JP2008311680A - 太陽電池裏面封止用フィルムおよびそれを用いた太陽電池 - Google Patents
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Abstract
本発明は、安価で優れた機械特性、耐熱性を有するPET−BOを用い耐加水分解性や耐候性等の耐環境性を改良することと、太陽光の電換効率に有利な高反射率、漏れ電流の低減と軽量性を付与する太陽電池裏面封止用フィルムおよびそれを用いた太陽電池を提供せんとするものである。
【解決手段】
本発明の太陽電池裏面封止用フィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルムが複合されたガスバリア層を有するフィルムであって、該ポリエチレンテレフタレートフィルムが、数平均分子量18500〜40000の範囲内のポリマーで構成され、かつ、全フィルム厚みの7%以上の厚さを有することを特徴とするものである。また、本発明の太陽電池は、かかる太陽電池裏面封止用フィルムを太陽電池システムに使用したことを特徴とするものである。
【選択図】図1
Description
(1)数平均分子量(Mn)
ゲル浸透クロマトグラフ法(GPC)で、複合また単体のフィルムをサンプリングして測定した。なお、複合フィルムは顕微鏡観察しながら該当フィルムを研磨してサンプリングした。
(1)装置:ゲル浸透クロマトグラフGCP−244(WATERS社製)
(2)データ処理:(株)東レリサーチセンター製GPCデータ処理システム(3)カラム :ShodexHFIP 80M 2本(昭和電工(株)製)
(4)溶媒 :ヘキサフルオロプロパノール(0.005N−トリフルオロ酢酸ソーダ)
(5)流速 :0.5ml/min
(6)温度 :23℃
(7)試料
濃度 : 0.06%
溶解度 : 完全溶解
ろ過 : マイショリディスク W−13−5
(8)注入量 : 0.300ml
(9)検出器 : R−401型示差屈折率器(WATERS)
(10)分子量公正 : PET−DMT(標準品)。
色差計(日本電色製:ND−300A)で下記数値を測定、下記白色度の計算式から求めた。
・白色度(W)=100−[(100−L)2+a2+b2]1/2
L:明度、a:彩度、b:色相。
光学濃度計(マクベス製:TR−524)で透過光束を測定し、下記式で算出した。
光源:可視光線
分光組成;色温度 3006°K(放射の第2定数C2=14380μ度)のタングステン電球
測定環境: 温度23±3℃、湿度65±10%RH
計算式 : 光学濃度=log10(F0 /F)100/d
F :試料の透過光束
F0:試料なしの透過光束
d :フィルムの厚み。
電磁式はかり(研精工業(株)製SD−120L)で測定した。
85℃−93%RHの雰囲気にフィルムをエージングし、ASTM−D61Tによりフィルムの破断伸度を測定し、エージングなしの破断伸度を100%にしたときの比(保持率)で比較し下記の基準で判定した。
○ : 保持率が50%以上
△ : 保持率が30%〜50%
× : 保持率が30%未満。
促進試験機アイスパーUWテスターを用い、下記サイクルを5サイクル行い、上記(5)の引張試験の方法で保持率を求め下記基準で評価した。
1サイクル:温度60℃、湿度50%RHの雰囲気で8時間紫外線照射した後、結露状態(温度35℃、湿度100%RH)に4時間エージング。
紫外線照射強度:100mW/cm2
○ : 保持率が50%以上
△ : 保持率が30〜50%
× : 保持率が30%未満。
厚さ0.5mmのガラス板に金蒸着(1000オングストローム)した金表面に可視光(550nm)の光を当て、その反射光を分光計に通し該反射光を電流に変化した数値を検出する。この値(T0)を100とする。次に、黒の紙の上にフィルムを置き、T0と同様に反射光を電流に変えた値(T)を測定し下記の式で反射効率を計算した。
・反射効率=T/T0×100。
上記(7)の値から反射光の電換率の効果を想定して下記基準で判定した。
○ : 反射効率が50%以上
△ : 反射効率が30〜50%
× : 反射効率が30%未満。
JIS Z0208−73に準じて水蒸気透過率を測定した。測定条件は温度40℃、90%RHとした。
1m角の太陽電池裏面封止フィルムを作製し、太陽電池システムへの組み込み性を考慮した腰の強さを下記基準で判定した。
○:腰の強さが適正で、簡単に組み込み加工ができるレベル。
△:腰が弱いか、強すぎて組み込み加工に少し難点があるレベル。
×:腰が弱すぎまたは強すぎて明らかに加工性に難点があるレベル。
JIS C2151に準じて絶縁破壊強度(フィルム厚み1mm当たりの絶縁破壊電圧)を測定し、この分野で要求される数値20kV/mmを基準に電気絶縁性を下記判定した。
○ : 25kV/mm以上
△ : 20〜25kV/mm
× : 20kV/mm未満。
複合フィルムの断面を電子顕微鏡で観察し断面写真から求めた。
ジメチルテレフタレート100部(以下重量部)にエチレングリコール64部を混合し、さらに触媒として酢酸亜鉛を0.1部および三酸化アンチモン0.03部を添加し、エチレングリコールの環流温度でエステル交換を行った。
接着剤 ; ウレタン系の接着剤(アドコート(登録商標) 76P1:東洋モートン社製)
上記接着剤は、主剤10重量部に対し硬化剤1重量部の割合で混合し、酢酸エチルで30重量%に調整し、スパッタリングフィルムの非スパッタリング面にグラビアロール法で溶剤乾燥後の塗布厚みが5μm厚みになるよう塗布した。乾燥温度は100℃とした。また、積層の条件はロールラミネーターで60℃の温度で1kg/cmの圧力で行い、硬化条件は60℃で3日間とした。得られた4種類のフィルムを封止フィルム−1〜4とした。
実施例1の方法で得られたPET−1を実施例1の方法でPET−1単体からなる厚さ50フィルムμmのフィルム−5を得た。該フィルムを実施例1の方法で太陽電池裏面封止用フィルムを作製した(封止フィルム−5とする)。
に示す。
実施例1の方法で得たPET−2の重合において、高重合化する温度を190〜230℃、時間10〜23時間変化させ、ポリマーの固有粘度が0.60、0.66、0.70、0.81の4種のPETポリマーを得た。この4種類のポリマーとPET−1のポリマーに平均粒径が0.5μmの酸化チタン微粒子を17重量%と蛍光増白剤(UVITEX OB:チオフェンジイル系 チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)社製)を0.2重量%添加して実施例1の方法および複合構成で表層PET層の重合度が異なり、かつ白色に着色した4種類の厚さ50μmの複合2軸延伸PETフィルム(複合比は実施例3と同じ)を得た。ただし、実施例1の場合と異なり耐候剤は添加しなかった。
PET−1に酸化チタン、蛍光増白剤を添加した(実施例4で用いたPET−1)PETポリマー単体からなる2軸延伸PETフィルムを比較例2の方法で作製し、実施例4の方法で太陽電池裏面封止フィルムを作製した(封止フィルム−10とする)。
実施例5の方法および複合構成で、酸化チタンの添加量を5重量%、8重量%、15重量%添加した3種類の複合フィルムを作製し、各フィルムの片面に実施例5と同様にして酸化珪素スパッタリングフィルムを積層した。酸化チタンの添加量が5重量%のものから順に封止フィルム−11〜13とする。
ジメチレンテレフタレート100重量部、エチレングリコール64重量部と酢酸カルシウム0.09重量部を触媒として定法に従いエステル交換せしめ、トリメチルホスフェート含有量0.20重量%含有したエチレングリコール溶液を添加し、さらに平均粒径1.1μmの炭酸カルシウムを7重量%含有するエチレングリコールスラリーを添加して、三酸化アンチモン0.03重量%し、固有粘度が0.58のPETポリマーを得た。該ポリマーと実施例5で使用した高重合PETを実施例5の方法、複合構成で複合2軸延伸フィルムとした。延伸条件は、延伸温度は両軸とも95℃、延伸倍率は両軸とも3.2倍とした。該フィルムを実施例5と同様に酸化珪素スパッタリングフィルムを積層して封止フィルム−14を得た。
実施例10の方法で、炭酸カルシウムの添加量を12重量%とし、フィルムの延伸温度は両軸とも92℃で延伸倍率は縦に2.9倍、横に3.0倍とした。他の条件は実施例10と同様にした。このようにして得られた太陽電池裏面封止フィルムを封止フィルム−15とする。
実施例10の方法で、炭酸カルシウムの添加量を30重量%とし、フィルムの延伸温度は両軸とも85℃で延伸倍率は縦に3.2倍、横に3.1倍とした。他の条件は実施例10と同様にした。このようにして得られた太陽電池裏面封止フィルムを封止フィルム−16とする。
実施例10の方法で、炭酸カルシウムの添加量を12重量%とし、フィルムの延伸温度は両軸とも95℃で延伸倍率は縦に4.2倍、横に4.3倍とした。他の条件は実施例10と同様にした。このようにして得られた太陽電池裏面封止フィルムを封止フィルム−17とする。
フィルムとしては、デュポン社製フッ素系フィルム テドラー(登録商標) TWH20BS3(50μmを用い、実施例1の方法で酸化珪素スパッタリングフィルムを積層した。このようにして作製した太陽電池裏面封止用フィルムを封止フィルム−18とする。
2:太陽電池モジュール
3:裏面封止フィルム
4:リード線
5:充填樹脂層
6:外装シール
7:ガスバリア層
8:フィルム層
Claims (5)
- ポリエチレンテレフタレートフィルムが複合されたガスバリア層を有するフィルムであって、該ポリエチレンテレフタレートフィルムが、数平均分子量18500〜40000の範囲内のポリマーで構成され、かつ、全フィルム厚みの7%以上の厚さを有することを特徴とする太陽電池裏面封止用フィルム。
- 該太陽電池裏面封止用フィルムの白色度が75%以上であることを特徴とする請求項1記載の太陽電池裏面封止用フィルム。
- 該ポリエチレンテレフタレートフィルムが、見かけ密度が1.37〜0.85g/cm3の範囲内にある2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項1または2記載の太陽電池裏面封止用フィルム。
- 該太陽電池裏面封止用フィルムが、JIS Z0208−73の規格に準じて測定した水蒸気の透過値が、2.0g/m2/24Hr/0.1mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池裏面封止用フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池裏面封止用フィルムを太陽電池システムに使用したことを特徴とする太陽電地。
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