JP2006255927A

JP2006255927A - 太陽電池用表面保護フィルムおよびそれを用いた太陽電池積層体

Info

Publication number: JP2006255927A
Application number: JP2005072742A
Authority: JP
Inventors: Kiminori Nishiyama; 公典西山
Original assignee: Teijin DuPont Films Japan Ltd
Current assignee: Toyobo Film Solutions Ltd
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】紫外線遮蔽性、水蒸気遮蔽性およびＥＶＡ樹脂との密着性に優れ、しかも熱安定性にも優れた太陽電池用表面保護フィルムおよびそれを用いてなる太陽電池積層体を提供すること。
【解決手段】基材フィルムがポリエステルフィルムであり、少なくとも紫外線遮蔽層と水蒸気遮蔽層とを有すると共に、少なくとも片方の最表層にオキサゾリン基含有ポリマーを架橋剤とする易接着層を有し、さらに、温度１５０℃における熱収縮率が、ＭＤ方向（フィルムの長手方向）およびＴＤ方向（フィルムの幅方向）ともに−０．５〜０．５％、ＭＤ方向とＴＤ方向との熱収縮率差の絶対値が０．３％以下である積層フィルムとする。
【選択図】なし

Description

本発明は軽量で取扱い性に優れた太陽電池用表面保護フィルムに関するものである。さらに詳しくは、紫外線遮蔽性および水蒸気遮蔽性に優れていて屋外使用時の耐久性に優れ、しかも熱安定性にも優れているのでシリコン太陽電池との積層性が良好な太陽電池用表面保護フィルムおよびそれを用いた太陽電池積層体に関するものである。

近年、太陽光発電システムは、クリーンエネルギーを利用する発電手段の一つとして、普及が進んでいる。太陽電池モジュールの構造は、例えば特許文献１に開示されているように、一般的には、受光側のガラス基板と、裏面側の保護膜との間に、複数の板状太陽電池素子を挟み、内部の隙間に封止樹脂を充填した構造となっている。ここで、封止樹脂としては、透明性が高く、耐湿性にも優れているという理由で、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ樹脂）が用いられる。

裏面側の保護膜としては、例えば特許文献２などに、ポリエチレン系樹脂やポリエステル系樹脂のシート、フッ素樹脂フィルムなどが用いられることが開示されている。しかし、このような保護膜は、ＥＶＡ樹脂との接着性が必ずしも十分でなく、長期耐久性に不安が残るものである。

例えばポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの二軸延伸フィルムは、優れた機械的性質、耐熱性、耐湿性を有するため、磁気テープ、強磁性薄膜テープ、写真フィルム、包装用フィルム、電子部品用フィルム、電気絶縁フィルム、金属板ラミネート用フィルム、ディスプレイ部材用フィルムとして広く用いられており、太陽電池裏面保護膜としても優れた性能を有している。しかしながら、ポリエステルフィルム、特に二軸延伸して高度に配向結晶化させたポリエステルフィルムは、その表面が不活性であるためにＥＶＡ樹脂との接着性は極めて悪い。

このようなポリエステルフィルムとＥＶＡ樹脂との接着性を改善するため、特許文献３には、スチレン・オレフィン共重合体樹脂からなる熱接着層を積層することが提案されている。

さらに、外部から侵入してくる酸素、水蒸気等による変質を防止するため、高度なガスバリア性が要求される。そのため、ガスバリア性を付与させる目的でポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）などのガスバリア性樹脂をコーティングしたフィルムやこれらの樹脂からなるフィルムを積層した積層フィルムが使用されてきた。

しかしながら、これらのシリコン太陽電池用保護フィルムは、太陽光中の紫外線により劣化しやすいために長期間の屋外使用は難しく、また、シリコン太陽電池の性能を左右する水蒸気バリヤー性に関しても十分なものではなかった。

さらには、太陽電池積層体を作成する際には、太陽電池素子はＥＶＡ樹脂を介して、加熱圧着工程により表面保護フィルムで挟み込まれた構造の積層体とするため、表面保護フィルムが伸縮して均一な表面を持つ太陽電池積層体を作成することが困難であるという問題もあった。

実開平６−３８２６４号公報特開平１１−２６１０８５号公報特開２００３−６０２１８号公報

本発明は、上記背景技術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、紫外線遮蔽性、水蒸気遮蔽性およびＥＶＡ樹脂との密着性に優れ、かつ、熱安定性も良好な太陽電池用表面保護フィルムおよびそれを用いてなる太陽電池積層体を提供することにある。

本発明者の研究によれば、上記課題は「ポリエステルフィルムを基材フィルムとし、少なくとも紫外線遮蔽層と水蒸気遮蔽層とを有し、さらに、少なくとも片方の最表層にオキサゾリン基含有ポリマーを架橋剤とする易接着層を有する積層フィルムであって、該積層フィルムの温度１５０℃における熱収縮率が、ＭＤ方向（フィルムの長手方向）およびＴＤ方向（フィルムの幅方向）ともに−０．５〜０．５％で、ＭＤ方向とＴＤ方向との熱収縮率差の絶対値が０．３％以下であることを特徴とする太陽電池用表面保護フィルム。」により達成できること、また別の課題は、「シリコン太陽電池を、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を介して、上記の表面保護フィルムで挟み込んでなる太陽電池積層体。」により達成できることが見出された。

本発明の表面保護フィルムは、優れた水蒸気遮蔽性および紫外線遮蔽性を有しながら熱安定性およびＥＶＡ樹脂との密着性に優れているため、太陽電池の表面保護フィルムとして極めて有用である。

以下、本発明の構成について詳細に説明する。
［ポリエステルフィルム］
先ず、本発明の基材フィルムに用いられるポリエステルフィルムを構成するポリエステルとしては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４′−ジフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸成分と、例えばエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール等のグリコール成分とから構成される芳香族ポリエステルが好ましく、上記成分等の共重合ポリエステルであってもよい。なかでもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートが好ましく、特にポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）は、水蒸気遮蔽性に優れているので、基材フィルム自体に水蒸気遮蔽層としての機能を持たせることもできるので好ましい。

かかるポリエステルには、製膜時のフィルムの巻取り性や、太陽電池用表面保護フィルム加工工程におけるフィルムの搬送性等を良くするため、透明性および表面形状を損なわない範囲で必要に応じて滑剤としての有機または無機の微粒子を含有させることができる。かかる微粒子としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、酸化珪素、酸化亜鉛、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、尿素樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子等が例示される。また、微粒子以外にも着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、触媒、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレン共重合体、オレフィン系アイオノマーのような他の樹脂等も、機械強度等のフィルム特性を損なわない範囲で任意に含有させることができる。

特に紫外線吸収剤として、下記式

［式中、Ｒは１価の炭化水素残基を示す。］
で表わされる環状イミノエステル基を含有する環状イミノエステル系紫外線吸収剤を用いると、ポリエステル中に添加しても昇華物が殆ど生じないので、製膜でダイ周辺を汚すことが少なく、また、紫外線から３８０ｎｍ付近の光線を吸収するのでフィルムの着色がなく、後述する紫外線遮蔽層としての役割を果たすと共に、基材フィルム自体の劣化を防止する特性にも優れているので好ましい。

かかる環状イミノエステル系紫外線吸収剤の添加量は、ポリエステルに対して０．１〜５．０重量％の範囲、特に０．２〜３．０重量％の範囲が好ましく、０．１重量％未満の場合には紫外線による劣化の防止効果が小さくなり、一方５．０重量％を超える場合にはポリエステルの製膜特性が低下する。

該紫外線吸収剤のポリエステルへの添加方法は特に限定されないが、ポリエステル重合工程、フィルム製膜前の溶融工程でのポリマー中への練込み、二軸延伸フィルムへの含浸、などを挙げることができ、特にポリエステル重合度低下を防止する意味でもフィルム製膜前の溶融工程でのポリマー中への練込みが好ましい。その際、紫外線吸収剤の練込みは、化合物粉体の直接添加法、マスターバッチ法などにより行うことができる。

［水蒸気遮蔽層］
太陽電池用の表面保護フィルムは、該フィルム中を水分が透過することによって、太陽電池構造体の接着耐久性が低下することがあるので水蒸気遮蔽性を有することが重要である。また、現在実用化されているシリコン太陽電池には、単結晶シリコン、多結晶シリコンそしてアモルファスシリコン太陽電池があるが、特にアモルファスシリコンの場合にはその不安定な構造のため、水分により電池としての性能が劣化する場合がある。そのため、本発明の太陽電池用表面保護フィルムには水蒸気遮蔽機能を有する層が設けられている必要がある。なお、ここでいう水蒸気遮蔽機能は、ＪＩＳＫ７１７９に準じて測定した水蒸気の透過率が、１．０ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）以下、好ましくは０．３ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）以下であることをいう。

かかる水蒸気遮蔽層は、有機樹脂で構成されていてもよく、また、無機物で構成されていてもよく、さらには基材フィルム自体が水蒸気遮蔽性を有していれば、該基材フィルムを水蒸気遮蔽層としてもよい。ここで有機樹脂としては、たとえばポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂などがあげられ、他方無機物としては、金属の酸化物や窒化物、窒化炭素の薄層などがあげられ、特に金属の酸化物または窒化物が好ましい。かかる化合物の金属元素としては、インジウム、マグネシウム、亜鉛、スズ、ケイ素、アルミニウム、チタニウム、ジルコニウムが好ましい。このような金属化合物が使用される場合には、透明性、柔軟性、生産性を維持するためにその膜厚を薄くすることが好ましく、５００ｎｍ未満、特に１５０ｎｍ以下とするのが好ましい。一方膜厚があまりに薄くなりすぎると、水蒸気遮蔽性が低下するので５０ｎｍ以上、特に７５ｎｍ以上とするのが好ましい。

かかる無機物の薄膜形成方法は特に限定されず、従来公知の方法で製膜することができるが、蒸着法やスパッタリング法等の気相方法により、緻密な膜構造を持つ遮蔽層を形成することが好ましい。一方、前記有機樹脂からなる層を形成する方法も特に限定されず、例えば従来公知の塗布方法により形成すればよい。

［紫外線吸収層］
本発明の太陽電池用表面保護フィルムは、上記水蒸気遮蔽層と共に、紫外線遮蔽層を有している必要がある。かかる層としては、前述のように基材フィルム中に紫外線吸収剤を含有させることによって基材フィルム自体を紫外線遮蔽層としたものであっても、フィルム表面上に紫外線吸収性を有する樹脂層を別途形成したものであってもよい。

なお、紫外線吸収性を有する樹脂層を形成するには、適当な樹脂中に紫外線吸収剤を配合してもよく、また側鎖に紫外線吸収性を有する基を有する樹脂を用いてもよい。なかでも、側鎖にベンゾフェノン骨格やベンゾトリアゾール骨格を有する、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが好ましく、特にアクリル樹脂が好ましい。その分子量としては、５０００以上、特に１００００以上のものが好ましい。紫外線吸収性を有する樹脂層の膜厚は、最終的に得られる積層フィルムの波長３８０ｎｍにおける透過率が４０％未満、好ましくは２０％未満となるようにするのが望ましく、通常は３〜１５μｍの範囲が適当である。これより薄すぎると充分に紫外線を吸収することが難しくなり、逆に厚すぎる樹脂層形成時の生産性低下となりやすい。

本発明においては、上記の紫外線遮蔽層と水蒸気遮蔽層の基材フィルムへの積層順序は特に限定する必要はなく、基材フィルムの片面にのみ積層したものであっても、両面に積層したものであっても、また、両面にそれぞれ両方の層を積層したものであっても、さらには前述のとおり基材フィルムに紫外線遮蔽性や水蒸気遮蔽性を有する層としての機能を持たせたものであってもよい。また、必要に応じてそれぞれの層間の接着性を向上させる目的で接着層を設けてもよい。特に、ポリエステルフィルムの表面に、後述すると同じ易接着層を設け、この上に水蒸気遮蔽性を有する層を積層し、次いで必要に応じて紫外線吸収性を有する層を積層した構成を有するものが好ましい。

また、本発明における紫外線吸収性を有する層と水蒸気遮蔽性を有する層とは別々の層である必要はなく、両方の機能を有する層であれば該層一つでも構わない。

［易接着層］
本発明の表面保護フィルムは、上記の構成に加えて、その少なくとも一方の最表層が、オキサゾリン基含有ポリマーを架橋剤とする易接着層で構成されていることが必要である。

ここでオキサゾリン基含有ポリマーとしては、特公昭６３−４８８８４号公報、特開平２−６０９４１号公報、特開平２−９９５３７号公報等に記載されている重合体を例示することができる。具体的には、下記式で表わされる付加重合性オキサゾリンおよび必要に応じて他のモノマーを共重合させて得られる重合体が挙げられる。

式中のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、アラルキル基、フェニル基および置換フェニル基から選ばれる置換基を示し、Ｒ^５は付加重合性不飽和結合基を有する非環状有機基を示す。

上記の架橋剤は単独でも、必要に応じて２種以上を併用してもよい。なお架橋剤の含有量は、該易接着層を形成するための塗液中に、固形分重量を基準として１０〜１００重量％の範囲であればよい。該架橋剤の含有量が１０重量％未満になると、易接着層の凝集力が低下して特に高湿下での接着耐久性が低下しやすい。

本発明の易接着層には、上記の架橋剤の他に、ガラス転移点が２０〜１００℃の範囲であるポリエステル樹脂またはアクリル樹脂、特にポリエステル樹脂からなる樹脂成分を含むことが好ましい。特に該樹脂のガラス転移点は３０〜９０℃の範囲にあることが好ましい。該ガラス転移点が２０℃未満の場合には、フィルム同士のブロッキングが発生する場合があり、一方１００℃を超える場合には、易接着層が脆くなって密着性が保てなくなる場合がある。

かかるガラス転移点が２０〜１００℃の範囲にあるポリエステル樹脂としては、以下のような多塩基酸またはそのエステル形成誘導体とポリオールまたはそのエステル形成誘導体とから形成される。すなわち、多塩基酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、２、６−ナフタレンジカルボン酸、１、４−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ダイマー酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。これらの酸成分を好ましくは２種以上用いて共重合ポリエステル樹脂を合成する。また、若干量であれば不飽和多塩基酸成分のマレイン酸、イタコン酸等や、ｐ−ヒドロキシ安息香酸等の如きヒドロキシカルボン酸を併用することもできる。また、ポリオール成分としては、エチレングリコール、１、４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１、６−ヘキサンジオール、１、４−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、ジメチロールプロパン、ポリ（エチレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール等が挙げられる。

一方、ガラス転移点が２０〜１００℃の範囲にあるアクリル樹脂としては、以下に例示するようなアクリルモノマーを重合してなるアクリル樹脂が挙げられる。このアクリルモノマーとしては、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の水酸基含有モノマー；グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有モノマー；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、スチレンスルホン酸及びその塩（ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、第三級アミン塩等）等のカルボキシ基、スルホキシ基またはその塩を含有するモノマー；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、Ｎ−アルキルメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルキルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルキルメタクリルアミド（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）、Ｎ−アルコキシアクリルアミド、Ｎ−アルコキシメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルコキシアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルコキシメタクリルアミド（アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等）、アクリロイルモルホリン、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ−フェニルメタクリルアミド等のアミド基を含有するモノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物のモノマー；ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルトリアルコキシシラン、アルキルマレイン酸モノエステル、アルキルフマール酸モノエステル、アルキルイタコン酸モノエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ブタジエン等のモノマーが挙げられる。

これらのなかで、水酸基を含むモノマー、例えば２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなどが２〜２０モル％、好ましくは４〜１５モル％含まれていることが好ましい。

なお、本発明の易接着層には、得られる表面保護フィルムの取扱い性を向上させたり、フィルム同士のブロッキングを防止する目的で、不活性な微粒子を添加することができる。かかる微粒子は、透明性に影響しない範囲において有機または無機の不活性微粒子が好ましく、例えば炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、酸化珪素、酸化亜鉛、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子等を例示することができる。

さらに、より優れた易滑性を得る目的でワックスを添加することもできる。好ましく用いられるワックスとしては、具体例的にはカルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、パームワックス、ロジン変性ワックス、オウリキュリーワックス、サトウキビワックス、エスパルトワックス、バークワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン、鯨ロウ、イボタロウ、セラックワックス等の動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンワックスなどの鉱物系ワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス、フィッシャートロプッシュワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリプロピレンワックスなどの合成炭化水素系ワックス等を例示することができる。なかでも、ハードコートや粘着剤等に対する易接着性と滑性が良好なことから、カルナバワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスが好ましい。なお、塗液の取り扱いやすさおよび環境問題の観点から塗液は水性が好ましいので、水分散体を用いるのが好ましい。

本発明の易接着層には、上記の成分以外に、帯電防止剤、着色剤、界面活性剤、紫外線吸収剤等を使用しても構わない。

本発明の表面保護フィルムにおいては、その少なくとも片面の最表層が上記の易接着層で形成されていればよく、例えば前記紫外線遮蔽層と水蒸気遮蔽層とを基材フィルムの片面に形成し、他方の面に易接着層を形成してもよく、また、紫外線吸収性を有する層と水蒸気遮蔽性を有する層とを形成した上面に該易接着層を形成してもよい。勿論、両面の最表層を該易接着層で形成しても構わない。

なかでも、ポリエステルフィルムの両面に易接着層を設け、次いでその片面に水蒸気遮蔽性を有する層を設け、さらにその上に必要に応じて紫外線吸収性の層を設けたものが特に好ましい。

ポリエステルフィルムの両面に前記易接着層を形成する際には、該フィルムは未延伸フィルムであっても、一軸延伸または二軸延伸されたものであってもよい。なかでも、未延伸フィルムに塗液を塗布した後に同時二軸延伸するか、または一軸タテ延伸フィルムに塗液を塗布した後にヨコ延伸して、熱処理する方法は、易接着層とフィルムとの接着性が向上するので好ましい。なお、塗液としては、取扱い性および作業環境の点から水性塗液（水分散液または乳化液）が好ましく、その固形分濃度は、２〜３０重量％、特に５〜１０重量％の範囲が適当である。

さらに、水性塗液の塗布性を向上させるための予備処理としてフィルム表面にコロナ表面処理、火炎処理、プラズマ処理等の物理処理を施すか、あるいは塗液中に前記成分とは化学的に不活性な界面活性剤を併用することが好ましい。

好ましく用いられる界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン―脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸金属石鹸、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩等のアニオン型、ノニオン型界面活性剤を挙げることができる。界面活性剤は、塗膜を形成する成分を基準として１〜１０重量％含まれていることが好ましい。この範囲であれば塗液の表面張力を４０ｍＮ／ｍ以下とすることができ、均一に塗布することが可能となる。

ポリエステルフィルムに該水性液を塗布する場合は、通常の塗工工程、すなわち、二軸延伸熱固定したポリエステルフィルムに、該フィルムの製造工程と切り離した工程で行うと、芥、塵埃等を巻込み易いので、よりクリーンな雰囲気での塗布、すなわちフィルム製造工程での塗布が好ましい。

塗布方法としては、公知の任意の塗布法が適用できる。例えばロールコート法、グラビアコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、含浸法及びカーテンコート法などを単独または組合せて用いることができる。塗布量は、０．５〜２０ｇ／ｍ^２、特に１〜１０ｇ／ｍ^２の範囲が適当である。なお、該易接着層は、前述のとおり必要に応じてフィルムの片面のみに形成してもよい。

塗液を塗布したポリエステルフィルムは、乾燥後、必要に応じて延伸熱処理工程に導かれるが、かかる処理は、従来から当業界に蓄積された条件で行うことができる。好ましい条件としては、例えば乾燥条件は９０〜１３０℃×２〜１０秒であり、延伸温度は９０〜１５０℃、延伸倍率は縦方向３〜５倍、横方向３〜５倍、必要ならば再縦方向１〜３倍であり、熱固定する場合は１８０〜２５０℃×２〜６０秒である。

かかる処理後の二軸配向ポリエステルフィルムの厚さは５０〜２５０μｍであること、また易接着層の厚さは０．０１〜１μｍであることが好ましい。

〔表面保護フィルムの製造〕
本発明の表面保護フィルムは、例えば上記のように易接着層が設けられたポリエステルフィルムの少なくとも片面（好ましくは片面（易接着層が片面にしか設けられていない場合にはその反対面））に、前記紫外線遮蔽層と水蒸気遮蔽層とを従来公知の方法で形成するか、もしくは、紫外線遮蔽性および／または水蒸気遮蔽性を有するポリエステルフィルムを用い、必要に応じて紫外線遮蔽層または水蒸気遮蔽層を少なくとも片面に塗工すればよい。なお、得られる積層フィルムの最表層が前記易接着層とは異なるものになる場合には、少なくとも一方の面に再度易接着層を形成すればよい。

このような層を形成する場合、既存の塗工方法（液相法や気相法など）では、フィルムの長手方向（ＭＤ方向）に張力がかけられ、幅方向（ＴＤ方向）は張力フリーの状態となる。このような状態で塗膜に熱がかけられるため、フィルムの熱収縮は長手方向に大きくなり、幅方向は小さくなりやすい。その結果、太陽電池積層体を作成する際の加熱圧着工程で、フィルムの収縮歪によるシワが発生しやすくなる。特にこのような現象は、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートよりはポリエチレンテレフタレートのようにヤング率の低いフィルムに起こりやすい。

したがって、本発明の表面保護フィルムは、収縮歪を緩和させるために必要に応じて熱処理することが好ましく、例えば長手方向の張力を０．５ｋｇ／ｍ以下にして０．２〜５分間、温度１３０〜１８０℃で熱処理することにより、温度１５０℃における熱収縮率（３０分間熱処理後）を、ＭＤ方向（フィルムの長手方向）およびＴＤ方向（フィルムの幅方向）ともに−０．５〜０．５％とし、さらにこれらの差の絶対値を０．３％以下とする必要がある。該熱収縮率が上記範囲外となる場合には、太陽電池積層体を作成する際の加熱圧着工程でフィルムの収縮歪によりシワが発生しやすくなる。

なお、以上の構成を有する本発明の表面保護フィルルムは、その全光線透過率（波長３８０〜７８０ｎｍの可視光領域）が６０％以上、好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。該透過率が６０％未満である場合には、太陽光エネルギーがシリコーン太陽電池表面まで十分到達せず、電気エネルギーへの変換ロスが生じるので好ましくない。

〔太陽電池積層体〕
以上に説明した表面保護フィルムで、シリコン太陽電池をＥＶＡ樹脂を介して挟み込んだ構造の太陽電池積層体は、フィルムにシワが発生しがたいので高品位のものが生産性よく得られ、また従来のものと比較して優れた耐久性を有している。

以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中における各評価は下記の方法にしたがった。
（１）水蒸気透過率
ＪＩＳＫ７１７９に準じて測定した。

（２）紫外線遮蔽特性
紫外線領域の波長において、島津製作所ＵＶ−３１０１ＰＣ型を使用して透過率を測定し、波長３８０ｎｍにおける紫外線透過率を遮蔽特性とした。
Ｔ_{３８０ｎｍ}が２０．０％未満：○
２０．０％以上４０．０未満：△
４０．０％以上：×

（３）ＥＶＡとの接着性
表面保護フィルムを２０ｍｍ幅×１００ｍｍ長にカットしたものを２枚、ＥＶＡシート（ハイシート工業（株）製ＳＯＬＡＲＥＶＡＳＣ４）を２０ｍｍ幅×５０ｍｍ長にカットしたものを１枚、それぞれ準備する。ＥＶＡシートがフィルムのほぼ中央に位置するよう、またフィルムの易接着性を評価したい面がＥＶＡ側になるよう、フィルム／ＥＶＡシート／フィルムの順に重ねて、ヒートシーラー（テスター産業（株）製ＴＰ−７０１−Ｂ）にてプレスを行う。圧着条件は、１２０℃、０．０２ＭＰａにて５分圧着後、１５０℃に昇温し、プレス圧を０．１ＭＰａに上げて２５分圧着する。熱圧着した試料を、２３℃、５０％ＲＨ雰囲気下において、ＪＩＳＺ０２３７に準じて、上下のクリップに未接着部のフィルムを挟み、剥離角１８０°、引張速度１００ｍｍ／分で接着力を測定した。
◎：２０Ｎ／２０ｍｍ以上・・・接着性非常に良好
○：１０Ｎ／２０ｍｍ以上、２０Ｎ／２０ｍｍ未満・・・接着性良好
△：５Ｎ／２０ｍｍ以上、１０Ｎ／２０ｍｍ未満・・・接着性やや良好
×：５Ｎ／２０ｍｍ未満・・・接着性不良

（４）熱収縮率
表面保護フィルムにあらかじめ３０ｃｍ間隔でＭＤ方向およびＴＤ方向に標点をつけ、荷重をかけずに１５０℃の温度に設定されたオーブンで熱処理を３０分間行い、熱処理後室温まで冷却して表面保護フィルムの標点間隔を測定した。
熱収縮率（％）＝（（熱処理前標点距離―熱処理後標点距離）／熱処理前標点距離）×１００

（５）加熱圧着後のシワ
（３）において、サンプルサイズを１ｍ×１ｍとし、加熱圧着後のシワの凹凸の高さ（最高位−最低位）を測定した。
○：１ｍｍ未満
△：１ｍｍ以上５ｍｍ未満
×：５ｍｍ以上

［実施例１］
ポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．６２）を２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に１００℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記易接着層用塗液（濃度８％水性塗液）をロールコーターで均一に塗布した。

易接着層用塗液
架橋剤として、メチルメタクリレート３０モル％／２−イソプロペニル−２−オキサゾリン３０モル％／ポリエチレンオキシド（ｎ＝１０）メタクリレート１０モル％／アクリルアミド３０モル％で構成されているオキサゾリン基を有する重合体（Ｔｇ＝５０℃）、他の樹脂成分として、酸成分がテレフタル酸８０モル％／イソフタル酸１５モル％／５−ナトリウムスルホイソフタル酸５モル％、グリコール成分がエチレングリコール６０モル％／ジエチレングリコール４０モル％で構成された共重合ポリエステル（Ｔｇ＝４３℃）、フィラーとして、平均粒径６０ｎｍのシリカ粒子、濡れ剤としてポリオキシエチレン（ｎ＝７）ラウリルエーテルを使用し、これらの配合比を、架橋剤／他の樹脂／フィラー／濡れ剤＝１５重量％／７５重量％／４重量％／６重量％とした。

塗布されたフィルムを９５℃で乾燥し、次いで横方向に１１０℃で３．６倍に延伸した後、２２０℃で幅方向に３％収縮させて熱固定することにより、厚さ１００μｍのポリエステルフィルムを得た。なお、塗膜の厚さは０．０５μｍであった。

得られたフィルムの片面に、紫外線吸収性を有する塗料（株式会社日本触媒製のＵＶ−Ｇ１０１：ベンゾトリアゾール骨格を有するアクリル樹脂）を、ロールコートにて塗布厚さが６μｍとなるよう塗布した。さらに該紫外線吸収性を有する層の上に、水蒸気遮蔽性を有する層として厚さ１００ｎｍの酸化珪素膜を通常のスパッタリング法により形成した。

得られた積層フィルムを、長手方向の張力を０．５ｋｇ／ｍ以下とし、温度１５０℃下で２０秒間熱処理した。得られた表面保護フィルムの評価結果を表１に示す。

［実施例２］
下記式（化３）に示す紫外線吸収剤を１重量％含有するポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．６２）を２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。

次いで縦方向に１００℃で３．３倍に延伸した後、その両面に実施例１で使用したと同じ易接着層用水性塗液（濃度８重量％）をロールコーターで均一に塗布して９５℃で乾燥し、横方向に１１０℃で３．６倍に延伸し、２２０℃で幅方向に３％収縮させて熱固定して、厚さ１００μｍのポリエステルフィルムを得た。なお、易接着層の厚さはそれぞれ０．０５μｍであった。

次いで、実施例１と同様にして、厚さ１００ｎｍの酸化珪素膜からなる水蒸気遮蔽層を通常のスパッタリング法により形成し、次いで張力０．５ｋｇ／ｍ以下として温度１５０℃下２０秒間熱処理して表面保護フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

［実施例３］
前記式（化３）で表される紫外線吸収剤を１重量％含有するポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（固有粘度：０．６１）を６０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に１２０℃で３．１倍に延伸した後、その両面に実施例１で使用したと同じ易接着層用水性塗液をロールコーターで均一に塗布した。

次いで、１２０℃で乾燥した後に横方向に１４５℃で３．２倍に延伸し、２４０℃で３０秒間熱固定して、厚さ１００μｍのポリエステルフィルムを得た。なお、塗膜の厚さは０．０５μｍであった。

次いで、実施例１と同様にして、厚さ１００ｎｍの酸化珪素膜からなる水蒸気遮蔽層を通常のスパッタリング法により形成して表面保護フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

［実施例４］
実施例３において、水蒸気遮蔽層を通常のスパッタリング法により形成した後、張力０．５ｋｇ／ｍ以下として温度１５０℃下２０秒間熱処理する以外は実施例３と同様にして表面保護フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

［比較例１］
実施例１において、得られた積層フィルムに再熱処理を施さない以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

［比較例２］
実施例２において、得られた積層フィルムに再熱処理を施さない以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

［比較例３］
実施例１にいて、易接着層を設けない以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示す。

表１の結果から明らかなように、本発明の表面保護フィルムはＥＶＡとの接着性に優れていると共に、紫外線遮蔽性および水蒸気遮蔽性に優れているため、太陽電池の耐久性を向上させるための表面保護フィルムとして有用であり、また、熱安定性も良好なのでシワのない高品位の太陽電池積層体が容易に得られることがわかる。

以上に説明した本発明の表面保護フィルムは、紫外線遮蔽性および水蒸気遮蔽性に優れていると共に、熱安定性およびＥＶＡ樹脂との接着性も良好なので、耐久性に優れた高品位の太陽電池積層体を得るための保護フィルムとして極めて有用である。

Claims

ポリエステルフィルムを基材フィルムとし、少なくとも紫外線遮蔽層と水蒸気遮蔽層とを有し、さらに、少なくとも片方の最表層にオキサゾリン基含有ポリマーを架橋剤とする易接着層を有する積層フィルムであって、該積層フィルムの温度１５０℃における熱収縮率が、ＭＤ方向（フィルムの長手方向）およびＴＤ方向（フィルムの幅方向）ともに−０．５〜０．５％で、ＭＤ方向とＴＤ方向との熱収縮率差の絶対値が０．３％以下であることを特徴とする太陽電池用表面保護フィルム。
基材フィルムが環状イミノエステル系紫外線吸収剤を含有するポリエステルフィルムからなり、該基材フィルムを紫外線遮蔽層とする請求項１記載の太陽電池用表面保護フィルム。
紫外線遮蔽層が、ベンゾフェノン骨格またはベンゾトリアゾール骨格を側鎖に有するアクリル樹脂を含有する層である請求項１に記載の太陽電池用表面保護フィルム。
ポリエステルフィルムの両面に、オキサゾリン基含有ポリマーを架橋剤とする易接着層を有する請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池用表面保護フィルム。
水蒸気遮蔽性能を有する層の水蒸気透過量が１．０ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）以下である請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池用表面保護フィルム。
水蒸気遮蔽性能を有する層が金属酸化物より形成され、その膜厚が５０ｎｍ以上５００ｎｍ未満である請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池用表面保護フィルム。
シリコン太陽電池を、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を介して、請求項１〜６のいずれかに記載の表面保護フィルムで挟み込んでなる太陽電池積層体。