JP2007096210A - 太陽電池用裏面保護シートおよびその裏面保護シートを用いた太陽電池モジュール、その太陽電池用裏面保護シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、特に耐候性などの耐環境適性や層間接着強度に優れる耐久性、その他の諸特性として防湿性、ガスバリア性などに優れ、かつ、非常に安価に製造することが可能となる太陽電池用裏面保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とするものである。
【解決手段】太陽電池に使用する裏面保護シートであって、前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムに、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートおよびその裏面保護シートを用いた太陽電池モジュール、その太陽電池用裏面保護シートの製造方法である。
【選択図】図１
【解決手段】太陽電池に使用する裏面保護シートであって、前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムに、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートおよびその裏面保護シートを用いた太陽電池モジュール、その太陽電池用裏面保護シートの製造方法である。
【選択図】図１
Description
本発明は、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、特に耐候性などの耐環境適性や層間接着強度に優れる耐久性、さらに、その他の特性として防湿性、ガスバリア性などの諸特性に優れ、非常に安価に製造することが可能となる太陽電池用裏面保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュールに関するものである。
近年、地球温暖化問題に対する内外各方面の関心が高まる中、二酸化炭素の排出抑制のために、種々努力が続けられている。化石燃料の消費量の増大は、大気中の二酸化炭素の増加をもたらし、その温室効果により地球の気温が上昇し、地球環境に重大な影響を及ぼす。化石燃料に代替するエネルギーとしては、いろいろ検討されているが、クリーンなエネルギー源である太陽光発電に対する期待が高まっている。太陽電池は太陽光のエネルギーを直接電気に換える太陽光発電システムの心臓部を構成するものであり、半導体からできている。その構造としては、太陽電池素子単体をそのままの状態で使用することはなく、一般的に数枚〜数十枚の太陽電池素子を直列、並列に配線し、長期間（約２０年）に亘って素子を保護するため種々パーケージングが行われ、ユニット化されている。このパッケージに組み込まれたユニットを太陽電池モジュールと呼び、一般的に太陽光が当たる面をガラスで覆い、熱可塑性プラスチックからなる充填材で間隙を埋め、裏面を耐熱、耐候性プラスチック材料などのシートで保護された構成になっている。
これらの太陽電池モジュールは、屋外で使用されるため、その構成、材質構造などにおいて、十分な耐久性、耐候性が要求される。特に、裏面保護シートは耐候性と共に水蒸気透過率の小さいことが要求される。これは水分の透過により充填材が剥離、変色したり、配線の腐蝕を起こした場合、モジュールの出力そのものに影響を及ぼす恐れがあるためである。
従来、この太陽電池用裏面保護シートしては、耐候性、難燃性、太陽電池モジュールのエチレンー酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）からなる充填材との接着性に優れるポリフッ化ビニルフイルム（フッ素フィルム）（デュポン社製、商品名「テドラー」）でアルミニウム箔をサンドイッチした積層構造の裏面保護シートが多く用いられていた（例えば、特許文献１、２など参照）。しかし、このフッ素フィルムは機械的強度も弱く、太陽電池モジュール製造時に加えられる１４０〜１５０℃の熱プレスの熱により軟化し、太陽電池素子電極部の突起物が充填材層を貫通し、さらに裏面保護シートを構成する内面のフッ素フィルムを貫通し、裏面保護シート中のアルミニウム箔に接触することにより、太陽電池素子とアルミニウム箔が短絡して電池性能に悪影響を及ぼすという欠点があった。また、フッ素フィルムは高価であり、太陽電池モジュールの低価格化の点で一つの障害となっている。さらには、このフッ素フィルムは使用後の廃棄物焼却時に、ハロゲン系の有毒ガスが発生する問題も危惧されている。
また、アルミニウム金属箔を使用しているために、使用後の廃棄物焼却時に、焼却炉のロストル（火格子）に燃え残りの金属が詰まる問題や、焼却時にアルミナに変化して、焼却残滓の埋め立て処分時に加湿することによって、焼却残滓中のアルミナに吸着されていた有毒なアンモニアガスが発生してくる問題、また、焼却せずにアルミニウム箔だけを分離して回収することも簡単に行い得ない。
上記の問題点を解決するために、基材フィルムの一方の面に、金属または金属酸化物の
蒸着膜を設けたバリア性裏面保護シ−トの金属または金属酸化物の蒸着膜側の面に、耐候性樹脂層を設け、更に、上記の耐候性樹脂層の面に、不飽和基含有アクリレ−ト系共重合体を含む硬化性樹脂組成物による耐候性最外層を設けたことを特徴とする太陽電池モジュ−ル用裏面保護シ−トおよびそれを使用した太陽電池モジュ−ルが提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、上記の裏面保護シ−トは、耐候性樹脂層と不飽和基含有アクリレ−ト系共重合体を含む硬化性樹脂組成物による耐候性最外層との接着性や最外層のアクリレ−ト系共重合体の耐候性などに問題があった。
蒸着膜を設けたバリア性裏面保護シ−トの金属または金属酸化物の蒸着膜側の面に、耐候性樹脂層を設け、更に、上記の耐候性樹脂層の面に、不飽和基含有アクリレ−ト系共重合体を含む硬化性樹脂組成物による耐候性最外層を設けたことを特徴とする太陽電池モジュ−ル用裏面保護シ−トおよびそれを使用した太陽電池モジュ−ルが提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、上記の裏面保護シ−トは、耐候性樹脂層と不飽和基含有アクリレ−ト系共重合体を含む硬化性樹脂組成物による耐候性最外層との接着性や最外層のアクリレ−ト系共重合体の耐候性などに問題があった。
以下に特許文献を記す。
特表平８−５００２１４号公報
特開２００２―５２０８２０号公報
特開２００２―８３９８８号公報
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、特に耐候性などの耐環境適性や層間接着強度に優れる耐久性、さらに、その他の諸特性として防湿性、ガスバリア性などに優れ、かつ、非常に安価に製造することが可能となる太陽電池用裏面保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、すなわち、
請求項１に係る発明は、
太陽電池に使用する裏面保護シートであって、
前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムに、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートである。
請求項１に係る発明は、
太陽電池に使用する裏面保護シートであって、
前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムに、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートである。
請求項２に係る発明は、
前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シートである。
前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シートである。
請求項３に係る発明は、
前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に、片面にコロナ処理または易接着処理が施されたプラスチック基材の未処理面と、前記プラスチック基材の処理面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層とを順次積層してなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シートである。
前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に、片面にコロナ処理または易接着処理が施されたプラスチック基材の未処理面と、前記プラスチック基材の処理面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層とを順次積層してなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シートである。
請求項４に係る発明は、
前記裏面保護シートが、透明もしくは着色されたプラスチック基材に、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの基材面と、そのガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、予め、硬化されたアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよ
び／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂フィルムを順次積層したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シートである。
前記裏面保護シートが、透明もしくは着色されたプラスチック基材に、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの基材面と、そのガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、予め、硬化されたアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよ
び／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂フィルムを順次積層したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シートである。
請求項５に係る発明は、
前記無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用裏面保護シートである。
前記無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用裏面保護シートである。
請求項６に係る発明は、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用裏面保護シートを用いたことを特徴とする太陽電池モジュールである。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用裏面保護シートを用いたことを特徴とする太陽電池モジュールである。
請求項７に係る発明は、
請求項２記載の裏面保護シートの製造方法であって、
無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記ガスバリア性蒸着フィルムに接着させて積層する硬化・積層工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法である。
請求項２記載の裏面保護シートの製造方法であって、
無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記ガスバリア性蒸着フィルムに接着させて積層する硬化・積層工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法である。
請求項８に係る発明は、
請求項３記載の裏面保護シートの製造方法であって、
予め、プラスチック基材の片面にコロナ処理または易接着処理を施す工程と、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に、前記コロナ処理または易接着処理を施されたプラスチック基材の未処理面とを接着剤を介して積層する工程と、前記プラスチック基材の処理面にアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記プラスチック基材の処理面に接着させて積層する硬化・積層工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法である。
請求項３記載の裏面保護シートの製造方法であって、
予め、プラスチック基材の片面にコロナ処理または易接着処理を施す工程と、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に、前記コロナ処理または易接着処理を施されたプラスチック基材の未処理面とを接着剤を介して積層する工程と、前記プラスチック基材の処理面にアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記プラスチック基材の処理面に接着させて積層する硬化・積層工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法である。
請求項９に係る発明は、
請求項４記載の裏面保護シートの製造方法であって、
透明もしくは着色されたプラスチック基材に、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの基材面とを接着剤を介して積層する工程と、予め、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂を放射線を照射して硬化されてなる放射線硬化樹脂フィルムを作製する工程と、前記ガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に接着剤層を介して前記放射線硬化樹脂フィルムを積層する工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法である。
請求項４記載の裏面保護シートの製造方法であって、
透明もしくは着色されたプラスチック基材に、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの基材面とを接着剤を介して積層する工程と、予め、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂を放射線を照射して硬化されてなる放射線硬化樹脂フィルムを作製する工程と、前記ガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に接着剤層を介して前記放射線硬化樹脂フィルムを積層する工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法である。
＜作用＞
本発明により、太陽電池用裏面保護シートとして、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムに、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなる構成であるから、ガスバリア性蒸着フィルム上にアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に接着させて積層することで、極めて強固に接着積層することができる。そして、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはア
クリル系オリゴマーからなる放射線硬化物（樹脂層）は耐候性に優れるものである。
本発明により、太陽電池用裏面保護シートとして、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムに、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなる構成であるから、ガスバリア性蒸着フィルム上にアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に接着させて積層することで、極めて強固に接着積層することができる。そして、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはア
クリル系オリゴマーからなる放射線硬化物（樹脂層）は耐候性に優れるものである。
本発明により、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、特に耐候性などの耐環境適性や層間接着強度に優れる耐久性、さらに、その他の諸特性として防湿性、ガスバリア性などにも優れ、かつ、非常に安価に製造することが可能となる太陽電池用裏面保護シートおよび太陽電池モジュールを提供することが可能となった。
また、本発明の裏面保護シートは、構成材料にアルムニウム金属箔やフッ素フィルムなどを使用していないので、使用後の廃棄物処理、安全性など環境に配慮した環境負荷の少ない太陽電池用裏面保護シートを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の太陽電池用裏面保護シートの構成の一例を示す断面図である。図２は、本発明の太陽電池用裏面保護シートの構成の他の例を示す断面図である。図３は、本発明の太陽電池用裏面保護シートの構成の別の例を示す断面図である。図４は、本発明の太陽電池用裏面保護シートの構成のさらに別の例を示す断面図である。図５は、本発明の太陽電池用裏面保護シートを使用した太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。
図１に示すように、本発明の一例としての太陽電池用裏面保護シート１０は、プラスチックフィルム基材１ａの片面に、プライマー層１ｂ、無機酸化物薄膜蒸着層１ｃ、ガスバリア性被膜層１ｄを順次積層した構成のガスバリア性蒸着フィルム１の蒸着層１ｃ側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層２を積層した構成の太陽電池用裏面保護シートである。そして、ガスバリア性蒸着フィルム１側を太陽電池素子に配設される。
上記の太陽電池用裏面保護シート１０は、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記ガスバリア性蒸着フィルムに接着させて積層する硬化・積層工程を経て製造される。
また、本発明の他の例としての太陽電池用裏面保護シート２０は、図１に示した太陽電池用裏面保護シート１０のガスバリア性蒸着フィルム１の基材フィルム１ａ面側に、さらに、例えば、白色に着色されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルム３を積層した構成の太陽電池用裏面保護シートである。そして、プラスチックフィルム３側を太陽電池素子に配設される。なお、プラスチックフィルム３としては、上記の白色に着色されたＰＥＴフィルムに限定されるものではない。
上記の太陽電池用裏面保護シート２０は、太陽電池用裏面保護シート１０のガスバリア性蒸着フィルム１の基材フルム１ａ側に、例えば、ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネーション法により白色に着色されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルムを積層して製造される。
また、本発明の別の例としての太陽電池用裏面保護シート３０は、図３に示すように、ガスバリア性蒸着フィルム１の蒸着層１ｃ側に、さらに、例えば、ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネーション法により、片面にコロナ処理または易接着処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルム４の未処理面を貼り合
わせ、さらに、プラスチックフィルム４の処理面にはアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂を塗布形成し、放射線を照射して、放射線硬化樹脂層２を積層した構成の太陽電池用裏面保護シートである。
わせ、さらに、プラスチックフィルム４の処理面にはアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂を塗布形成し、放射線を照射して、放射線硬化樹脂層２を積層した構成の太陽電池用裏面保護シートである。
上記の太陽電池用裏面保護シート３０は、予め、プラスチック基材の片面にコロナ処理または易接着処理を施す工程と、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に、前記コロナ処理または易接着処理を施されたプラスチック基材の未処理面とを接着剤を介して積層する工程と、前記プラスチック基材の処理面にアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して、放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記ガスバリア性蒸着フィルムに接着させて積層する硬化・積層工程を経て製造される。
また、本発明のさらに別の例としての太陽電池用裏面保護シート４０は、図４に示すように、ガスバリア性蒸着フィルム１の基材フィルム１ａ側に、白色に着色されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルム３を、例えば、ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネーション法により積層し、上記のガスバリア性蒸着フィルム１の蒸着層１ｃ側に、予め、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂を放射線を照射して硬化されてなる放射線硬化樹脂６を、例えば、ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネーション法により積層した構成の太陽電池用裏面保護シートである。そして、プラスチックフィルム３側を太陽電池素子に配設される。なお、プラスチックフィルム３としては、上記の白色に着色されたＰＥＴフィルムに限定されるものではない。
上記の太陽電池用裏面保護シート４０は、着色されたプラスチック基材に、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの基材面とを接着剤を介して積層する工程と、予め、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂を放射線を照射して硬化されてなる放射線硬化樹脂フィルムを作製する工程と、前記ガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に接着剤層を介して前記放射線硬化樹脂フィルムを積層する工程を経て製造される。
本発明で使用されるアクリルポリオール系樹脂としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン等のモノマー成分と、アクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド等のヒドロキシル基含有モノマーとの共重合体などが挙げられる。
本発明で使用されるアクリル系オリゴマーとしては、アクリル系オリゴマーとしては、ウレタンアクリレートオリゴマー、エステルアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、アクリル樹脂アクリレートなどが挙げられるが、これらの中でも、ウレタンアクリレートオリゴマーもしくはアクリル樹脂アクリレートが好ましい。
ウレタンアクリレートオリゴマーとは、高分子量のイソシアネートとヒドロキシル基を有するアクリレートとが化学結合したものであり、その重量平均分子量は、通常２０００〜１２０００である。ウレタンアクリレートオリゴマーを構成する高分子量のイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族系イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートが挙げられる。また、ヒドロキシル基を有するアクリレートとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレートなどが
挙げられる。
挙げられる。
ウレタンアクリレートオリゴマーの中でも、耐候性、可撓性、密着性が特に優れることから、脂肪族イソシアネートとヒドロキシル基を有するアクリレートとからなる脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーが好ましい。脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーは、重合性モノマーと配合されて無溶剤型の放射線硬化型塗料として市販されている。また、ウレタンアクリレートオリゴマーは、３官能以下であることが好ましい。
また、アクリル樹脂アクリレートとは、ポリメチルメタクリレートを主成分とするアクリル共重合樹脂中に予め、カルボキシル基、エポキシ基、ヒドロキシル基などの官能基を持つ（メタ）アクリレートモノマーを共重合せしめ、各々の官能基に対応して付加反応する官能基を持つアクリレート系モノマーと付加反応させて二重結合を導入したものである。
本発明におけるアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化物（樹脂層）は耐候性に優れるものである。
本発明で使用されるプラスチックフィルム３としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム以外に、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ−樹脂、エチレン−アクリル酸、または、酸変性ポリオレフィン系樹脂、シリコ−ン系樹脂、エポキシ系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂からなるフィルムないしシートなどの他の汎用プラスチックフィルムを使用することもできる。さらに、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂などが挙げられるが、耐熱性、強度物性、電気絶縁性などを考慮するとポリエステル系樹脂、特に２軸延伸のポリエステル系樹脂が好ましい。ポリエステル系樹脂としては、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を用いて得られるものであり、多塩基酸成分としてテレフタル酸、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、マレイン酸、イタコ酸などの酸成分を２種以上、そして、ポリオール成分として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、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール、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、さらにカルボン酸基やスルホン酸基やアミノ基あるいはこれらの塩を含有するポリオール成分を１種あるいは２種以上用いることで得られるポリエステルが挙げられるが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの汎用のポリエステルを用いることができる。
上記プラスチックフィルム３を積層する方法としては、例えば、ドライラミネーション法などの公知の方法で積層することができる。ドライラミネーション法の接着剤としては、接着強度が長期間の屋外使用で劣化によるデラミネーションなどを生じないこと、さらに接着剤が黄変しないことなどが必要であり、例えば、ポリウレタン系接着剤などが使用できる。上記の接着剤は、例えば、ロ−ルコ−ト法、グラビアロ−ルコ−ト法、キスコ−ト法、その他等のコ−ト法、あるいは、印刷法等によって施すことができ、その塗布量としては、０．１〜１０ｇ／ｍ2（乾燥状態）位が望ましい。
上記のプラスチックフィルム基材３には、着色用添加剤を添加して白色に着色してもよい。その白色化着色剤としては、例えば、塩基性炭酸鉛、塩基性硫酸鉛、塩基性珪酸鉛、
亜鉛華、硫化亜鉛、リトポン、三酸化アンチモン、アナタス形酸化チタン、ルチル形酸化チタン、その他等の白色顔料の１種ないし２種以上を使用することができる。その使用量としては、プラスチックフィルムに対して、０．１重量％〜３０重量％位、好ましくは、０．５重量％〜１０重量％位添加して使用することが望ましい。
亜鉛華、硫化亜鉛、リトポン、三酸化アンチモン、アナタス形酸化チタン、ルチル形酸化チタン、その他等の白色顔料の１種ないし２種以上を使用することができる。その使用量としては、プラスチックフィルムに対して、０．１重量％〜３０重量％位、好ましくは、０．５重量％〜１０重量％位添加して使用することが望ましい。
また、プラスチックフィルム３に発泡層を形成することもできる。発泡剤として、ポロパンガス、ブタンのような飽和脂肪族炭化水素類、炭酸ガス、窒素のような不活性ガス、塩化メチルのようなハロゲン化炭化水素などを用い、これらをプラスチック樹脂ペレットなどに含浸して押出し発泡によりプラスチックフィルムないしシートに発泡層を形成することができる。発泡層を形成することにより、白色（不透明）にすることができる。
白色に着色することにより、太陽電池モジュールとして設置した場合、照り返す太陽光を光り反射あるいは光拡散させることで発電効率を向上するという効果を奏する。
次に、本発明で使用される無機酸化物からガスバリア性蒸着フィルム１としては、図１、２に示すような、例えば、プラスチックフィルム基材１ａの少なくとも片面に、有機官能基を有するシランカップリング剤あるいはシランカップリング剤の加水分解物と、ポリオールおよびイソシアネート化合物との複合物を含むプライマー層１ｂ、厚さ５〜３００ｎｍの無機酸化物からなる無機酸化物薄膜層１ｃ、ガスバリア性被膜層１ｄを順次積層した構成のガスバリア性蒸着フィルムが用いられる。
以下、このガスバリア性蒸着フィルム１について図を参照して詳細に説明する。
プラスチックフィルム基材１ａとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリフィルム、ポリカーボネートフィルムなどが用いられ、延伸、未延伸のどちらでも良く、また機械的強度や寸法安定性を有するものが良い。特に、二軸方向に任意に延伸されたポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。またこのプラスチック基材１の表面に、周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤などが使用されていても良い。
プラスチックフィルム基材２ａの厚さはとくに制限を受けるものではないが、裏面保護シートとしての適性、や積層するプライマー層１ｂ、無機酸化物薄膜層２ｃ、またはガスバリア性被膜層１ｄを形成する場合の加工性を考慮すると、実用的には３〜２００μｍの範囲で、用途によって６〜３０μｍとすることが好ましい。
本発明のプライマー層１ｂは、プラスチックフィルム基材１ａ上に設けられ、プラスチックフィルム基材１ａと無機酸化物からなる無機酸化物薄膜層１ｃとの間の密着性を高め、デラミネーションの発生等を防止することを目的とする。上記の目的を達成するためにプライマー層１ｂとして用いることができるのは、有機官能基を有するシランカップリング剤、あるいはその加水分解物と、ポリオールおよびイソシアネート化合物等との複合物である必要がある。
さらに、プライマー層１ｂを構成する複合物について詳細に説明する。前記シランカップリング剤の例としては、任意の有機官能基を含むシランカップリング剤を用いることができ、例えば、ビニルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤或いはその加水分解物の１種ないしは２種以上を用いることができる。
さらに、これらのシランカップリング剤のうち、ポリオールの水酸基またはイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応する官能基を持つものが特に好ましい。例えばγ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシランのようなイソシアネート基を含むもの、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシランのようなメルカプト基を含むものや、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ―β―（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ―フェニルアミノプロピルトリメトキシシランのようなアミノ基を含むものがある。さらにγ―グリシドオキシプロピルトリメトキシシランや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等のようにエポキシ基を含むものや、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（β―メトキシエトキシ）シラン等のようなシランカップリング剤にアルコール等を付加し水酸基等を付加したものでもよく、これら１種ないしは２種以上を用いることができる。
これらのシランカップリング剤は、一端に存在する有機官能基がポリオールとイソシアネート化合物からなる複合物中で相互作用を示し、もしくはポリオールの水酸基またはイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応する官能基を含むシランカップリング剤を用いることで共有結合をもたせることによりさらに強固なプライマー層を形成し、他端のアルコキシ基またはアルコキシ基の加水分解によって生成したシラノール基が無機酸化物中の金属や、無機酸化物の表面の極性の高い水酸基等と強い相互作用により無機酸化物との高い密着性を発現し、目的の物性を得ることができるものである。よって上記プライマー層としてシランカップリング剤を金属アルコキシドとともに加水分解反応させたものを用いても構わない。また上記シランカップリング剤のアルコキシ基がクロロ基、アセトキシ基等になっていても何ら問題はなく、これらのアルコキシ基、クロロ基、アセトキシ基等が加水分解し、シラノール基を形成するものであればこの複合物に用いることができる。
また、ポリオールとは高分子末端に、２つ以上のヒドロキシル基をもつもので、後に加えるイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応させるものである。このポリオールとして、アクリル酸誘導体モノマーを重合させて得られるポリオールもしくは、アクリル酸誘導体モノマーおよびその他のモノマーとを共重合させて得られるポリオールであるアクリルポリオールが好ましい。中でもエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートやヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレートなどのアクリル酸誘導体モノマーを重合させたアクリルポリオールや、前記アクリル酸誘導体とスチレン等のその他のモノマーを加え共重合させたアクリルポリオールが好ましく用いられる。またイソシアネート化合物との反応性、シランカップリング剤との相溶性を考慮すると前記アクリルポリオールのヒドロキシル価が５〜２００（ＫＯＨｍｇ／ｇ）の間であることが好ましい。
アクリルポリオールとシランカップリング剤の配合比は、重量比で１／１から１０００／１の範囲であることが好ましく、より好ましくは２／１から１００／１の範囲にあることである。溶解および希釈溶媒としては、溶解および希釈可能であれば特に限定されるものではなく、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトンなどのケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等が単独および任意に配合されたものを用いることができる。しかし、シランカップリング剤を加水分解するために塩酸等の水溶液を用いる場合には、共溶媒としてイソプロピルアルコール等のアルコール類と極性溶媒である酢酸エチルを任意に混合した溶媒を用いることが好ましい。
さらに、イソシアネート化合物は、アクリルポリオールなどのポリオールと反応してできるウレタン結合によりプラスチック基材や無機酸化物との密着性を高めるために添加さ
れるもので主に架橋剤もしくは硬化剤として作用する。前記機能を発揮するイソシアネート化合物の具体例としては、芳香族系のトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）やジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、脂肪族系のキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）やヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）などのモノマー類、これらの重合体、もしくは誘導体の１種、またはこれらの２種以上用いることができる。
れるもので主に架橋剤もしくは硬化剤として作用する。前記機能を発揮するイソシアネート化合物の具体例としては、芳香族系のトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）やジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、脂肪族系のキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）やヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）などのモノマー類、これらの重合体、もしくは誘導体の１種、またはこれらの２種以上用いることができる。
ここで、アクリルポリオールとイソシアネート化合物の配合比は特に制限されるのもではないが、イソシアネート化合物が少なすぎると硬化不良になる場合があり、またそれが多すぎるとブロッキング等が発生し加工上問題がある。そこでアクリルポリオールとインソシアネート化合物との配合比としては、イソシアネート化合物由来のＮＣＯ基がアクリルポリオール由来のＯＨ基の５０倍以下であることが好ましく、特に好ましいのはＮＣＯ基とＯＨ基が当量で配合される場合である。混合方法は、周知の方法が使用可能で特に限定しない。
プライマー層１ｂは、シランカップリング剤、ポリオール、イソシアネート化合物を任意の濃度で混合した複合溶液を製作し、プラスチックフィルム基材１ａにコーティング、乾燥硬化して形成する。プライマー層１ｂを形成するプライマー剤は具体的には、シランカップリング剤とポリオールを混合し、溶媒、希釈剤を加え任意の濃度に希釈した後、イソシアネート化合物と混合して作成する。前記方法以外にシランカップリング剤とポリオールを溶媒中混合しておき予めシランカップリング剤とポリオールを反応させたものを溶媒、希釈剤を加え任意の濃度に希釈した後、イソシアネート化合物加えて作製する方法などがある。
前記プライマー剤にさらに各種添加剤、例えば、３級アミン、イミダゾール誘導体、カルボン酸の金属塩化合物、４級アンモニウム塩、４級ホスホニウム塩等の硬化促進剤や、フェノール系、硫黄系、ホスファイト系等の酸化防止剤、レベリング剤、流動調整剤、触媒、架橋反応促進剤、充填剤等を添加することも可能である。
プライマー層１ｂは、プライマー剤を、例えばオフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン印刷法等の周知の印刷方式や、ロールコート、ナイフエッジコート、グラビアコートなどの周知の塗布方式を用いプラスチックフィルム基材１ａの上にコーティングし、その後コーティング膜を乾燥乾燥し溶媒等を除去し硬化させることによって形成する。
プライマー層１ｂの厚さは、均一に塗膜が形成することができれば特に限定しないが、一般的に０．０１〜２μｍの範囲であることが好ましい。厚さが０．０１μｍより薄いと均一な塗膜が得られにくく密着性が低下する場合がある。また厚さが２μｍを越える場合は厚いために塗膜にフレキシビリティを保持させることができず、外的要因により塗膜に亀裂を生じる恐れがあるため好ましくない。特に好ましいのは０．０５〜０．５μｍの範囲内にあることである。
次に、無機酸化物からなる無機酸化物薄膜層１ｃは、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化錫、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物などの無機酸化物の蒸着膜からなり、透明性を有しかつ酸素、水蒸気等のガスバリア性を有するものであればよい。その中では、特に酸化アルミニウム及び酸化珪素が好ましい。ただし、本発明の無機酸化物薄膜層２ｃは、上述した無機酸化物に限定されず、上記条件に適合する材料であれば用いることができる。
無機酸化物薄膜層１ｃの厚さは、用いられる無機化合物の種類、構成により最適条件が
異なるが、一般的には５〜３００ｎｍの範囲内が望ましく、その値は適宜選択される。ただし膜厚が５ｎｍ未満であると均一な膜が得られないことや膜厚が十分ではないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たすことができない場合がある。また膜厚が３００ｎｍを越える場合は無機酸化物薄膜層にフレキシビリティを保持させることができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、無機酸化物薄膜層に亀裂を生じる危惧がある。好ましくは、１０〜１５０ｎｍの範囲内である。
異なるが、一般的には５〜３００ｎｍの範囲内が望ましく、その値は適宜選択される。ただし膜厚が５ｎｍ未満であると均一な膜が得られないことや膜厚が十分ではないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たすことができない場合がある。また膜厚が３００ｎｍを越える場合は無機酸化物薄膜層にフレキシビリティを保持させることができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、無機酸化物薄膜層に亀裂を生じる危惧がある。好ましくは、１０〜１５０ｎｍの範囲内である。
無機酸化物薄膜層１ｃをプライマー層１ｂ上に形成する手段としては各種手段が可能であるが、真空蒸着法により形成することが一般的である。この真空蒸着法以外の手段としてスパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマ気相成長法（ＣＶＤ）などを用いることもできる。ただし、生産性を考慮すれば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。この真空蒸着法による真空蒸着装置の加熱手段としては電子線加熱方式、抵抗加熱方式、誘導加熱方式のいずれかを適宜用いればよい。また無機酸化物薄膜層とプラスチック基材の密着性及び無機酸化物薄膜層の緻密性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いることも可能である。また、無機酸化物薄膜層の透明性を上げるために蒸着の際、酸素ガスなど吹き込んだりする反応蒸着を行っても一向に構わない。
無機酸化物薄膜層１ｃ上に設けられたガスバリア性被膜層１ｄは、無機酸化物薄膜層１ｃを保護し、さらに高いガスバリア性を付与するための層である。
上記のガスバリア性被膜層１ｄの高いガスバリア性を付与する形成材料としては、例えば、水溶性高分子と１種以上の金属アルコキシドおよび／またはその加水分解物からなるもの、さらには、前記金属アルコキシドが、テトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミニウム、またはこれらの混合物のいずれかからなる溶液を塗布形成したものである。高いガスバリア性を付与する被膜層の他の例としては、水溶性高分子と塩化銀からなるもの、さらには前記水溶性高分子が、ポリビニルアルコールからなる溶液を塗布形成したものである。具体的には、水溶性高分子と塩化錫を水系（水あるいは水／アルコール混合）溶媒で溶解させた溶液、あるいは前記溶液に金属アルコキシドを直接、あるいは予め加水分解させるなど処理を行ったものを混合した溶液を無機酸化物薄膜層１ｃにコーティング、加熱乾燥し形成したものである。ガスバリア性被膜層１ｄを形成する各成分についてさらに詳細に説明する。
本発明におけるガスバリア性被膜層１ｄを形成するために用いられる水溶性高分子の具体例として、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等が挙げられる。特にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）がガスバリア性が最も優れる。ここでいうＰＶＡは、一般にポリ酢酸ビニルをけん化して得られるもので、酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分けん化ＰＶＡから酢酸基が数％しか残存していない完全ＰＶＡまでを含み、特に限定されない。
また、塩化錫は塩化第一錫（ＳｎＣｌ2）、塩化第二錫（ＳｎＣｌ4）、あるいはそれらの混合物であってもよく、無水物でも水和物でも用いることができる。
さらに、金属アルコキシドは、テトラエトキシシラン〔Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4〕、トリイソプロポキシアルミニウム〔Ａｌ（Ｏ−２’−Ｃ3Ｈ7）3〕などの一般式、Ｍ（ＯＲ）n（Ｍ：Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ等の金属、Ｒ：ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5等のアルキル基）で表せるものである。中でも、テトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミニウムが加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であるので好ましい。
上述した各成分を単独、またはいくつかを組み合わせてガスバリア性被膜層１ｄを形成することができ、さらに、ガスバリア性被膜層１ｄのガスバリア性を損なわない範囲で、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、分散剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤などの添加剤を加えてもよい。
例えば、ガスバリア性被膜層１ｄに加えられるイソシアネート化合物は、その分子中に２個以上のイソシアネート基（ＮＣＯ基）を有するものであり、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネート（ＴＴＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などのモノマー類と、これらの重合体、または誘導体などがある。
ガスバリア性被膜層１ｄを形成するためのコーティング剤の塗布方法には、通常用いられるディッピング法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法、スプレー法などの従来公知の手段を用いることができる。また被膜層の厚さは、被膜層を形成するコーティング剤の種類や加工条件によって異なるが、乾燥後の厚さが０．０１μｍ以上あれば良いが、厚さが５０μｍ以上では膜にクラックが生じ易くなるため、０．０１〜５０μｍの範囲が好ましい。
次に、本発明の太陽電池用裏面保護シートの製造方法の一例について説明する。本発明の太陽電池用裏面保護シートの製造方法は、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記ガスバリア性蒸着フィルムに接着させて積層する硬化・積層工程かなることを特徴とする。
上記の無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程において、放射線硬化型樹脂材料を塗布する方法は特に制限はなく、例えば、バーコート法、ロールコート法、エアドクターコート法、ブレードコート法、スクイズコート法、エアナイフコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、トランスファコート法、ファウンテンコート法、ダイコート法などにより塗布することができる。
上記の塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、その放射線硬化型樹脂層を硬化せしめると同時に、前記ガスバリア性蒸着フィルムに接着して積層する硬化・積層工程において、ここでいう放射線とは電子線などを意味する。
次に、上記構成の本発明の太陽電池用裏面保護シートを使用して太陽電池モジュ−ルを製造する方法について図５を参照して説明する。かかる製造法としては、公知の方法、例えば、太陽電池用表面保護シ−ト５４、充填剤層５２、配線５３を配設した光起電力素子としての太陽電池素子５１、充填剤層５２、および、本発明の裏面保護シート１０（２０）を順次に積層し、さらに、必要ならば、各層間に、その他の素材を任意に積層し、次いで、これらを、真空吸引等により一体化して加熱圧着するラミネ−ション法等の通常の成形法を利用し、上記の各層を一体成形体として加熱圧着成形して、枠体（スペーサー）５５を装着して太陽電池モジュ−ルを製造することができる。
上記太陽電池モジュ−ルを構成する通常の太陽電池用表面保護シ−ト５４としては、太陽光の透過性、絶縁性等を有し、さらに、耐候性、耐熱性、耐光性、耐水性、防湿性、防汚性、その他等の諸特性を有し、物理的あるいは化学的強度性、強靱性等に優れ、極めて
耐久性に富み、さらに、光起電力素子としての太陽電池素子の保護ということから、耐スクラッチ性、衝撃吸収性等に優れていることが必要である。上記の表面保護シ−トとしては、具体的には、公知のガラス板等、さらに、例えば、ポリアミド系樹脂（各種のナイロン）、ポリエステル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、アセタ−ル系樹脂、その他等の各種の高分子フィルムないしシ−トを使用することもできる。
耐久性に富み、さらに、光起電力素子としての太陽電池素子の保護ということから、耐スクラッチ性、衝撃吸収性等に優れていることが必要である。上記の表面保護シ−トとしては、具体的には、公知のガラス板等、さらに、例えば、ポリアミド系樹脂（各種のナイロン）、ポリエステル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、アセタ−ル系樹脂、その他等の各種の高分子フィルムないしシ−トを使用することもできる。
上記太陽電池モジュ−ルを構成する太陽電池用表面保護シ−ト５４の下に積層する充填剤層５２としては、太陽光が入射し、これを透過して吸収することから透明性を有することが必要であり、また、表面保護シ−トおよび裏面保護シ−トとの接着性を有することも必要であり、光起電力素子としての太陽電池素子の表面の平滑性を保持する機能を果たすために熱可塑性を有すること、さらには、光起電力素子としての太陽電池素子の保護ということから、耐スクラッチ性、衝撃吸収性等に優れていることが必要である。具体的には、上記の充填剤層としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ−樹脂、エチレン−アクリル酸、または、酸変性ポリオレフィン系樹脂、ポリビニルブチラ−ル樹脂、シリコ−ン系樹脂、エポキシ系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、その他等の樹脂の１種ないし２種以上の混合物を使用することができる。なお、本発明においては、太陽光の入射側の充填剤としては、耐光性、耐熱性、耐水性等の耐候性を考慮すると、エチレン−酢酸ビニル系樹脂が望ましい素材である。
上記太陽電池モジュ−ルを構成する光起電力素子としての太陽電池素子５１としては、従来公知のもの、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、シングル接合型あるいは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ＩＩＩ−Ｖ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ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電子素子、有機太陽電池素子、その他等を使用することができる。さらに、薄膜多結晶性シリコン太陽電池素子、薄膜微結晶性シリコン太陽電池素子、薄膜結晶シリコン太陽電池素子とアモルファスシリコン太陽電池素子とのハイブリット素子等も使用することができる。
上記太陽電池モジュ−ルを構成する光起電力素子５１の下に積層する充填剤層５２としては、上記の太陽電池用表面保護シ−トの下に積層する充填剤層と同材質のものが使用できる、裏面保護シートとの接着性を有することも必要であり、光起電力素子としての太陽電池素子の裏面の平滑性を保持する機能を果たすために熱可塑性を有すること、さらには、光起電力素子としての太陽電池素子の保護ということから、耐スクラッチ性、衝撃吸収性等に優れていることが必要である。
上記太陽電池モジュ−ルの枠体（スペーサー）５５としては、一般的にはアルミニウム型材が使用される。
以下に、本発明における具体的な実施例について説明する。
無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムとして、下記構成のガスバリア性蒸着フィルムを作成し、その蒸着フィルムの蒸着層側の面にアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂として、ダイセルＵＣＢ社製「ＫＲＭ７８４２」の無溶剤型のウレタンアクリレート系放射線硬化塗料をダイコート法により厚さ５０μｍになるように塗布した。次いで、塗布形成された放射線硬化型樹脂層に、窒素ガス雰囲気中において、吸収線量７Ｍｒａｄ、通過速度５０ｍ／分の条件で電子線を照射して硬化させ、上記のガスバリア性蒸着フィルムに放
射線硬化型樹脂層を積層した下記構成の本発明の太陽電池用裏面保護シートを作成した。放射線硬化型樹脂層（５０μｍ）／ガスバリア性蒸着フィルム（１２μｍ）
＜ガスバリア性蒸着フィルム＞
プラスチック基材１ａとして、厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの片面に、プライマー層１ｂとしてプライマー剤Ａをグラビアコート法により厚さ０．２μｍ（乾燥膜厚）形成した。次いで、プライマー層１ｂ上に電子線加熱方式による真空蒸着装置により、金属アルミニウムを蒸発させそこに酸素ガスを導入し、酸化アルミニウム（アルミナ）を蒸着して厚さ２０ｎｍの無機酸化物薄膜層１ｃを形成した。さらに、その上に下記組成のコーティング剤をグラビアコーターで塗布し乾燥機で１００℃、１分間乾燥させ、厚さ０．３μｍの被膜層１ｄを形成したガスバリア性蒸着フィルムを得た。コーティング剤の組成は、（１）液と（２）液を配合比（ｗｔ％）で６０／４０に混合したものを用いた。ここで、（１）液はテトラエトキシシラン１０．４ｇに塩酸（０．１Ｎ）８９．６ｇを加え、３０分間撹拌し加水分解させた固形分３ｗｔ％（ＳｉＯ2換算）の加水分解溶液、（２）液はポリビニルアルコールの３ｗｔ％水／イソプロピルアルコール溶液（水：イソプロピルアルコール重量比で９０：１０）である。
射線硬化型樹脂層を積層した下記構成の本発明の太陽電池用裏面保護シートを作成した。放射線硬化型樹脂層（５０μｍ）／ガスバリア性蒸着フィルム（１２μｍ）
＜ガスバリア性蒸着フィルム＞
プラスチック基材１ａとして、厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの片面に、プライマー層１ｂとしてプライマー剤Ａをグラビアコート法により厚さ０．２μｍ（乾燥膜厚）形成した。次いで、プライマー層１ｂ上に電子線加熱方式による真空蒸着装置により、金属アルミニウムを蒸発させそこに酸素ガスを導入し、酸化アルミニウム（アルミナ）を蒸着して厚さ２０ｎｍの無機酸化物薄膜層１ｃを形成した。さらに、その上に下記組成のコーティング剤をグラビアコーターで塗布し乾燥機で１００℃、１分間乾燥させ、厚さ０．３μｍの被膜層１ｄを形成したガスバリア性蒸着フィルムを得た。コーティング剤の組成は、（１）液と（２）液を配合比（ｗｔ％）で６０／４０に混合したものを用いた。ここで、（１）液はテトラエトキシシラン１０．４ｇに塩酸（０．１Ｎ）８９．６ｇを加え、３０分間撹拌し加水分解させた固形分３ｗｔ％（ＳｉＯ2換算）の加水分解溶液、（２）液はポリビニルアルコールの３ｗｔ％水／イソプロピルアルコール溶液（水：イソプロピルアルコール重量比で９０：１０）である。
＜プライマー剤Ａ＞
希釈溶媒（酢酸エチル）中、γ−イソシアネートプロピルトリメチルシラン１重量部に対し、アクリルポリオールを５重量部混合し、攪拌する。ついでイソシアネート化合物としてトリイジルイソシアネート（ＴＤＩ）をアクリルポリオールのＯＨ基に対しＮＣＯ基が等量となるように加えた混合溶液を２％の濃度に希釈したものをプライマー剤Ａとする。
希釈溶媒（酢酸エチル）中、γ−イソシアネートプロピルトリメチルシラン１重量部に対し、アクリルポリオールを５重量部混合し、攪拌する。ついでイソシアネート化合物としてトリイジルイソシアネート（ＴＤＩ）をアクリルポリオールのＯＨ基に対しＮＣＯ基が等量となるように加えた混合溶液を２％の濃度に希釈したものをプライマー剤Ａとする。
実施例１で得られた太陽電池用裏面保護シートのガスバリア性蒸着フィルム側の基材フィルム面に、さらに、５０μｍの白色顔料練り込みポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムをドライラミネーション法によりポリウレタン系接着剤層（塗布量５ｇ／ｍ2）を介して積層した下記構成の本発明の太陽電池用裏面保護シートを作成した。
放射線硬化型樹脂層（５０μｍ）／ガスバリア性蒸着フィルム（１２μｍ）／白色顔料練り込みＰＥＴフィルム（５０μｍ）
放射線硬化型樹脂層（５０μｍ）／ガスバリア性蒸着フィルム（１２μｍ）／白色顔料練り込みＰＥＴフィルム（５０μｍ）
実施例１で得られたガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、ドライラミネーション法によりポリウレタン系接着剤層（塗布量５ｇ／ｍ2）を介して、厚さ５０μｍの片面にコロナ処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の未処理面を貼り合わせ、ＰＥＴフィルムのその処理面に実施例１と同様のダイセルＵＣＢ社製「ＫＲＭ７８４２」の無溶剤型のウレタンアクリレート系放射線硬化塗料をダイコート法により厚さ５０μｍになるように塗布し、実施例１と同様の条件で電子線を照射して硬化させて、ＰＥＴフィルムのその処理面に放射線硬化型樹脂層を積層した下記構成の本発明の太陽電池用裏面保護シートを作成した。
放射線硬化型樹脂層（５０μｍ）／〈処理面側〉ＰＥＴフィルム（５０μｍ）／ガスバリア性蒸着フィルム（１２μｍ）
放射線硬化型樹脂層（５０μｍ）／〈処理面側〉ＰＥＴフィルム（５０μｍ）／ガスバリア性蒸着フィルム（１２μｍ）
実施例１で得られたガスバリア性蒸着フィルムの基材フィルム面に、ドライラミネーション法によりポリウレタン系接着剤層（塗布量５ｇ／ｍ2）を介して厚さ５０μｍの白色顔料練り込みポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを貼り合わせ、一方、実施例１と同様のダイセルＵＣＢ社製「ＫＲＭ７８４２」の無溶剤型のウレタンアクリレート系放射線硬化塗料を用いて、実施例１と同様の条件で電子線を照射して硬化させて、厚さ５０μｍの放射線硬化樹脂フィルムを作製し、この放射線硬化樹脂フィルムをドライラミ
ネーション法によりポリウレタン系接着剤層（塗布量５ｇ／ｍ2）を介して、上記ガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に積層して下記構成の本発明の太陽電池用裏面保護シートを作成した。
放射線硬化型樹脂層（５０μｍ）／ガスバリア性蒸着フィルム（１２μｍ）／白色顔料練り込みＰＥＴフィルム（５０μｍ）
ネーション法によりポリウレタン系接着剤層（塗布量５ｇ／ｍ2）を介して、上記ガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に積層して下記構成の本発明の太陽電池用裏面保護シートを作成した。
放射線硬化型樹脂層（５０μｍ）／ガスバリア性蒸着フィルム（１２μｍ）／白色顔料練り込みＰＥＴフィルム（５０μｍ）
実施例１〜４で得られる本発明の太陽電池用裏面保護シートの性能と比較するための比較例として、
実施例１と同様のダイセルＵＣＢ社製「ＫＲＭ７８４２」の無溶剤型のウレタンアクリレート系放射線硬化塗料を用いて、実施例１と同様の条件で電子線を照射して硬化させて、厚さ５０μｍの放射線硬化樹脂フィルムを作製し、この放射線硬化樹脂フィルム自体を太陽電池用裏面保護シートとして用いた。
実施例１と同様のダイセルＵＣＢ社製「ＫＲＭ７８４２」の無溶剤型のウレタンアクリレート系放射線硬化塗料を用いて、実施例１と同様の条件で電子線を照射して硬化させて、厚さ５０μｍの放射線硬化樹脂フィルムを作製し、この放射線硬化樹脂フィルム自体を太陽電池用裏面保護シートとして用いた。
上記実施例１〜５で得られた太陽電池用裏面保護シートについて、下記の評価方法に基づき耐候性、ガスバリア性蒸着フィルムと放射線硬化樹脂層との層間接着強度を測定した。その結果を表１に示す。
＜耐候性の評価方法＞
キセノンアーク式耐候試験機１８０Ｗ／ｍ2、８５℃×５０％の条件下で裏面保護シートを５００時間保存し、初期の色相Ｌａｂに対して試験後の色相を測色し変退色を３段階評価した。
○（優れる）・・・・変退色（色差△Ｅ３以下）
△（やや劣る）・・・変退色（色差△Ｅ３〜１０以下）
×（劣る）・・・・・変退色（色差△Ｅ１０以上）
＜ガスバリア性蒸着フィルムと放射線硬化樹脂層との基材間接着強度の測定方法＞
８５℃×８５％ＲＨ×１０００時間の高温高湿下にフィルムを保存後測定した。
キセノンアーク式耐候試験機１８０Ｗ／ｍ2、８５℃×５０％の条件下で裏面保護シートを５００時間保存し、初期の色相Ｌａｂに対して試験後の色相を測色し変退色を３段階評価した。
○（優れる）・・・・変退色（色差△Ｅ３以下）
△（やや劣る）・・・変退色（色差△Ｅ３〜１０以下）
×（劣る）・・・・・変退色（色差△Ｅ１０以上）
＜ガスバリア性蒸着フィルムと放射線硬化樹脂層との基材間接着強度の測定方法＞
８５℃×８５％ＲＨ×１０００時間の高温高湿下にフィルムを保存後測定した。
また、太陽電池モジュ−ル充填として、厚さ６００μｍのスタンダードキュアタイプのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）シートを用い、太陽電池セルは多結晶シリコンを用い、Ａ４サイズの強化ガラス上に、ＥＶＡシート、電池セル、実施例１、２で得られた裏面保護シートを順次積層し、それらを予備加熱温度４０℃×５分、１５０℃で真空引き（０．５ａｔｍ）５分×保持５分でラミネートし、そして１５０℃で３０分保持し架橋反応を進めたものをアルミニウムフレームで枠組してテスト用太陽電池モジュ−ルを作成した。その後、８５℃×８５％ＲＨ環境下で１０００時間促進試験を行った後、ＪＩＳＣ−８９１３に準拠し初期の出力に対する保持率を測定し、太陽電池出力を評価した。その結果を表１に示す。
表１より、実施例１〜４で得られた本発明の太陽電池用裏面保護シートは、特に耐候性、層間接着強度に優れ、この裏面保護シートを用いた太陽電池モジュ−ルは発電効率が高い高性能のものが得られた。
このことは、本発明の太陽電池用裏面保護シートは、太陽電池用裏面保護シートとして、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルム蒸着層側の面に、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなる構成であるから、ガスバリア性蒸着フィルム上にアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介
して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に接着させて積層することができるので、極めて強固に接着積層することができる。そして、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化物（樹脂層）は耐候性に優れるものである。
して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に接着させて積層することができるので、極めて強固に接着積層することができる。そして、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化物（樹脂層）は耐候性に優れるものである。
本発明により、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、特に耐候性などの耐環境適性や層間接着強度に優れる耐久性、さらに、その他の諸特性として防湿性、ガスバリア性などにも優れ、かつ、非常に安価に製造することが可能となる太陽電池用裏面保護シートおよび太陽電池モジュールを提供することが可能である。
また、本発明により、従来の積層シートからなる裏面保護シートの製造法比較して、製造効率が向上することで裏面保護シートを非常に安価に製造できるので、安価な太陽電池モジュールを提供することが可能である。さらに、本発明の裏面保護シートは、構成材料にアルムニウム金属箔やフッ素フィルムなどを使用していないので、使用後の廃棄物処理、安全性など環境に配慮した環境負荷の少ない太陽電池用裏面保護シートを提供することができる。
１・・・ガスバリア性蒸着フィルム
１ａ、４・・・プラスチックフィルム基材
１ｂ・・・プライマー層
１ｃ・・・無機酸化物蒸着層
１ｄ・・・ガスバリア性皮膜層
２・・・放射線硬化樹脂層
３・・・（着色）プラスチックフィルム
５・・・コロナ処理もしくは易接着処理層
６・・・放射線硬化樹脂フィルム
１０、２０、３０、４０・・・太陽電池用裏面保護シート
５０・・・太陽電池モジュール
５１・・・太陽電池素子
５２・・・充填剤
５３・・・配線
５４・・・表面保護シート
５５・・・スペーサー
１ａ、４・・・プラスチックフィルム基材
１ｂ・・・プライマー層
１ｃ・・・無機酸化物蒸着層
１ｄ・・・ガスバリア性皮膜層
２・・・放射線硬化樹脂層
３・・・（着色）プラスチックフィルム
５・・・コロナ処理もしくは易接着処理層
６・・・放射線硬化樹脂フィルム
１０、２０、３０、４０・・・太陽電池用裏面保護シート
５０・・・太陽電池モジュール
５１・・・太陽電池素子
５２・・・充填剤
５３・・・配線
５４・・・表面保護シート
５５・・・スペーサー
Claims (9)
- 太陽電池に使用する裏面保護シートであって、
前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムに、少なくとも、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シート。 - 前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層を積層してなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シート。
- 前記裏面保護シートが、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に、片面にコロナ処理または易接着処理が施されたプラスチック基材の未処理面と、前記プラスチック基材の処理面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂層とを順次積層してなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シート。
- 前記裏面保護シートが、透明もしくは着色されたプラスチック基材に、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの基材面と、そのガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、予め、硬化されたアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化樹脂フィルムを順次積層したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池用裏面保護シート。
- 前記無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用裏面保護シート。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用裏面保護シートを用いたことを特徴とする太陽電池モジュール。
- 請求項２記載の裏面保護シートの製造方法であって、
無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着層側の面に、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記ガスバリア性蒸着フィルムに接着させて積層する硬化・積層工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法。 - 請求項３記載の裏面保護シートの製造方法であって、
予め、プラスチック基材の片面にコロナ処理または易接着処理を施す工程と、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に、前記コロナ処理または易接着処理を施されたプラスチック基材の未処理面とを接着剤を介して積層する工程と、前記プラスチック基材の処理面にアクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂材料を塗布する塗布工程と、塗布形成されたその放射線硬化型樹脂層を介して放射線を照射して、前記放射線硬化型樹脂層を硬化させると同時に前記プラスチック基材の処理面に接着させて積層する硬化・積層工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法。 - 請求項４記載の裏面保護シートの製造方法であって、
透明もしくは着色されたプラスチック基材に、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着フィルムの基材面とを接着剤を介して積層する工程と、予め、アクリルポリオール系樹脂からなる熱可塑性樹脂バインダーおよび／またはアクリル系オリゴマーからなる放射線硬化型樹脂を放射線を照射して硬化されてなる放射線硬化樹脂フィルムを作製する工程と、前記ガスバリア性蒸着フィルムの蒸着面側に接着剤層を介して前記放射線硬化樹脂フィルムを積層する工程からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法。
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