度４０℃、９０％ＲＨとし
た。（１０）加工性１ｍ角の太陽電池裏面封止フィルムを作製し、太陽電池
システムへの組み込み性を考慮した腰の強さを下記基準
で判定した。

【００５４】 ○：腰の強さが適正で、簡単に組み込み加工ができるレ
ベル。

【００５５】 △：腰が弱いか、強すぎて組み込み加工に少し難点があ
るレベル。

【００５６】 ×：腰が弱すぎまたは強すぎて明らかに加工性に難点が
あるレベル。（１１）電気絶縁性ＪＩＳＣ２１５１に準じて絶縁破壊強度（フィルム厚
み１ｍｍ当たりの絶縁破壊電圧）を測定し、この分野で
要求される数値２０ｋＶ／ｍｍを基準に電気絶縁性を下
記判定した。

【００５７】 ○ ：２５ｋＶ／ｍｍ以上 △ ：２０〜２５ｋＶ／ｍｍ × ：２０ｋＶ／ｍｍ未満（１２）誘電率ＪＩＳＣ２１５１に準じて誘電率を測定した。（１３）複合フイルムの複合比〔ＰＥＴ−２／（ＰＥＴ
−１＋ＰＥＴ−２）〕複合フィルムの断面を電子顕微鏡で観察し断面写真から
求めた。実施例１〜３、比較例１ジメチルテレフタレート１００部（以下重量部）にエチ
レングリコール６４部を混合し、さらに触媒として酢酸
亜鉛を０．１部および三酸化アンチモン０．０３部を添
加し、エチレングリコールの環流温度でエステル交換を
行った。

【００５８】これにトリメチルホスフェート０．０８部
を添加して徐々に昇温、減圧にして２７１℃の温度で５
時間重合を行った。得られたポリエチレンテレフラレー
ト（ＰＥＴ）の固有粘度は０．５５であった。該ポリマ
ーを長さ４ｍｍのチップ状に切断した。該ポリマーをＰ
ＥＴ−１とする。

【００５９】このＰＥＴ−１を温度２２０℃、真空度
０．５ｍｍＨｇの条件の回転式の真空装置（ロータリー
バキュームドライヤー）に入れ、２０時間攪拌しながら
加熱した。得られたＰＥＴの固有粘度は０．７３であっ
た。このポリマーをＰＥＴ−２とする。

【００６０】上記で得られたＰＥＴ−１、２を各々温度
１８０℃、真空度０．５ｍｍＨｇ、時間２時間の真空乾
燥を行い、耐候剤（紫外線吸収剤：“チヌビン”Ｐ：チ
バ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）を５重量％
ブレンドし、別々の押出機に投入して溶融流路内で該２
種のポリマーを複合できる装置（ピノール）を通し、Ｐ
ＥＴ−２／ＰＥＴ−１／ＰＥＴ−２の複合構成になる溶
融シートをＴダイから押出し、２５℃に保った冷却ドラ
ムに静電印加密着してキャストした。得られたシートの
厚さは０．７ｍｍであった。また押出温度は両ポリマー
とも２７０〜２９０℃であった。また、ＰＥＴ−１の押
出機の口径は９０ｍｍ、ＰＥＴ−２の押出機の口径は４
０ｍｍであった。両押出機の押出量をコントロールし、
上記複合比〔ＰＥＴ−２／（ＰＥＴ−１＋ＰＥＴ−
２）〕が６％、７．２％、１１％、２０％の４種類を得
た。

【００６１】このシートを逐次２軸延伸法で温度９０℃
でフィルムの長手方向に３．０倍延伸し、引き続き後続
するテンターに該フィルムを供給し、温度９５℃で幅方
向に３．０倍延伸した。さらにその後２２０℃で熱処理
し４種類の厚さ５０μｍのフィルムを得た。

【００６２】上記の複合比が６％のものをフィルム−
１、７．２％のものをフィルム−２、１１％のものをフ
ィルム−３、２０％のものをフィルム−４とした。該フ
ィルムの片面にアルミニウムを６００オングストローム
の厚さに真空蒸着した。該蒸着は太陽電池使用時の反射
性を目的としたものである。

【００６３】一方、１２μｍのＰＥＴ−ＢＯ（東レ製
“ルミラー”Ｐ１１）に酸化珪素（ＳｉＯ₂）をスパッ
タリングし８００オングストロームの厚さの酸化珪素膜
形成フィルムを得た。該スパッタリングフィルムを下記
の接着剤を介してフィルム−１〜４のフィルムの片面
（アルミニウム蒸着面の反対面）に積層した。

【００６４】接着剤；ウレタン系の接着剤（“アド
コート”７６Ｐ１：東洋モートン社製）上記接着剤は、主剤１０重量部に対し硬化剤１重量部の
割合で混合し、酢酸エチルで３０重量％に調整し、スパ
ッタリングフィルムの非スパッタリング面にグラビアロ
ール法で溶剤乾燥後の塗布厚みが５μｍ厚みになるよう
塗布した。乾燥温度は１００℃とした。また、積層の条
件はロールラミネーターで６０℃の温度で１ｋｇ／ｃｍ
の圧力で行い、硬化条件は６０℃で３日間とした。得ら
れた４種類のフィルムを封止フィルム−１〜４とした。比較例２実施例１の方法で得られたＰＥＴ−１を実施例１の方法
でＰＥＴ−１単体からなる厚さ５０フィルムμｍのフィ
ルム−５を得た。該フィルムを実施例１の方法で太陽電
池裏面封止用フィルムを作製した（封止フィルム−５と
する）。

【００６５】実施例１〜３、比較例１、２の５種類の太
陽電池裏面封止用フィルムの評価結果を第１表に示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】実施例１〜３の太陽電池裏面封止用フィル
ムは、耐加水分解性が、比較例のものに比べて格段に優
れており、さらに、ガスバリア性、電気絶縁性、反射性
等の諸特性も満足している。

【００６８】一方、比較例１のものは、耐加水分解性が
充分でない。また、耐加水分解性は、数平均分子量の高
い高分子量フィルム層が増加して行くほど向上し、該積
層比が７％以上（好ましくは１０％）必要であることが
判る。実施例４〜６、比較例３実施例１の方法で得たＰＥＴ−２の重合において、高重
合化する温度を１９０〜２３０℃、時間１０〜２３時間
変化させ、ポリマーの固有粘度が０．６０、０．６６、
０．７０、０．８１の４種のＰＥＴポリマーを得た。こ
の４種類のポリマーとＰＥＴ−１のポリマーに平均粒径
が０．５μｍの酸化チタン微粒子を１７重量％と蛍光増
白剤（UVITEX OB：チオフェンジイル系チバ・スペシ
ャリティ・ケミカルズ（株）社製）を０．２重量％添加
して実施例１の方法および複合構成で表層ＰＥＴ層の重
合度が異なり、かつ白色に着色した４種類の厚さ５０μ
ｍの複合２軸延伸ＰＥＴフィルム（複合比は実施例３と
同じ）を得た。ただし、実施例１の場合と異なり耐候剤
は添加しなかった。

【００６９】得られたフィルムに実施例の方法で酸化珪
素スパッタリングフィルムを積層し、４種類の封止フィ
ルム（ポリマーの固有粘度が０．６０〜０．８１のもを
順に封止フィルム−６〜９とする）を得た。なお、実施
例１のように酸化珪素スパッタリングフィルム積層面の
反対面へのアルミニウム蒸着は施さなかった。比較例４ＰＥＴ−１に酸化チタン、蛍光増白剤を添加した（実施
例４で用いたＰＥＴ−１）ＰＥＴポリマー単体からなる
２軸延伸ＰＥＴフィルムを比較例２の方法で作製し、実
施例４の方法で太陽電池裏面封止フィルムを作製した
（封止フィルム−１０とする）。

【００７０】実施例４〜６および比較例３、４の太陽電
池裏面封止フィルムの評価結果を表２に示す。

【００７１】

【表２】

【００７２】実施例４〜６の本発明の太陽電池裏面封止
フィルムは、白色化させたもので、第１表の実施例１〜
３と比較すると紫外線吸収剤を用いていないにもかかわ
らず耐候性が向上し、光の反射率が大きくなり反射性が
更に改善されることが判る。一方、比較例３の封止フィ
ルムは、比較例１の場合と同様で高分子量ＰＥＴ（ＰＥ
Ｔ−２）の厚み比率が本発明でいう７％未満であるた
め、白色化しても本発明の目的である耐加水分解性は改
善されない。比較例４も同様で、高分子量ＰＥＴ（ＰＥ
Ｔ−２）の層を有しないので白色化しても耐加水分解性
は改善されない。実施例７〜９実施例５の方法および複合構成で、酸化チタンの添加量
を５重量％、８重量％、１５重量％添加した３種類の複
合フィルムを作製し、各フィルムの片面に実施例５と同
様にして酸化珪素スパッタリングフィルムを積層した。
酸化チタンの添加量が５重量％のものから順に封止フィ
ルム−１１〜１３とする。

【００７３】実施例７〜９の本発明の太陽電池裏面封止
フィルムは、酸化チタンの添加量を変更して白色度を変
化させたものである。酸化チタンの添加量の少ない実施
例７の封止フィルムは白色度が低く、反射率が低下する
傾向がある。また、表１の実施例１〜３の封止フィルム
の反射率と比較すると、白色度が７５以上、光学濃度
（１００μｍ換算；Ｆ）が０．８以上が好ましいことも
判る。実施例１０ジメチレンテレフタレート１００重量部、エチレングリ
コール６４重量部と酢酸カルシウム０．０９重量部を触
媒として定法に従いエステル交換せしめ、トリメチルホ
スフェート含有量０．２０重量％含有したエチレングリ
コール溶液を添加し、さらに平均粒径１．１μｍの炭酸
カルシウムを７重量％含有するエチレングリコールスラ
リーを添加して、三酸化アンチモン０．０３重量％し、
固有粘度が０．５８のＰＥＴポリマーを得た。該ポリマ
ーと実施例５で使用した高重合ＰＥＴを実施例５の方
法、複合構成で複合２軸延伸フィルムとした。延伸条件
は、延伸温度は両軸とも９５℃、延伸倍率は両軸とも
３．２倍とした。該フィルムを実施例５と同様に酸化珪
素スパッタリングフィルムを積層して封止フィルム−１
４を得た。実施例１１実施例１０の方法で、炭酸カルシウムの添加量を１２重
量％とし、フィルムの延伸温度は両軸とも９２℃で延伸
倍率は縦に２．９倍、横に３．０倍とした。他の条件は
実施例１０と同様にした。このようにして得られた太陽
電池裏面封止フィルムを封止フィルム−１５とする。実施例１２実施例１０の方法で、炭酸カルシウムの添加量を３０重
量％とし、フィルムの延伸温度は両軸とも８５℃で延伸
倍率は縦に３．２倍、横に３．１倍とした。他の条件は
実施例１０と同様にした。このようにして得られた太陽
電池裏面封止フィルムを封止フィルム−１６とする。実施例１３実施例１０の方法で、炭酸カルシウムの添加量を１２重
量％とし、フィルムの延伸温度は両軸とも９５℃で延伸
倍率は縦に４．２倍、横に４．３倍とした。他の条件は
実施例１０と同様にした。このようにして得られた太陽
電池裏面封止フィルムを封止フィルム−１７とする。比較例５フィルムとしては、デュポン社製フッ素系フィルム“テ
ドラー”ＴＷＨ２０ＢＳ３（５０μｍを用い、実施例１
の方法で酸化珪素スパッタリングフィルムを積層した。
このようにして作製した太陽電池裏面封止用フィルムを
封止フィルム−１８とする。

【００７４】実施例１０〜１３および比較例５の太陽電
池裏面封止用フィルムの評価結果を表３および表４に示
す。

【００７５】

【表３】

【００７６】

【表４】

【００７７】実施例１０〜１３の本発明の太陽電池裏面
封止フィルムは、ＰＥＴ−１（通常分子量ＰＥＴポリマ
ー層）に気泡を形成し、その両表層に高重合ＰＥＴ層
（ＰＥＴ−２）を複合したものである。実施例１０の封
止フィルムから順に見かけ密度を低下させた。該密度が
１．３７（好ましくは１．３５以下）以下から漏れ電流
を防止するために必要な誘電率の低減効果が発現する。
該密度が小さくなると、誘電率の低減、軽量化の効果が
大きくなるが、電気絶縁性、太陽電池への加工性が低下
するし、ガスバリア性も低下する傾向にある。この点か
ら、該密度は０．８以上（好ましくは０．９以上）が好
ましい。

【００７８】比較例５の太陽電池裏面封止フィルムは、
フッ素系フィルムでこの分野に使用されているポリフッ
化ビニルフィルムを使用したもので、その評価結果を第
４表に示す。

【００７９】耐候性、耐加水分解性、光の反射性等は優
れるが、電気絶縁性、ガスバリア性やフィルムの腰が弱
く太陽電池の加工性に劣る。この分野に適用させるに
は、フィルムを厚くしたり、ガスバリア層として比較的
厚い金属層を設ける必要がある。また該フィルムは見か
け密度が高く、このことを併せて考えると最近要求され
ている軽量化には逆行する。また、さらに太陽電池の電
換効率を向上させるための漏れ電流防止のための誘電率
が高いのも問題である。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、比較的安価なＰＥＴフ
ィルムを用いるにも拘わらず、耐加水分解性、耐候性が
改善され、かつ、高反射性および漏れ電流低減による太
陽電池の電換効率をさらに向上させることができ、さら
に軽量化も実現することができる。

【００８１】本発明の太陽電池裏面封止用フィルムは、
屋根材として用いられる太陽電池はもちろんのこと、可
とう性（フレキシブル性）を有する太陽電池や電子部品
（時計、電卓、コンピューター関係、携帯電話）等にも
好適に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この図は、本発明の太陽電池裏面封止フィルム
を用いてなる太陽電池の断面図を示すものである。

【図２】この図は、フィルムの片面にガスバリア層を有
する太陽電池裏面封止フィルムの構造の一例を示す断面
図である。

【図３】この図は、２層のフィルムの間にガスバリア層
を有する太陽電池裏面封止フィルムの構造を示す他の一
例の断面図である。

【符号の説明】

１：高光線透過材２：太陽電池モジュール３：裏面封止フィルム４：リード線５：充填樹脂層６：外装シール７：ガスバリア層８：フィルム層

フロントページの続きＦターム(参考） 4F006 AA35 AB73 AB74 BA05 CA08 DA01 4F071 AA46 AB18 AE09 AF08 AF08Y AF34 AF34Y AH12 AH19 BB06 BC01 5F051 BA18 JA02 JA04 JA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエチレンテレフタレートフィルムが複
合されたガスバリア層を有するフィルムであって、該ポ
リエチレンテレフタレートフィルムが、数平均分子量１
８５００〜４００００の範囲内のポリマーで構成され、
かつ、全フィルム厚みの７％以上の厚さを有することを
特徴とする太陽電池裏面封止用フィルム。
【請求項２】該太陽電池裏面封止用フィルムの白色度が
７５％以上であることを特徴とする請求項１記載の太陽
電池裏面封止用フィルム。
【請求項３】該ポリエチレンテレフタレートフィルム
が、見かけ密度が１．３７〜０．８５ｇ／ｃｍ³の範囲
内にある２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
であることを特徴とする請求項１または２記載の太陽電
池裏面封止用フィルム。
【請求項４】該太陽電池裏面封止用フィルムが、ＪIＳ
Ｚ０２０８−７３の規格に準じて測定した水蒸気の透過
値が、２．０ｇ／ｍ²／２４Ｈｒ／０．１ｍｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太
陽電池裏面封止用フィルム。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池
裏面封止用フィルムを太陽電池システムに使用したこと
を特徴とする太陽電地。