JP2007048944A - 太陽電池裏面封止用シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わさる面に易接着コート層を設けた太陽電池裏面封止用シートであって、その易接着コート層が架橋構造を有する事を特徴とする太陽電池裏面封止用シートを提供するものである。
【選択図】 図1
Description
材との良好な密着性を与えることが可能な太陽電池裏面封止用シートを提供することが挙げられる。
請求項1記載の発明は、太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わさる面に易接着コート層を設けた太陽電池裏面封止用シートであって、その易接着コート層が架橋構造を有する事を特徴とする太陽電池裏面封止用シート、としたものである。
徴とする、請求項1から9何れか記載の太陽電池裏面封止用シート、としたものである。
としたものである。
組成物に対する接着という認識を持つ必要があり、上述した各種添加剤が、接着に対して有利に働くこともあれば不利に働く可能性も秘めていることを考慮する必要がある。そこで、この充填材であるエチレン−酢酸ビニル共重合体との密着性を向上させるべく誠意検討を行った結果、下記に記載する易接着コート層が有効であることが確認された。
能である。さらには、アイオノマー型ポリウレタンの親水性基を利用した各種架橋剤も用いることが可能である。例を挙げると、エポキシ系化合物、メラミン系化合物、あるいは(化2)記載の構造を有する化合物が挙げられる。ここで(化2)は、R1、R2、R3、R4は水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、グリシジル基、イソシアネート基、メルカプト基、アミン基を有する置換基のいずれかから選択される。例を挙げるとビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシランなどの各種シランカップリング剤が挙げられる。特にこれらの(化2)の化合物を配合するは、太陽電池用充填材のEVAに配合されている各種添加剤、例えばシランカップリング材などと作用することが期待され、コート材と充填材であるEVAとの密着性向上に期待される。これらの架橋剤の配合量は、水分散アイオノマー型のポリウレタン樹脂100部に対し0.1〜10部が挙げられる。0.1部より少ないと架橋剤添加の効果が得られにくい。また10部より多いと、添加剤のタイプによっては著しくコート剤としてのポットライフを短くさせる。
2)。
工程2 チャンバー1、2を真空引きする
工程3 チャンバー1を大気開放し、耐熱性を有するゴムシートをモジュールに密着させる
工程4 その熱/圧力で充填材であるエチレン酢酸ビニル共重合体を溶融、セルの包埋、ガラス板/セル/裏面封止シートと接着、充填材の架橋・固化させる
以上である。
好ましくは0.5wt%以下、固有粘度が0.5dl/g以上のポリエステル基材を用いたほうが好ましい。またポリエステル分子末端がカルボン酸基の場合、熱、水、さらには酸触媒としての作用が働き、加水分解に最も影響を受けるため、この末端カルボン酸量を上昇させることなく数平均分子量を増加させることが可能な固相重合法を用いたり、あるいは末端カルボン酸基をカルボジイミド系化合物、エポキシ系化合物、オキサゾリン系化合物により封止しても構わない。しかしながら上述した熱収縮率や耐候性という点では、繰り返すようではあるが太陽電池モジュールとして要求される機能に応じてポリエステル基材を選択が可能であるということを示しており、これらに限定されるわけではなく、ごく一般的な汎用のポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂を基材として用いることが可能である。この時の模式図を図3に示す。
ト層は主にグラビアコートなどの手法により設けることが可能である。この構成の太陽電池裏面封止用シートの具体例を図4に示す。
[ポリエステル基材]
<基材:1>
厚さ50μmの「微発泡タイプ」白色ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。このポリエステルフィルムは、中間層に微発泡層を設けた2種3層の多層フィルムであり、中間層が80%を占める。この白色ポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にコロナ処理を施した。この基材を太陽電池モジュール充填材に貼り合わさる基材として用いた。
厚さ50μmの「顔料分散タイプ」白色ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。このポリエステルフィルムは、酸化チタンを白色顔料として用いている。この白色ポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にコロナ処理を施した。この基材を太陽電池モジュール充填材に貼り合わさる基材として用いた。
厚さ12μmの通常の2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにPVD法でアルミナ蒸着層を20nm、さらにオーバーコート層としてエチレン−酢酸ビニル共重合体の完全けん化物にシラン化合物からなるコーティング層を1μm設けた。この基材をガスバリア基材として用いた。
厚さ125μmの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムを主基材として用いた。この基材のオリゴマーコンテントは0.5wt%、数平均分子量は19500、固有粘度は0.7dl/gである。
<基材:1>あるいは<基材:2>を<基材:3>の蒸着層を貼り合わせ面側にくるように、ウレタン系接着剤{ポリエステル系主剤+(イソホロンジイソシアネート/キシリレンジイソシアネート)系硬化剤}にてドライラミネート手法によりラミネートを行った
。この積層体をさらに<基材:4>と同様の手法により積層させた。得られた積層体は50℃環境下で96時間エージングを施した。このようにして得られた積層体を太陽電池裏面封止用シートとして用いた。
太陽電池モジュール用充填剤として、ファストキュアタイプのエチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂組成物を用いた。太陽電池セルは多結晶系シリコンのものを用いた。A4サイズの強化ガラス上に、同じサイズで厚さ600μmの上記エチレン−酢酸ビニル共重合体シートで挟み込んだセルを乗せ、さらにその上に下記実施例記載の裏面封止用シートを設けた。事前に40℃で3分予備加熱を行った後、150℃で真空引き6分、圧着8分の条件、圧力1気圧でラミネートを施した。このサンプルを下記評価で用いた。
上記サンプルのラミネート直後および85℃−85%RH環境で250、500、750、1000時間促進試験を行った時のラミネート強度(15mm幅)をテンシロンにてクロスヘッドスピード300mm/minで測定し、上記保存評価前後の強度の変化率が50%以上の場合に合格とした。
<実施例1>
<基材:1>に易接着コート層を設けずに、上記太陽電池裏面封止用シートを作成し、評価を行った。結果を表1に示す。
<基材:1>にあらかじめ、皮膜の軟化点温度180℃の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂(大日本インキ製)を設けた以外は、実施例1と同じである。
<基材:1>にあらかじめ、皮膜の軟化点温度95℃の水分散アイオノマー型ポリウレタン(大日本インキ製)を設けた以外は、実施例1と同じである。
<基材:1>にあらかじめ皮膜の軟化点温度180℃の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂(大日本インキ製)100部に、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(アズマックス製)を10部配合した易接着コート層を設けた以外は実施例1と同じである。
<基材:1>にあらかじめ皮膜の軟化点温度180℃の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂(大日本インキ製)100部に、水系ウレタン用HDI系ポリイソシアネート(大日本インキ製)を5部配合した易接着コート層を設けた以外は実施例1と同じである。
<実施例6>
<基材:1>に熱硬化型エポキシメラミン系コート剤(大日本インキ製)を設けた以外は実施例1と同じである。
<基材:1>にシラン変性アクリル樹脂系コート剤(荒川化学製)を設けた以外は実施例1と同じである。
<基材:1>に<実施例6>記載のコート剤40重量%、<実施例7>記載のコート剤60wt%を配合したコート剤を設けた以外は実施例1と同じである。
<実施例8>のコート剤に100部に対し、さらに、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(アズマックス製)を10部配合した易接着コート層を設けた以外は実施例1と同じである。
<基材:2>に水分散型自己架橋アクリル+水分散型共重合ポリエステルを配合したコート剤を、ポリエステル製膜時にインラインで塗工したポリエステル基材(帝人デュポン製)を用いた以外は実施例1と同じである。
<基材:2>に水分散型未架橋アクリル(ジョンソンポリマー製)+水分散型共重合ポリエステル(東洋紡製)を設けた以外は実施例1と同じである。
実施例1と比較すると、易接着コートの効果は明瞭である。また、水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂の場合は、皮膜の軟化点温度による樹脂選定とと架橋剤の添加により、85℃−85%RH保存化における太陽電池モジュールを構成する充填材との密着性が大きく変ることが確認される。また、ポリエステル樹脂あるいはアクリル系樹脂の場合は、実施例6、7を見てもわかるように、それぞれの樹脂単品だけでは太陽電池モジュールを構成する充填材との密着性が劣るのに対し、これらの配合あるいは添加剤の配合により密着性が大幅に向上していることが確認される。この内容は架橋構造を形成していても太陽電池裏面封止用シートに用いるポリエステル基材と太陽電池モジュール充填材に用いるEVA双方に相性が良いコート剤でないと密着に有効でないことが明らかである。また、実施例11のように架橋構造を形成しないコート剤は、初期密着に優れるが、85℃−85%RH保存における密着性の低下が顕著であることが確認できる。以上の内容から、本発明の易接着コート剤を設けた太陽電池裏面封止用シートを用いることで、太陽電池としての品質を損なうことが無いモジュールを作成することが可能である。
A−1:太陽電池セル
A−2:充填材
A−3:ガラス板
B:裏面封止シート
B−1:易接着コート層
B−2:ポリエステル層
B−3:白色ポリエステル層
B−4:接着剤層
B−5:無機化合物蒸着層
B−6:オーバーコート層
C:ラミネーター
C−1:天板
C−2:チャンバー1
C−3:チャンバー2
C−4:ゴムシート
Claims (12)
- 太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わさる面に易接着コート層を設けた太陽電池裏面封止用シートであって、その易接着コート層が架橋構造を有する事を特徴とする太陽電池裏面封止用シート。
- 易接着コート層が水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂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シート。
- 水分散アイオノマー型ポリウレタンからなる皮膜の軟化点温度が100℃以上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シート。
- 易接着コート層に含まれる成分が、グリシジル基、アミノ基、イソシアネート基を有するカップリング剤であることを特徴とする、請求項4記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 易接着コート層が「ポリエステル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂」から選ばれる樹脂と「アクリル系樹脂」の混合物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シート。
- 少なくとも「ポリエステル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂」から選ばれる樹脂と「アクリル系樹脂」のどちらか一方が架橋構造を形成しうることを特徴とする、請求項1または4または5記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 易接着コート層に含む化合物が上記(化1)(ただし、R1、R2、R3、R4は水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、グリシジル基、イソシアネート基、メルカプト基、アミン基を有する置換基のいずれかから選択される基)であることを特徴とする、請求項6または7記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 易接着コート層に含まれる成分が、グリシジル基、アミノ基、イソシアネート基を有するカップリング剤であることを特徴とする、請求項8記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 易接着コート層がポリエステル基材に設けられている事を特徴とする、請求項1から9何れか記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 易接着コート層を設けているポリエステル基材を少なくとも1層含む多層構成から成ることを特徴とする、請求項1から10何れか記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 多層構成を成す基材すべてのポリエステル基材の少なくとも1層に無機化合物蒸着層を設けたことを特徴とする、請求項1から11何れか記載の太陽電池裏面封止用シート。
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