JP2005322687A - Backsheet for solar cell module and solar cell module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池を構成するユニットである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に関し、詳細には耐熱性、耐候性、水蒸気や酸素ガス等に対するガスバリア性、耐久性、堅牢性及びその他の諸特性に優れ、かつ良好な製造性及び低コスト性を有する太陽電池モジュール用バックシートに関するものである。 The present invention relates to a back sheet for a solar cell module that is a unit constituting a solar cell and a solar cell module using the back sheet, and in particular, heat resistance, weather resistance, gas barrier property against water vapor, oxygen gas, etc., durability, and robustness. The present invention relates to a back sheet for a solar cell module that has excellent properties and other characteristics, and has good manufacturability and low cost.
近年、地球温暖化等の環境問題に対する意識の高まりから、クリーンエネルギー源としての太陽光発電が注目され、種々の形態からなる太陽電池が開発されている。この太陽電池は、一般的には直列又は並列に配線された複数枚の太陽電池セルをパッケージングし、ユニット化した複数の太陽電池モジュールから構成されている。 In recent years, solar power generation as a clean energy source has attracted attention due to increasing awareness of environmental problems such as global warming, and solar cells having various forms have been developed. This solar battery is generally composed of a plurality of solar battery modules that are packaged by a plurality of solar battery cells wired in series or in parallel.
上記太陽電池モジュールは、屋外で長期間使用し得る十分な耐久性、耐候性等が要求される。図4に示すように、一般的な太陽電池モジュール51の具体的な構造としては、ガラス等からなる透光性基板52と、エチレン酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂からなる充填剤層53と、光起電力素子としての複数枚の太陽電池セル54と、上記充填剤層53と同様の充填剤層55と、太陽電池モジュール用バックシート56とがこの順に積層され、真空加熱ラミネーション法等により一体成形されている。
The solar cell module is required to have sufficient durability and weather resistance that can be used outdoors for a long period of time. As shown in FIG. 4, a specific structure of a general
上記太陽電池モジュール用バックシート56は、耐候性、耐久性、ガスバリア性等が要求されているため、従来、ガスバリア性を発現する無機物層57の表面及び裏面を一対の合成樹脂層58でサンドイッチした積層体が採用されている。具体的には、(a)一対のポリフッ化ビニルフィルムでアルミニウム箔をサンドイッチした構造の太陽電池モジュール用バックシート(特開平6−177412号公報等参照)、(b)ポリエステル樹脂からなる耐熱、耐候性プラスチックフィルムの一方の面に無機酸化物薄膜層を積層し、さらにこの薄膜層の外面に同様の耐熱、耐候性プラスチックフィルムを積層した構造の太陽電池モジュール用バックシート(特開2002−134771公報等参照)などが開発されている。
上記太陽電池モジュールにおいて、内部に水蒸気、酸素ガス等が侵入すると、充填剤層53、55の剥離及び変色、配線の腐食、太陽電池セル54の機能低下等を招来するおそれがある。そのため、上記太陽電池モジュール用バックシート56には、耐候性及び耐熱性に加えて、水蒸気、酸素ガス等に対するガスバリア性が要求される。
In the solar cell module, when water vapor, oxygen gas or the like enters the inside, there is a risk of peeling and discoloration of the
一方、上記(a)のアルミニウム箔を合成樹脂層でサンドイッチした従来の太陽電池モジュール用バックシートは、合成樹脂層としてテドラーフィルムが多く用いられている。このテドラーフィルムは機械的強度が弱い上に高価であるため、太陽電池モジュールの低価格化に障害となっている。また、当該(a)の太陽電池モジュール用バックシートは、積層時等にアルミニウム箔に亀裂等の欠陥が生じやすく、取扱いが困難で生産性も悪いという不都合がある。 On the other hand, in the conventional solar cell module backsheet in which the aluminum foil of (a) is sandwiched between synthetic resin layers, a Tedlar film is often used as the synthetic resin layer. Since this Tedlar film has a low mechanical strength and is expensive, it is an obstacle to reducing the cost of solar cell modules. Moreover, the solar cell module backsheet of (a) has the disadvantages that defects such as cracks are likely to occur in the aluminum foil during lamination, and the handling is difficult and the productivity is poor.
また、上記(b)の無機酸化物薄膜層を合成樹脂層でサンドイッチした従来の太陽電池モジュール用バックシートは、この無機酸化物薄膜層を例えば生産性に優れた代表的製膜方法である真空蒸着法で形成する場合、均一かつ緻密な無機酸化物薄膜層の形成が困難であり、無機酸化物薄膜層に粒界やピンホール、クラック等の欠陥が生じやすく、水蒸気、酸素ガス等に対する十分なガスバリア性を確保することが困難である。 In addition, the conventional back sheet for a solar cell module in which the inorganic oxide thin film layer (b) is sandwiched between synthetic resin layers is a vacuum that is a typical film forming method with excellent productivity, for example. When formed by vapor deposition, it is difficult to form a uniform and dense inorganic oxide thin film layer, and the inorganic oxide thin film layer is prone to defects such as grain boundaries, pinholes, and cracks. It is difficult to ensure a good gas barrier property.
本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、耐熱性、耐候性、耐久性、耐水性、堅牢性等の諸特性に優れ、特に水蒸気、酸素ガス等に対するガスバリア性に優れており、かつ良好な製造性及び低コスト性を有する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の提供を目的とするものである。 The present invention has been made in view of these disadvantages, and is excellent in various properties such as heat resistance, weather resistance, durability, water resistance, fastness and the like, and particularly excellent in gas barrier properties against water vapor, oxygen gas, etc. It is another object of the present invention to provide a solar cell module backsheet having good manufacturability and low cost and a solar cell module using the backsheet.
上記課題を解決するためになされた発明は、バリアシートを備えており、このバリアシートが合成樹脂製の基材フィルムとこの基材フィルムの両面(表面及び裏面を意味する)に積層される一対のアルミニウム蒸着層とを有している太陽電池モジュール用バックシートである。 The invention made in order to solve the above-mentioned problems is provided with a barrier sheet, and the barrier sheet is laminated on a synthetic resin base film and both surfaces (meaning the front and back surfaces) of the base film. It is a solar cell module backsheet which has an aluminum vapor deposition layer.
当該太陽電池モジュール用バックシートは、基材フィルムの両面に積層される2層のアルミニウム蒸着層を有していることから、水蒸気、酸素ガス等に対する高いガスバリア性を有している。また、当該太陽電池モジュール用バックシートは、アルミニウム蒸着層にピンホール等の欠陥があっても、その欠陥位置が両面のアルミニウム蒸着層で一致することが殆どなく、ガスバリア性の低下が抑制される。さらに、当該太陽電池モジュール用バックシートは、曲折された場合でも、山側のアルミニウム蒸着層の密度が低下し、谷側のアルミニウム蒸着層の密度が増大する結果、曲折部分でのガスバリア性の低下が抑制される。従って、当該太陽電池モジュール用バックシートは、高い耐熱性、耐候性、耐久性、強度及びその他の諸特性を有しており、特に優れたガスバリア性を有している。 Since the solar cell module backsheet has two aluminum deposited layers laminated on both sides of the base film, it has a high gas barrier property against water vapor, oxygen gas, and the like. Moreover, even if the aluminum vapor deposition layer has defects such as pinholes, the solar cell module backsheet hardly causes the defect positions to coincide with each other on both sides of the aluminum vapor deposition layer, thereby suppressing a decrease in gas barrier properties. . Furthermore, even when the solar cell module backsheet is bent, the density of the aluminum vapor deposition layer on the mountain side decreases and the density of the aluminum vapor deposition layer on the valley side increases, resulting in a decrease in gas barrier properties at the bent portion. It is suppressed. Therefore, the solar cell module backsheet has high heat resistance, weather resistance, durability, strength, and other characteristics, and has particularly excellent gas barrier properties.
また、当該太陽電池モジュール用バックシートは、均一かつ緻密で良好なガスバリア性を有するアルミニウム蒸着層の積層が比較的容易であり、その結果、アルミニウム箔や無機酸化物薄膜層を合成樹脂層でサンドイッチした構造の上記従来の太陽電池モジュール用バックシートと比較してコストの低廉化を図ることができる。さらに、当該太陽電池モジュール用バックシートは、アルミニウム蒸着層表面が金属光沢を有しているため、太陽電池セルを透過した光線を反射して再利用に供し、発電効率を高めることができる。 In addition, the solar cell module backsheet is relatively easy to stack a uniform and dense aluminum vapor deposition layer having a good gas barrier property. As a result, an aluminum foil or an inorganic oxide thin film layer is sandwiched between synthetic resin layers. Compared with the conventional solar cell module backsheet having the above structure, the cost can be reduced. Furthermore, since the aluminum vapor deposition layer surface has a metallic luster, the solar cell module backsheet can reflect the light beam that has passed through the solar cell and reuse it, thereby improving the power generation efficiency.
当該太陽電池モジュール用バックシートは、複数の上記バリアシートを接着層を介して積層するとよい。このように複数の上記バリアシートを積層することで、当該太陽電池モジュール用バックシートのガスバリア性、耐熱性、耐候性、耐久性、強度及びその他の諸特性を格段に向上することができる。また、当該太陽電池モジュール用バックシートは、4層以上のアルミニウム蒸着層が積層されているため、アルミニウム蒸着層にピンホール等の欠陥がある場合や曲折された場合でも、ガスバリア性の低下が格段に抑制される。また、当該太陽電池モジュール用バックシートは、対向して重畳される一対のアルミニウム蒸着層間に接着層が充填されていることから、かかる一対のアルミニウム蒸着層にキズ、凹部等のバリア機能の低い部分があっても接着層によって封止及び保護され、その結果、水蒸気、酸素ガス等に対するガスバリア性がさらに向上する。 The said solar cell module backsheet is good to laminate | stack the said some barrier sheet through an adhesive layer. Thus, by laminating | stacking the said several barrier sheet, the gas barrier property of the said solar cell module backsheet, heat resistance, a weather resistance, durability, intensity | strength, and other various characteristics can be improved significantly. In addition, since the solar cell module backsheet has four or more aluminum vapor-deposited layers laminated, even when the aluminum vapor-deposited layer has defects such as pinholes or is bent, the gas barrier property is remarkably lowered. To be suppressed. In addition, since the back sheet for the solar cell module is filled with an adhesive layer between a pair of aluminum vapor deposition layers that are superimposed on each other, a portion having a low barrier function such as a scratch or a recess is formed on the pair of aluminum vapor deposition layers. Even if there is, it is sealed and protected by the adhesive layer, and as a result, the gas barrier property against water vapor, oxygen gas and the like is further improved.
上記接着層はドライラミネート用接着剤から形成するとよい。このようにドライラミネート用接着剤を用いることで、複数のバリアシートの接着強度ひいては当該太陽電池モジュール用バックシートの耐久性、堅牢性透が向上し、さらに上記アルミニウム蒸着層の欠陥の封止及び保護機能が向上する。 The adhesive layer is preferably formed from an adhesive for dry lamination. Thus, by using the adhesive for dry lamination, the adhesive strength of the plurality of barrier sheets, and thus the durability and robustness of the back sheet for the solar cell module are improved. Protection function is improved.
上記ドライラミネート用接着剤としてはポリウレタン系接着剤が好ましい。このようにポリウレタン系接着剤を用いることで、当該太陽電池モジュール用バックシートの屋外での長期間使用に起因するバリアシートの接着強度低下やデラミネーションが防止され、さらに接着層の黄変等の劣化が低減される。 As the dry laminate adhesive, a polyurethane adhesive is preferable. By using the polyurethane-based adhesive in this way, a decrease in the adhesive strength and delamination of the barrier sheet due to long-term outdoor use of the solar cell module backsheet is prevented, and further, the yellowing of the adhesive layer, etc. Degradation is reduced.
上記アルミニウム蒸着層の外面(基材フィルム側と反対側の面)に合成樹脂層を積層するとよい。このようにアルミニウム蒸着層外面に合成樹脂層を積層することで、アルミニウム蒸着層外面が封止及び保護され、その結果、バリアシートの取扱性、耐久性、経年劣化防止性、堅牢性等が向上し、アルミニウム蒸着層にキズ、凹部等の欠陥があってもガスバリア性低下が抑制され、さらに太陽電池セルとの短絡等の不都合が防止される。 It is good to laminate | stack a synthetic resin layer on the outer surface (surface on the opposite side to the base film side) of the said aluminum vapor deposition layer. By laminating the synthetic resin layer on the outer surface of the aluminum vapor deposition layer in this way, the outer surface of the aluminum vapor deposition layer is sealed and protected, and as a result, the handleability, durability, anti-aging, robustness, etc. of the barrier sheet are improved. However, even if there are defects such as scratches and recesses in the aluminum vapor deposition layer, the gas barrier property is prevented from being lowered, and inconveniences such as a short circuit with the solar battery cell are prevented.
上記合成樹脂層は、ポリエステル系樹脂を含むとよい。かかるポリエステル系樹脂はアルミニウムとの接着強度が良好であるため、アルミニウム蒸着層と合成樹脂層との接着強度が向上し、その結果アルミニウム蒸着層の表面保護性が向上する。 The synthetic resin layer may include a polyester resin. Since such a polyester resin has good adhesive strength with aluminum, the adhesive strength between the aluminum deposited layer and the synthetic resin layer is improved, and as a result, the surface protection of the aluminum deposited layer is improved.
上記合成樹脂層中に白色顔料を分散含有するとよい。このようにアルミニウム蒸着層外面に積層される合成樹脂層中に白色顔料を分散含有することで、合成樹脂層ひいては当該太陽電池モジュール用バックシートの耐熱性、熱的寸法安定性、耐候性、強度、経年劣化防止性等が向上する。また、当該太陽電池モジュール用バックシートは、外面の合成樹脂層中に白色顔料を分散含有することで、太陽電池セルを透過し、アルミニウム蒸着層で反射した光線を拡散させる機能が付加され、より発電効率を高めることができる。 A white pigment may be dispersed in the synthetic resin layer. Thus, by containing a white pigment dispersedly in the synthetic resin layer laminated on the outer surface of the aluminum vapor deposition layer, the heat resistance, thermal dimensional stability, weather resistance, strength of the synthetic resin layer and thus the back sheet for the solar cell module In addition, the aging deterioration prevention property is improved. In addition, the back sheet for the solar cell module has a function of diffusing the light beam that is transmitted through the solar cell and reflected by the aluminum vapor deposition layer by containing a white pigment in the synthetic resin layer on the outer surface. Power generation efficiency can be increased.
上記基材フィルム中にも白色顔料を分散含有するとよい。このように基材フィルム中に白色顔料を分散含有することで、基材フィルムの耐熱性、熱的寸法安定性、強度、耐候性等が向上し、バリアシート製造時におけるアルミニウム蒸着層への欠陥の発生が低減される。 A white pigment may be dispersed and contained in the base film. Thus, by containing a white pigment in the base film in a dispersed manner, the heat resistance, thermal dimensional stability, strength, weather resistance, etc. of the base film are improved, and defects in the aluminum vapor deposition layer during barrier sheet production Is reduced.
上記白色顔料の周囲にボイド(空隙)を有するとよい。このように、上記白色顔料の周囲にボイドを有することで、合成樹脂層及び基材フィルム中での白色顔料の均一分散性が向上し、当該合成樹脂層及び基材フィルムの生産性や耐久性、耐候性、強度、光拡散性等の諸特性が向上する。加えて、当該合成樹脂層にあっては、太陽電池セルを透過した光線の反射性及び光拡散性が向上し、発電効率がさらに高められる。また、当該基材フィルムにあっては、バリアシート製造時におけるアルミニウム蒸着層への欠陥の発生がさらに低減される。 It is preferable to have a void (void) around the white pigment. Thus, by having a void around the white pigment, the uniform dispersibility of the white pigment in the synthetic resin layer and the base film is improved, and the productivity and durability of the synthetic resin layer and the base film are improved. Various properties such as weather resistance, strength, and light diffusibility are improved. In addition, in the synthetic resin layer, the reflectivity and light diffusibility of the light transmitted through the solar battery cell are improved, and the power generation efficiency is further increased. Moreover, in the said base film, generation | occurrence | production of the defect to the aluminum vapor deposition layer at the time of barrier sheet manufacture is further reduced.
上記基材フィルムの形成材料としてはポリエチレンテレフタレートが好ましい。かかるポリエチレンテレフタレートを主ポリマーとして基材フィルムを形成することで、基材フィルムの耐熱性、熱的寸法安定性、耐候性等が向上し、加えてバリアシート製造時におけるアルミニウム蒸着層への欠陥の発生が低減される。 Polyethylene terephthalate is preferable as a material for forming the base film. By forming a base film using such polyethylene terephthalate as the main polymer, the heat resistance, thermal dimensional stability, weather resistance, etc. of the base film are improved. Occurrence is reduced.
上記基材フィルムのアルミニウム蒸着面に、コロナ放電処理及び/又はアンカーコート処理を施すとよい。このように基材フィルムのアルミニウム蒸着面にコロナ放電処理及び/又はアンカーコート処理を施すことで、基材フィルムとアルミニウム蒸着層との接着強度が向上し、さらに緻密かつ均一なアルミニウム蒸着層を形成することができる。 Corona discharge treatment and / or anchor coating treatment may be performed on the aluminum vapor deposition surface of the base film. By performing corona discharge treatment and / or anchor coating treatment on the aluminum deposition surface of the base film in this way, the adhesive strength between the base film and the aluminum deposition layer is improved, and a dense and uniform aluminum deposition layer is formed. can do.
上記アンカーコート処理にはポリエステル系アンカーコート剤を用いるとよい。かかるポリエステル系アンカーコート剤を基材フィルム蒸着面に積層することで、基材フィルムとアルミニウム蒸着層との接着強度が格段に向上する。 A polyester anchor coating agent may be used for the anchor coating treatment. By laminating such a polyester anchor coating agent on the base film deposition surface, the adhesive strength between the base film and the aluminum deposition layer is remarkably improved.
従って、透光性基板と、充填剤層と、光起電力素子としての太陽電池セルと、充填剤層と、当該太陽電池モジュール用バックシートとがこの順に積層されている太陽電池モジュールは、当該太陽電池モジュール用バックシートの高いガスバリア性、耐候性その他の諸特性によって耐久性、耐候性、寿命等が飛躍的に向上し、加えて製造コストの低減化を促進することができる。 Therefore, the solar cell module in which the translucent substrate, the filler layer, the solar battery cell as the photovoltaic element, the filler layer, and the solar cell module backsheet are laminated in this order is The high gas barrier property, weather resistance, and other characteristics of the back sheet for solar cell module can dramatically improve durability, weather resistance, life, and the like, and can further promote reduction in manufacturing cost.
以上説明したように、本発明の太陽電池モジュール用バックシートは、耐熱性、耐候性及びその他の諸特性に優れ、特に水蒸気、酸素ガス等に対するガスバリア性に優れ、かつ良好な製造性及び低コスト性を有している。また、当該太陽電池モジュール用バックシートを用いた太陽電池モジュールは、耐久性、耐候性、寿命等が飛躍的に向上し、加えて製造コストの低減化を促進することができる。 As described above, the solar cell module backsheet of the present invention is excellent in heat resistance, weather resistance and other properties, particularly excellent in gas barrier properties against water vapor, oxygen gas, etc., and has good manufacturability and low cost. It has sex. Moreover, the solar cell module using the back sheet for solar cell module can drastically improve durability, weather resistance, life and the like, and can further promote reduction in manufacturing cost.
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。図1は本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール用バックシートを示す模式的断面図、図2は図1の太陽電池モジュール用バックシートとは異なる形態に係る太陽電池モジュール用バックシートを示す模式的断面図、図3は図1の太陽電池モジュール用バックシートを用いた太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a back sheet for a solar cell module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a back sheet for a solar cell module according to a different form from the back sheet for a solar cell module of FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a solar cell module using the solar cell module backsheet of FIG.
図1の太陽電池モジュール用バックシート1は、バリアシート2から構成されている。このバリアシート2は、基材フィルム3と、この基材フィルム3の両面(表面及び裏面)に積層される一対のアルミニウム蒸着層4とを備えている。アルミニウム蒸着層4は、水蒸気、酸素ガス等に対するガスバリア性を有している。
The solar
基材フィルム3は、合成樹脂を材料とするシート成形により形成されている。かかる基材フィルム3に用いられる合成樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。上記樹脂の中でも、高い耐熱性、強度、耐候性、耐久性、水蒸気等に対するガスバリア性等を有し、アルミニウム蒸着条件等に耐え、アルミニウム蒸着層4との密接着性に優れているポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂及び環状ポリオレフィン系樹脂が好ましい。
The
上記ポリエステル系樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。これらのポリエステル系樹脂の中でも、耐熱性、耐候性等の諸機能面及び価格面のバランスが良好なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。 Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate. Among these polyester-based resins, polyethylene terephthalate is particularly preferable because it has a good balance between various functions such as heat resistance and weather resistance, and price.
上記フッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体からなるペルフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー(FEP)、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー(EPE)、テトラフルオロエチレンとエチレン又はプロピレンとのコポリマー(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂(PCTFE)、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマー(ECTFE)、フッ化ビニリデン系樹脂(PVDF)、フッ化ビニル系樹脂(PVF)等が挙げられる。これらのフッ素系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れるポリフッ化ビニル系樹脂(PVF)やテトラフルオロエチレンとエチレン又はプロピレンとのコポリマー(ETFE)が特に好ましい。 Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA) made of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether, and a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene (FEP). Copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether and hexafluoropropylene (EPE), copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene or propylene (ETFE), polychlorotrifluoroethylene resin (PCTFE), ethylene and chlorotrifluoroethylene Copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), vinyl fluoride resin (PVF), and the like. Among these fluororesins, polyvinyl fluoride resin (PVF) and a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene or propylene (ETFE) which are excellent in strength, heat resistance, weather resistance and the like are particularly preferable.
上記環状ポリオレフィン系樹脂としては、例えばa)シクロペンタジエン(及びその誘導体)、ジシクロペンタジエン(及びその誘導体)、シクロヘキサジエン(及びその誘導体)、ノルボルナジエン(及びその誘導体)等の環状ジエンを重合させてなるポリマー、b)当該環状ジエンとエチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン系モノマーの1種又は2種以上とを共重合させてなるコポリマー等が挙げられる。これらの環状ポリオレフィン系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れるシクロペンタジエン(及びその誘導体)、ジシクロペンタジエン(及びその誘導体)又はノルボルナジエン(及びその誘導体)等の環状ジエンのポリマーが特に好ましい。 As the cyclic polyolefin resin, for example, a) cyclic dienes such as cyclopentadiene (and derivatives thereof), dicyclopentadiene (and derivatives thereof), cyclohexadiene (and derivatives thereof), norbornadiene (and derivatives thereof) are polymerized. And b) a copolymer obtained by copolymerizing the cyclic diene with one or more olefinic monomers such as ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, styrene, butadiene, and isoprene. . Among these cyclic polyolefin resins, cyclopentadiene (and derivatives thereof), dicyclopentadiene (and derivatives thereof) or norbornadiene (and derivatives thereof) such as polymers having excellent strength, heat resistance, and weather resistance are particularly preferred. preferable.
なお、基材フィルム3の形成材料としては、上記合成樹脂を1種又は2種以上混合して使用することができる。また、基材フィルム3の形成材料中には、加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性等を改良、改質する目的で、種々の添加剤等を混合することができる。この添加剤としては、例えば滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、充填剤、強化繊維、補強剤、帯電防止剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料等が挙げられる。上記基材フィルム3の成形方法としては、特に限定されず、例えば押出し法、キャスト成形法、Tダイ法、切削法、インフレーション法等の公知の方法が採用される。
In addition, as a forming material of the
基材フィルム3の厚み(平均厚み)の下限としては、10μmが好ましく、20μmが特に好ましい。一方、基材フィルム3の厚みの上限としては、250μmが好ましく、188μmが特に好ましい。基材フィルム3の厚みが上記下限未満であると、アルミニウム蒸着層4を形成するための蒸着加工の際にカールが発生しやすくなってしまう、取扱いが困難になる等の不都合が発生する。逆に、基材フィルム3の厚みが上記上限を超えると、太陽電池モジュールの薄型化及び軽量化の要請に反することになる。
As a minimum of thickness (average thickness) of
アルミニウム蒸着層4は、基材フィルム3の表面及び裏面にアルミニウムを蒸着することで形成される。このアルミニウム蒸着層4の蒸着手段としては、合成樹脂製の基材フィルム3に収縮、黄変等の劣化を招来することなくアルミニウムが蒸着できれば特に限定されるものではなく、(a)真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンクラスタービーム法等の物理気相成長法(Physical Vapor Deposition法;PVD法)、(b)プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法;CVD法)が採用される。これらの蒸着法の中でも、生産性が高く良質なアルミニウム蒸着層4が形成できる真空蒸着法やイオンプレーティング法が好ましい。
The aluminum
なお、アルミニウム蒸着層4は、単層構造でもよく、2層以上の多層構造でもよい。このようにアルミニウム蒸着層4を多層構造とすることで、蒸着の際に懸かる熱負担の軽減により基材フィルム3の劣化が低減され、さらに基材フィルム3とアルミニウム蒸着層4との密着性等を改善することができる。また、上記物理気相成長法及び化学気相成長法における蒸着条件は、基材フィルム3の樹脂種類、アルミニウム蒸着層4の厚み等に応じて適宜設計される。
The aluminum
アルミニウム蒸着層4の厚み(平均厚み)の下限としては、10nmが好ましく、20nmが特に好ましい。一方、アルミニウム蒸着層4の厚みの上限としては、200nmが好ましく、100nmが特に好ましい。アルミニウム蒸着層4の厚みが上記下限より小さいと、ガスバリア性が低下するおそれがある。一方、アルミニウム蒸着層4の厚みが上記上限を超えると、アルミニウム蒸着層4にクラック等の欠陥が発生しやすくなる。
As a minimum of the thickness (average thickness) of the aluminum
当該太陽電池モジュール用バックシート1の製造工程としては、一般的には、(1)基材フィルム3の両面(表面及び裏面)にアルミニウムを上記PVD法又はCVD法によって蒸着するアルミニウム蒸着層積層工程と、(2)一方のバリアシート2の表面に接着剤をロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法等の手段でコーティングし、そのコーティング面に他方のバリアシート2を貼り合わせるバリアシート積層工程とを有している。
Generally as a manufacturing process of the said solar
当該太陽電池モジュール用バックシート1は、基材フィルム3の両面に積層される2層のアルミニウム蒸着層4によって高いガスバリア性を有している。また、当該太陽電池モジュール用バックシート1は、アルミニウム蒸着層4にピンホール等の欠陥があっても、その欠陥位置が表面側のアルミニウム蒸着層4と裏面側のアルミニウム蒸着層4とで一致することが殆どなく、ガスバリア性の低下が抑制される。さらに、当該太陽電池モジュール用バックシート1は、曲折された場合でも、山側のアルミニウム蒸着層4の密度が低下し、谷側のアルミニウム蒸着層4の密度が増大する結果、曲折部分でのガスバリア性の低下が抑制される。従って、当該太陽電池モジュール用バックシート1は、高い耐熱性、耐候性、耐久性、強度及びその他の諸特性を有しており、特に優れたガスバリア性を有している。
The solar
また、当該太陽電池モジュール用バックシート1は、均一かつ緻密なアルミニウム蒸着層4の積層が比較的容易であり、その結果、アルミニウム箔や無機酸化物薄膜層を合成樹脂層でサンドイッチした構造の上記従来の太陽電池モジュール用バックシートと比較してコストの低廉化を図ることができる。さらに、当該太陽電池モジュール用バックシート1は、アルミニウム蒸着層4表面が金属光沢を有しているため、太陽電池セルを透過した光線を反射して再利用に供し、発電効率を高めることができる。
In addition, the solar
当該太陽電池モジュール用バックシート1において、アルミニウム蒸着層4の外面に合成樹脂層を積層するとよい。このようにアルミニウム蒸着層4外面に合成樹脂層を積層することで、アルミニウム蒸着層4の外面が封止及び保護され、その結果、バリアシートの取扱性、耐久性、経年劣化防止性、堅牢性等が向上し、アルミニウム蒸着層にキズ、凹部等の欠陥があってもガスバリア性低下が抑制され、さらに太陽電池セルとの短絡等の不都合が防止される。
In the solar
上記合成樹脂層は、合成樹脂フィルムの接着、又は合成樹脂のコーティングにより形成される。かかる合成樹脂層の形成材料としては、例えばポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレンアルイハポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂などが挙げられる。かかる合成樹脂の中でも、アルミニウム蒸着層4との接着強度が高く、アルミニウム蒸着層4の表面保護、欠陥の封止等に寄与するポリエステル系樹脂が特に好ましい。
The synthetic resin layer is formed by adhesion of a synthetic resin film or coating of a synthetic resin. Examples of the material for forming the synthetic resin layer include polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, epoxy resins, phenol resins, (meth) acrylic resins, polyvinyl acetate resins, and polyethylene aly polypropylene. Examples thereof include polyolefin resins and cellulose resins. Among such synthetic resins, a polyester resin that has high adhesive strength with the aluminum
上記合成樹脂層の積層量(固形分換算)の下限としては、1g/m2が好ましく、3g/m2が特に好ましい。一方、当該合成樹脂層の積層量の上限としては、10g/m2が好ましく、7g/m2が特に好ましい。合成樹脂層の積層量が上記下限より小さいと、アルミニウム蒸着層4を封止及び保護する効果が小さくなるおそれがある。一方、当該合成樹脂層の積層量が上記上限を超えても、上記アルミニウム蒸着層4の封止及び保護効果があまり増大せず、かえって当該太陽電池モジュール用バックシート1の厚みが増大し、薄型化及び軽量化の要請に反するおそれがある。
The lower limit of the amount of lamination of the synthetic resin layer (solid content), preferably 1g / m 2, 3g / m 2 is particularly preferred. On the other hand, as an upper limit of the lamination amount of the synthetic resin layer, 10 g / m 2 is preferable, and 7 g / m 2 is particularly preferable. When the laminated amount of the synthetic resin layer is smaller than the lower limit, the effect of sealing and protecting the aluminum
当該合成樹脂層中に白色顔料を分散含有するとよい。このように合成樹脂層中に白色顔料を分散含有することで、合成樹脂層ひいては当該太陽電池モジュール用バックシート1の耐熱性、耐候性、耐久性、熱的寸法安定性、強度等の諸特性を向上することができる。また、合成樹脂層中に白色顔料を分散含有することで、太陽電池セルを透過し、アルミニウム蒸着層で反射した光線を拡散させる機能が付加され、より発電効率を高めることができる。
A white pigment may be dispersed and contained in the synthetic resin layer. Thus, by dispersing and containing the white pigment in the synthetic resin layer, various characteristics such as the heat resistance, weather resistance, durability, thermal dimensional stability, strength, etc. of the synthetic resin layer and the
この白色顔料としては、特に限定されるものではなく、例えば炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸鉛、硫酸バリウムなどを使用することができる。中でも、合成樹脂層を形成する樹脂材料中への分散性に優れ、合成樹脂層の耐久性、耐熱性、強度等の向上効果が比較的大きい炭酸カルシウムが好ましい。この炭酸カルシウムは、カルサイト、アラゴナイト、バテライトなどの結晶タイプがあり、どの結晶タイプでも使用できる。この炭酸カルシウムは、ステアリン酸、ドデジシルベンゼンスルホン酸ソーダ、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等で表面処理されていてもよく、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン等の不純物が10%以下程度含まれていてもよい。 The white pigment is not particularly limited, and for example, calcium carbonate, titanium oxide, zinc oxide, lead carbonate, barium sulfate and the like can be used. Among these, calcium carbonate is preferable because it is excellent in dispersibility in the resin material forming the synthetic resin layer and has a relatively large effect of improving the durability, heat resistance, strength, and the like of the synthetic resin layer. This calcium carbonate has crystal types such as calcite, aragonite, and vaterite, and any crystal type can be used. This calcium carbonate may be surface-treated with stearic acid, sodium dodecyl benzene sulfonate, silane coupling agent, titanium coupling agent, etc., and impurities such as magnesium oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide, etc. About 10% or less may be contained.
白色顔料の平均粒子径は、100nm以上30μm以下が好ましく、300nm以上3μm以下が特に好ましい。白色顔料の平均粒子径が上記範囲より小さいと、凝集等により合成樹脂層中への均一な分散が困難になり、上述の合成樹脂層に対する耐熱性等の諸特性向上効果が低下するおそれがあり、逆に、白色顔料の平均粒子径が上記範囲を超えると、上述の合成樹脂層に対する耐熱性等の諸特性向上効果が低下するおそれがある。 The average particle diameter of the white pigment is preferably from 100 nm to 30 μm, particularly preferably from 300 nm to 3 μm. If the average particle diameter of the white pigment is smaller than the above range, uniform dispersion in the synthetic resin layer becomes difficult due to aggregation and the like, and the effect of improving various properties such as heat resistance to the synthetic resin layer may be reduced. On the contrary, when the average particle diameter of the white pigment exceeds the above range, the effect of improving various properties such as heat resistance to the above synthetic resin layer may be lowered.
白色顔料の含有量としては、8質量%以上30質量%以下が好ましい。白色顔料の含有量が上記下限より小さいと、上記合成樹脂層の耐久性、耐熱性、強度等の向上効果が小さくなる。一方、白色顔料の含有量が上記上限を超えると、合成樹脂層中での白色顔料の分散性が低下し、合成樹脂層の強度の低下を招来するおそれがある。 As content of a white pigment, 8 to 30 mass% is preferable. When the content of the white pigment is smaller than the lower limit, the effect of improving the durability, heat resistance, strength, etc. of the synthetic resin layer is reduced. On the other hand, when the content of the white pigment exceeds the above upper limit, the dispersibility of the white pigment in the synthetic resin layer is lowered, and the strength of the synthetic resin layer may be lowered.
上述のように白色顔料を含有する合成樹脂層において、白色顔料の周囲にボイドを有するとよい。このように白色顔料の周囲にボイドを有することで、合成樹脂層中での白色顔料の均一分散性が向上し、当該合成樹脂層の生産性や耐久性、耐候性、強度等の諸特性が向上しる。また、このように白色顔料の周囲にボイドを有する合成樹脂層は、太陽電池セルを透過した光線に対する反射性及び拡散反射性が向上し、発電効率がより高められる。 As described above, the synthetic resin layer containing a white pigment may have voids around the white pigment. By having voids around the white pigment in this way, the uniform dispersibility of the white pigment in the synthetic resin layer is improved, and various properties such as productivity, durability, weather resistance, and strength of the synthetic resin layer are obtained. To improve. In addition, the synthetic resin layer having voids around the white pigment as described above improves the reflectivity and diffuse reflectivity with respect to the light beam transmitted through the solar battery cell, and the power generation efficiency is further increased.
かかるボイドの含有による合成樹脂層の見掛け密度としては、0.99g/cm3以上1.37g/cm3以下が好ましく、1.18g/cm3以上1.33g/cm3以下が特に好ましい。上記合成樹脂層の見掛け密度が上記下限より小さいと、白色顔料の周囲のボイドの容積が大きくなり、合成樹脂層の生産性や強度特性が低下するおそれがる。一方、合成樹脂層の見掛け密度が上記上限を超えると、白色顔料の周囲のボイドの容積が少なくなり、上記耐久性、強度等の向上効果が小さくなるおそれがる。 The apparent density of the synthetic resin layer by inclusion of such voids, preferably 0.99 g / cm 3 or more 1.37 g / cm 3 or less, 1.18 g / cm 3 or more 1.33 g / cm 3 or less is particularly preferred. If the apparent density of the synthetic resin layer is smaller than the lower limit, the volume of voids around the white pigment increases, and the productivity and strength characteristics of the synthetic resin layer may be reduced. On the other hand, if the apparent density of the synthetic resin layer exceeds the above upper limit, the volume of voids around the white pigment is reduced, and the effects of improving the durability, strength, and the like may be reduced.
なお、上記合成樹脂層中には、密接着性向上のためのシランカップリング剤、耐候性等を向上させるための紫外線吸収剤、耐熱性等を向上させるための無機フィラー等の各種添加剤を適宜混合することができる。かかる添加剤の混合量としては、添加剤の効果発現とマトリックス樹脂の機能阻害とのバランスから0.1重量%以上10重量%以下が好ましい。 In the synthetic resin layer, various additives such as a silane coupling agent for improving tight adhesion, an ultraviolet absorber for improving weather resistance, an inorganic filler for improving heat resistance, etc. It can mix suitably. The amount of the additive to be mixed is preferably 0.1% by weight or more and 10% by weight or less in view of the balance between the effect expression of the additive and the function inhibition of the matrix resin.
また、基材フィルム3中にも白色顔料を分散含有するとよい。このように基材フィルム3中に白色顔料を分散含有することで、基材フィルム3ひいては当該太陽電池モジュール用バックシート1の耐熱性、耐候性、耐久性、熱的寸法安定性等の諸特性を向上することができる。この白色顔料の種類、平均粒子径、含有量等は上記合成樹脂層と同様であり、白色顔料周囲のボイドに関しても上記合成樹脂層と同様である。
The
また、基材フィルム3とアルミニウム蒸着層4との密接着性等を向上させるため、基材フィルム3の蒸着面に表面処理を施すとよい。このような密着性向上表面処理としては、例えば(a)コロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガス若しくは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理、化学薬品等を用いた酸化処理、及び(b)プライマーコート処理、アンダーコート処理、アンカーコート処理、蒸着アンカーコート処理などが挙げられる。これらの表面処理の中でも、アルミニウム蒸着層4との接着強度が向上し、緻密かつ均一なアルミニウム蒸着層4の形成に寄与するコロナ放電処理及びアンカーコート処理が好ましい。
Moreover, in order to improve the close adhesiveness etc. of the
上記アンカーコート処理に用いるアンカーコート剤としては、例えばポリエステル系アンカーコート剤、ポリアミド系アンカーコート剤、ポリウレタン系アンカーコート剤、エポキシ系アンカーコート剤、フェノール系アンカーコート剤、(メタ)アクリル系アンカーコート剤、ポリ酢酸ビニル系アンカーコート剤、ポリエチレンアルイハポリプロピレン等のポリオレフィン系アンカーコート剤、セルロース系アンカーコート剤などが挙げられる。これらのアンカーコート剤の中でも、基材フィルム3とアルミニウム蒸着層4との接着強度をより向上することができるポリエステル系アンカーコート剤が特に好ましい。
Examples of the anchor coating agent used for the anchor coating treatment include a polyester anchor coating agent, a polyamide anchor coating agent, a polyurethane anchor coating agent, an epoxy anchor coating agent, a phenol anchor coating agent, and a (meth) acrylic anchor coating. Agents, polyvinyl acetate anchor coating agents, polyolefin anchor coating agents such as polyethylene aly polypropylene, and cellulose anchor coating agents. Among these anchor coating agents, polyester anchor coating agents that can further improve the adhesive strength between the
上記アンカーコート剤のコーティング量(固形分換算)の下限としては、0.1g/m2が好ましく、1g/m2が特に好ましい。一方、当該アンカーコート剤のコーティング量の上限としては、5g/m2が好ましく、3g/m2が特に好ましい。アンカーコート剤のコーティング量が上記下限より小さいと、基材フィルム3とアルミニウム蒸着層4との密着性向上効果が小さくなるおそれがある。一方、当該アンカーコート剤のコーティング量が上記上限を超えると、当該太陽電池モジュール用バックシート1の強度、耐久性等が低下するおそれがある。
The lower limit of the coating amount of the anchor coating agent (solid content) is preferably 0.1g / m 2, 1g / m 2 is particularly preferred. In contrast, the upper limit of the amount of coating of the anchor coating agent is preferably 5g / m 2, 3g / m 2 is particularly preferred. If the coating amount of the anchor coating agent is smaller than the lower limit, the effect of improving the adhesion between the
なお、上記アンカーコート剤中には、密接着性向上のためのシランカップリング剤、基材フィルム3とのブロッキングを防止するためのブロッキング防止剤、耐候性等を向上させるための紫外線吸収剤等の各種添加剤を適宜混合することができる。かかる添加剤の混合量としては、添加剤の効果発現とアンカーコート剤の機能阻害とのバランスから0.1重量%以上10重量%以下が好ましい。
In the anchor coating agent, a silane coupling agent for improving tight adhesion, a blocking inhibitor for preventing blocking with the
図2の太陽電池モジュール用バックシート11は、略平行に重畳される一対のバリアシート2と、この一対のバリアシート2間に積層される接着層12とを備えている。換言すると、当該太陽電池モジュール用バックシート11は、接着層12を介して一対のバリアシート2が積層接着された構造を有している。かかるバリアシート2は、上記図1の太陽電池モジュール用バックシート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。
The solar cell module backsheet 11 of FIG. 2 includes a pair of
接着層12は、重畳される一対のバリアシート2間に積層され、一対のバリアシート2を接着する。この接着層12は、ラミネート用接着剤又は溶融押出樹脂から形成されている。このラミネート用接着剤としては、例えばドライラミネート用接着剤、ウェットラミネート用接着剤、ホットメルトラミネート用接着剤、ノンソルベントラミネート用接着剤等が挙げられる。これらのラミネート用接着剤のなかでも、接着強度、耐久性、耐候性等に優れ、アルミニウム蒸着層4表面の欠陥(例えばキズ、ピンホール、凹部等)を封止及び保護する機能を有するドライラミネート用接着剤が特に好ましい。
The
上記ドライラミネート用接着剤としては、例えばポリ酢酸ビニル系接着剤、アクリル酸のエチル,ブチル,2−エチルヘキシルエステル等のホモポリマーまたはこれらとメタクリル酸メチル,アクリロニトリル,スチレン等との共重合体等からなるポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレンと酢酸ビニル,アクリル酸エチル,アクリル酸,メタクリル酸等のモノマーとの共重合体等からなるエチレン共重合体系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、尿素樹脂,メラミン樹脂等からなるアミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、反応型(メタ)アクリル系接着剤、クロロプレンゴム,ニトリルゴム,スチレン−ブタジエンゴム等からなるゴム系接着剤、シリコーン系接着剤、アルカリ金属シリケート,低融点ガラス等からなる無機系接着剤などが挙げられる。これらのドライラミネート用接着剤の中でも、当該太陽電池モジュール用バックシート1の屋外での長期間使用に起因するバリアシート2の接着強度低下やデラミネーションが防止され、さらに接着層12の黄変等の劣化が低減されるポリウレタン系接着剤が特に好ましい。
Examples of the dry laminate adhesive include polyvinyl acetate adhesive, homopolymers such as ethyl acrylate, butyl, 2-ethylhexyl ester, and copolymers thereof with methyl methacrylate, acrylonitrile, styrene, and the like. Polyacrylic acid ester adhesive, cyanoacrylate adhesive, ethylene copolymer adhesive consisting of a copolymer of ethylene and monomers such as vinyl acetate, ethyl acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, etc., cellulose adhesive Agent, polyester adhesive, polyamide adhesive, polyimide adhesive, urea resin, melamine resin amino resin adhesive, phenol resin adhesive, epoxy adhesive, polyurethane adhesive, reactive type ( (Meth) acrylic adhesive, chloroprene rubber, nitrile rubber Styrene - butadiene made of rubber or the like rubber adhesive, a silicone-based adhesive, an alkali metal silicate, and the like inorganic adhesive made of a low-melting-point glass or the like. Among these dry laminating adhesives, a decrease in adhesion strength and delamination of the
上記溶融押出樹脂としては、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、酸変性ポリエチレン系樹脂、酸変性ポリプロピレン系樹脂、エチレン−アクリル酸又はメタクリル酸共重合体、サーリン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル系樹脂、エチレン−アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂の1種又は2種以上を使用することができる。なお、上記溶融押出樹脂を用いた押出ラミネート法を採用する場合、より強固な接着強度を得るために、一対のバリアシート2の積層対向面に後述するアンカーコート処理等の表面処理を施すとよい。
Examples of the melt-extruded resin include polyethylene resins, polypropylene resins, acid-modified polyethylene resins, acid-modified polypropylene resins, ethylene-acrylic acid or methacrylic acid copolymers, Surlyn resins, and ethylene-vinyl acetate copolymers. One or more thermoplastic resins such as polyvinyl acetate resin, ethylene-acrylic acid ester or methacrylic acid ester copolymer, polystyrene resin, and polyvinyl chloride resin can be used. In addition, when adopting the extrusion laminating method using the above melt-extruded resin, in order to obtain stronger adhesive strength, it is preferable to perform surface treatment such as anchor coating treatment described later on the laminated opposing surfaces of the pair of
接着層12の積層量(固形分換算)の下限としては、1g/m2が好ましく、3g/m2が特に好ましい。一方、接着層12の積層量の上限としては、10g/m2が好ましく、7g/m2が特に好ましい。接着層12の積層量が上記下限より小さいと、接着強度やアルミニウム蒸着層4の欠陥封止機能が得られないおそれがある。一方、接着層12の積層量が上記上限を超えると、積層強度や耐久性が低下するおそれがある。
The lower limit of the amount of lamination of the adhesive layer 12 (in terms of solid content), preferably 1g / m 2, 3g / m 2 is particularly preferred. In contrast, the upper limit of the lamination of the
なお、接着層12を形成するラミネート用接着剤又は溶融押出樹脂中には、取扱性、耐熱性、耐候性、機械的性質等を改良、改質する目的で、例えば溶媒、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、充填剤、強化繊維、補強剤、帯電防止剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料等の種々の添加剤を適宜混合することができる。
In addition, in the adhesive for laminating or the melt-extruded resin for forming the
当該太陽電池モジュール用バックシート11は、一対のバリアシート2が積層され、4層のアルミニウム蒸着層4を有するため、ガスバリア性、耐熱性、耐候性、耐久性、強度及びその他の諸特性を格段に向上することができる。また、当該太陽電池モジュール用バックシート11は、アルミニウム蒸着層4にピンホール等の欠陥があっても、その欠陥位置が4層のアルミニウム蒸着層4で一致することが殆どなく、ガスバリア性の低下が格段に抑制される。また、当該太陽電池モジュール用バックシート11は、曲折された場合でも、4層のアルミニウム蒸着層4の密度の増減によりガスバリア性の低下が格段に抑制される。さらに、当該太陽電池モジュール用バックシート11は、対向して重畳される一対のアルミニウム蒸着層4間に接着層12が充填されていることから、この一対のアルミニウム蒸着層4にキズ、凹部等のバリア機能の低い部分があっても接着層12によって封止及び保護され、その結果、水蒸気、酸素ガス等に対するガスバリア性がさらに向上する。
Since the solar
図3の太陽電池モジュール21は、透光性基板22と、充填剤層23と、複数枚の太陽電池セル24と、充填剤層25と、当該太陽電池モジュール用バックシート1とが表面側からこの順に積層されている。
In the
上記透光性基板22は、最表面に積層されるものであり、a)太陽光に対する透過性及び電気絶縁性を有すること、b)機械的、化学的及び物理的強度、具体的には耐候性、耐熱性、耐久性、耐水性、水蒸気等に対するガスバリア性、耐風圧性、耐薬品性、堅牢性に優れること、(c)表面硬度が高く、かつ表面の汚れ、ゴミ等の蓄積を防止する防汚性に優れることが要求される。
The
透光性基板22の形成材料としては、ガラス及び合成樹脂が使用される。透光性基板22に使用される合成樹脂としては、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリルル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、アセタール系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂の中でも、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂が特に好ましい。
As a material for forming the
なお、合成樹脂製の透光性基板22の場合、(a)ガスバリア性等を向上させる目的で上記PVD法又はCVD法によりその一方の面に酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物の透明蒸着膜を積層すること、(b)加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性等を改良、改質する目的で、例えば滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、光安定剤、充填剤、強化繊維、補強剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料等の各種添加剤を含有することも可能である。
In the case of the
透光性基板22の厚さ(平均厚さ)としては、特に限定されず、使用する材料に応じて所要の強度、ガスバリア性等を具備するよう適宜選択される。合成樹脂製の透光性基板22の厚さとしては6μm以上300μm以下が好ましく、9μm以上150μm以下が特に好ましい。また、ガラス製の透光性基板22の厚さとしては、一般的には3mm程度とされている。
The thickness (average thickness) of the
上記充填剤層23及び充填剤層25は、透光性基板22及び太陽電池モジュール用バックシート1間における太陽電池セル24の周囲に充填されており、(a)透光性基板22及び太陽電池モジュール用バックシート1との接着性や、太陽電池セル24を保護するための耐スクラッチ性、衝撃吸収性等を有している。なお、太陽電池セル24の表面に積層される充填剤層23は、上記諸機能に加え、太陽光を透過する透明性を有している。
The
充填剤層23及び充填剤層25の形成材料としては、例えばフッ素系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸又はメタクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレンフィン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの合成樹脂の中でも、耐候性、耐熱性、ガスバリア性等に優れるフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂又はエチレン−酢酸ビニル系樹脂が好ましい。
As a forming material of the
また、充填剤層23及び充填剤層25の形成材料としては、特開2000−34376公報に示される熱可逆架橋性オレフィン系重合体組成物、具体的には(a)不飽和カルボン酸無水物と不飽和カルボン酸エステルとによって変性された変性オレフィン系重合体であって、1分子当たりのカルボン酸無水物基の平均結合数が1個以上で、かつ該変性オレフィン系重合体中のカルボン酸無水物基数に対するカルボン酸エステル基数の比が0.5〜20である変性オレフィン系重合体と、(b)1分子当たりの水酸基の平均結合数が1個以上の水酸基含有重合体とを含み、(a)成分のカルボン酸無水物基数に対する(b)成分の水酸基数の比が0.1〜5のものなども使用される。
Moreover, as a forming material of the
なお、充填剤層23及び充填剤層25の形成材料には、耐候性、耐熱性、ガスバリア性等の向上を目的として例えば架橋剤、熱酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、光酸化防止剤等の各種添加剤を適宜含有することができる。また充填剤層23及び充填剤層25の厚さ(平均厚さ)としては、特に限定されるものではないが、200μm以上1000μm以下が好ましく、350μm以上600μm以下が特に好ましい。
The forming material of the
上記太陽電池セル24は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光起電力素子であり、充填剤層23及び充填剤層25間に配設されている。複数枚の太陽電池セル24は、略同一平面内に敷設され、図示していないが直列又は並列に配線されている。この太陽電池セル24としては、例えば単結晶シリコン型太陽電池素子、多結晶シリコン型太陽電池素子等の結晶シリコン太陽電子素子、シングル接合型やタンデム構造型等からなるアモルファスシリコン太陽電池素子、ガリウムヒ素(GaAs)やインジウム燐(InP)等の第3〜第5族化合物半導体太陽電子素子、カドミウムテルル(CdTe)や銅インジウムセレナイド(CuInSe2)等の第2〜第6族化合物半導体太陽電子素子等を使用することができ、それらのハイブリット素子も使用することができる。なお、複数枚の太陽電池セル24間にも充填剤層23又は充填剤層25が隙間なく充填されている。
The
当該太陽電池モジュール21の製造方法としては、特に限定されるもではないが、一般的には(1)透光性基板22、充填剤層23、複数枚の太陽電池セル24、充填剤層25及び太陽電池モジュール用バックシート1をこの順に積層する工程と、(2)それらを真空吸引により一体化して加熱圧着する真空加熱ラミネーション法等により一体成形するラミネート工程とを有している。上記太陽電池モジュール21の製造方法において、各層間の接着性等を目的として(a)加熱溶融型接着剤、溶剤型接着剤、光硬化型接着剤等を塗工すること、(b)各積層対向面にコロナ放電処理、オゾン処理、低温プラズマ処理、グロー放電処理、酸化処理、プライマーコート処理、アンダーコート処理、アンカーコート処理等を施すことなどが可能である。
Although it does not specifically limit as a manufacturing method of the said
当該太陽電池モジュール21は、上述のように太陽電池モジュール用バックシート1が高いガスバリア性、耐候性、耐久性、取扱性、製造容易性、低コスト性等を有することから、耐久性、耐候性、耐熱性、ガスバリア性、耐水性、強度等の諸特性に優れ、製造コストの低減化を促進することができる。そのため、当該太陽電池モジュール21は、屋根据え置き型の太陽電池や、腕時計や電卓等の小型電気機器用の太陽電池などに好適に使用することができる。
The
なお、本発明の太陽電池モジュール用バックシート及び太陽電池モジュールは上記実施形態に限定されるものではなく、例えば3枚以上のバリアシート2が接着層12を介して積層された構造の太陽電池モジュール用バックシートも可能である。このように3枚以上のバリアシート2を積層することで、ガスバリア性、耐候性、耐久性等の諸特性を格段に向上することができる。
The back sheet for solar cell module and the solar cell module of the present invention are not limited to the above-described embodiment. For example, a solar cell module having a structure in which three or
また、合成樹脂層中に紫外線吸収剤を含有するとよい。このように紫外線吸収剤を含有することで、当該太陽電池モジュール用バックシートの耐候性及び耐久性を向上することができる。この紫外線吸収剤としては、紫外線を吸収し、効率よく熱エネルギーに変換できるもので、かつ、光に対して安定な化合物であれば特に限定されるものではなく公知のものを使用することができる。中でも、紫外線吸収機能が高く、上記基材ポリマーとの相溶性が良好で、基材ポリマー中に安定して存在するサリチル酸系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及びシアノアクリレート系紫外線吸収剤が好ましく、これらの群より選択される1種又は2種以上のものを用いるとよい。また、紫外線吸収剤としては、分子鎖に紫外線吸収基を有するポリマー(例えば、(株)日本触媒の「ユーダブルUV」シリーズなど)も好適に使用される。かかる分子鎖に紫外線吸収基を有するポリマーを用いることで、合成樹脂層を構成するポリマーとの相溶性が高く、紫外線吸収剤のブリードアウト等による紫外線吸収機能の劣化を防止することができる。 Moreover, it is good to contain a ultraviolet absorber in a synthetic resin layer. Thus, the weather resistance and durability of the said solar cell module backsheet can be improved by containing a ultraviolet absorber. The ultraviolet absorber is not particularly limited as long as it is a compound that absorbs ultraviolet rays and can be efficiently converted into heat energy, and is stable to light, and a known one can be used. . Among them, salicylic acid-based UV absorbers, benzophenone-based UV absorbers, benzotriazole-based UV absorbers, and cyano have a high UV-absorbing function, good compatibility with the above-mentioned base polymer, and exist stably in the base polymer. An acrylate ultraviolet absorber is preferable, and one or more selected from these groups may be used. Further, as the ultraviolet absorber, a polymer having an ultraviolet absorbing group in a molecular chain (for example, “Udable UV” series of Nippon Shokubai Co., Ltd.) is also preferably used. By using a polymer having an ultraviolet absorbing group in such a molecular chain, the compatibility with the polymer constituting the synthetic resin layer is high, and deterioration of the ultraviolet absorbing function due to bleeding out of the ultraviolet absorbent can be prevented.
上記紫外線吸収剤の含有量の下限としては0.1質量%、特に1質量%、さらに特に3質量%が好ましく、紫外線吸収剤の含有量の上限としては10質量%、特に8質量%、さらに特に5質量%が好ましい。紫外線吸収剤の配合量が上記下限より小さいと、当該太陽電池モジュール用バックシートの紫外線吸収機能を効果的に奏することができないおそれがあり、逆に、紫外線吸収剤の配合量が上記上限を超えると、マトリックスポリマーに悪影響を及ぼし、合成樹脂層の強度、耐久性等の低下をもたらすおそれがある。 The lower limit of the content of the ultraviolet absorber is preferably 0.1% by mass, particularly 1% by mass, more preferably 3% by mass, and the upper limit of the content of the ultraviolet absorber is 10% by mass, particularly 8% by mass, 5 mass% is particularly preferable. If the blending amount of the UV absorber is smaller than the above lower limit, there is a risk that the UV absorbing function of the solar cell module backsheet may not be effectively achieved. Conversely, the blending amount of the UV absorber exceeds the above upper limit. If so, the matrix polymer may be adversely affected and the synthetic resin layer may be reduced in strength, durability, and the like.
また、合成樹脂層中に紫外線安定剤又は分子鎖に紫外線安定基が結合したポリマーを含有することも可能である。この紫外線安定剤又は紫外線安定基により、紫外線で発生するラジカル、活性酸素等が不活性化され、太陽電池モジュール用バックシートの紫外線安定性、耐候性等を向上させることができる。この紫外線安定剤又は紫外線安定基としては、紫外線に対する安定性が高いヒンダードアミン系紫外線安定剤又はヒンダードアミン系紫外線安定基が好適に用いられる。 Further, the synthetic resin layer may contain an ultraviolet stabilizer or a polymer having an ultraviolet stabilizing group bonded to the molecular chain. By this ultraviolet stabilizer or ultraviolet stabilizer, radicals generated by ultraviolet rays, active oxygen, and the like are inactivated, and the ultraviolet stability, weather resistance, and the like of the back sheet for a solar cell module can be improved. As the UV stabilizer or UV stabilizer, a hindered amine UV stabilizer or a hindered amine UV stabilizer having high stability to UV is preferably used.
さらに、合成樹脂層、基材フィルム3及び/又は接着層12中に帯電防止剤を含有するとよい。このように帯電防止剤を含有することで、当該太陽電池モジュール用バックシートに帯電防止効果が発現され、その結果ゴミを吸い寄せたり、太陽電池セル等との重ね合わせが困難になる等の静電気の帯電により発生する不都合を防止することができる。帯電防止剤を表面にコーティングすると表面のベタツキや汚濁が生じてしまうが、このように合成樹脂層、基材フィルム3及び/又は接着層12中に含有することでかかる弊害は低減される。かかる帯電防止剤としては、特に限定されるものではなく、例えばアルキル硫酸塩、アルキルリン酸塩等のアニオン系帯電防止剤、第四アンモニウム塩、イミダゾリン化合物等のカチオン系帯電防止剤、ポリエチレングリコール系、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアリン酸エステル、エタノールアミド類等のノニオン系帯電防止剤、ポリアクリル酸等の高分子系帯電防止剤などが用いられる。中でも、帯電防止効果が比較的大きいカチオン系帯電防止剤が好ましく、少量の添加で帯電防止効果が奏される。
Further, an antistatic agent may be contained in the synthetic resin layer, the
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is explained in full detail based on an Example, this invention is not interpreted limitedly based on description of this Example.
[実施例1]
厚さ25μmの透明ポリエチレンテレフタレート製の基材フィルムを用い、この基材フィルムの両面に真空蒸着法により厚さ100nmのアルミニウム蒸着層を積層することでバリアシートを作製した。このバリアシートから実施例1の太陽電池モジュール用バックシートを得た。
[Example 1]
Using a base film made of transparent polyethylene terephthalate having a thickness of 25 μm, a barrier sheet was prepared by laminating an aluminum deposited layer having a thickness of 100 nm on both surfaces of the base film by a vacuum deposition method. A back sheet for a solar cell module of Example 1 was obtained from this barrier sheet.
[実施例2]
2枚の上記バリアシートを武田薬品工業株式会社のポリウレタン系接着剤を用いたドライラミネート加工(固形分換算積層量;5g/m2)により積層接着することで実施例2の太陽電池モジュール用バックシートを得た。
[Example 2]
The two barrier sheets are laminated and bonded together by dry laminating using a polyurethane adhesive of Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. (solid content equivalent laminating amount: 5 g / m 2 ). A sheet was obtained.
[実施例3]
アルミニウム蒸着層の厚さを20nmとした以外は上記実施例1と同様にして実施例3の太陽電池モジュール用バックシートを得た。
[Example 3]
A solar cell module backsheet of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the aluminum vapor deposition layer was 20 nm.
[実施例4]
アルミニウム蒸着層の厚さを50nmとした以外は上記実施例1と同様にして実施例4の太陽電池モジュール用バックシートを得た。
[Example 4]
A solar cell module backsheet of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the aluminum deposited layer was 50 nm.
[比較例1]
厚さ38μmのテドラーフィルムを用い、かかる2枚のテドラーフィルムの間に厚さ25μmのアルミニウム箔を積層接着することで比較例1の太陽電池モジュール用バックシートを得た。
[Comparative Example 1]
A back sheet for a solar cell module of Comparative Example 1 was obtained by using a Tedlar film with a thickness of 38 μm and laminating and bonding an aluminum foil with a thickness of 25 μm between the two Tedlar films.
[比較例2]
厚さ38μmのポリエステルフィルム(PETフィルム)を用い、このポリエステルフィルム上に真空蒸着法により厚さ100nmの酸化アルミニウムを蒸着し、その蒸着面にポリウレタン系接着剤を用いたドライラミネート加工(固形分換算積層量;5g/m2)により同様のポリエステルフィルムを積層接着することで比較例2の太陽電池モジュール用バックシートを得た。
[Comparative Example 2]
Using a 38 μm thick polyester film (PET film), 100 nm thick aluminum oxide was deposited on this polyester film by vacuum deposition, and a dry laminating process using a polyurethane adhesive on the deposited surface (in terms of solid content) A back sheet for a solar cell module of Comparative Example 2 was obtained by laminating and bonding the same polyester film according to a lamination amount of 5 g / m 2 ).
[特性の評価]
上記実施例1〜4の太陽電池モジュール用バックシート及び比較例1〜2の太陽電池モジュール用バックシートを用い、これらの太陽電池モジュール用バックシートの水蒸気透過度を測定し、価格性を評価した。その結果を下記表1に示す。
[Characteristic evaluation]
Using the solar cell module backsheets of Examples 1 to 4 and the solar cell module backsheets of Comparative Examples 1 and 2, the water vapor permeability of these solar cell module backsheets was measured, and the price was evaluated. . The results are shown in Table 1 below.
上記水蒸気透過度は、JIS−Z−0208B法に準拠し、温度40℃及び相対湿度90%の条件で測定した。 The water vapor permeability was measured under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90% in accordance with the JIS-Z-0208B method.
上記表1に示すように、酸化アルミニウム蒸着層が積層される比較例2の太陽電池モジュール用バックシートに比べ、実施例1〜4の太陽電池モジュール用バックシートが高いガスバリア性を有している。また、アルミニウム箔が積層される比較例1の太陽電池モジュール用バックシートと比較して、実施例1〜4の太陽電池モジュール用バックシートが良好な価格性を有している。また、実施例1の太陽電池モジュール用バックシートと比較して、2枚のバリアシートを積層した実施例2の太陽電池モジュール用バックシートが高いガスバリア性を有している。さらに、実施例1、3及び4の太陽電池モジュール用バックシートを対比すると、アルミニウム蒸着層の厚さが大きいほど、高いガスバリア性を有している。 As shown in Table 1 above, the solar cell module backsheets of Examples 1 to 4 have higher gas barrier properties than the solar cell module backsheet of Comparative Example 2 in which the aluminum oxide vapor deposition layer is laminated. . Moreover, compared with the solar cell module backsheet of Comparative Example 1 in which the aluminum foil is laminated, the solar cell module backsheets of Examples 1 to 4 have favorable price properties. Moreover, compared with the solar cell module backsheet of Example 1, the solar cell module backsheet of Example 2 which laminated | stacked two barrier sheets has high gas barrier property. Furthermore, when the solar cell module backsheets of Examples 1, 3 and 4 are compared, the larger the thickness of the aluminum vapor deposition layer, the higher the gas barrier property.
以上のように、本発明の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は、太陽電池の構成要素として有用であり、特に今日普及しつつある家屋屋根据え置き型の太陽電池や電卓等の小型電気機器用の太陽電池などに好適に使用される。 As described above, the solar cell module backsheet of the present invention and the solar cell module using the backsheet are useful as a component of the solar cell, and are particularly popular in today's residential rooftop solar cells and calculators. It is suitably used for solar cells for small electric devices.
1 太陽電池モジュール用バックシート
2 バリアシート
3 基材フィルム
4 アルミニウム蒸着層
11 太陽電池モジュール用バックシート
12 接着層
21 太陽電池モジュール
22 透光性基板
23 充填剤層
24 太陽電池セル
25 充填剤層
DESCRIPTION OF
Claims (14)
このバリアシートが、合成樹脂製の基材フィルムと、この基材フィルムの両面に積層される一対のアルミニウム蒸着層とを有している太陽電池モジュール用バックシート。 It has a barrier sheet,
A back sheet for a solar cell module, wherein the barrier sheet has a base film made of a synthetic resin and a pair of aluminum vapor deposition layers laminated on both sides of the base film.
A translucent substrate, a filler layer, a solar battery cell as a photovoltaic element, a filler layer, and the solar cell module backsheet according to any one of claims 1 to 13. Solar cell modules stacked in this order.
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