JP2009081394A - 太陽電池裏面封止用シート及びこれを用いた太陽電池モジュール - 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れる面に、易接着コート層2a,2bを設けた太陽電池裏面封止用シート1A,1Bであって、易接着コート層2a,2bは、皮膜軟化点温度100℃以上の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂100質量部に対し、特定の化合物から少なくとも1種以上選ばれる架橋剤を0.1〜10質量部、さらにポリアクリル酸あるいはその誘導体を0.1〜10質量部配合したコーティング組成物で形成されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献3に記載のように紫外線吸収剤を配合した事例や、特許文献4,5に記載のようにポリエステル中の環状オリゴマー量の規定した事例や、特許文献6に記載のようにポリエステルの分子量を規定する事例などが開示されている。
しかしながら、このようなポリエステルフィルムを用いるディメリットとして、太陽電池モジュールを構成する充填材(エチレン‐酢酸ビニル共重合体)との密着性が問題となっている。
そこで、この接着性フィルムとして太陽電池モジュールの充填材であるEVA自体を用いる技術(例えば、特許文献9などを参照。)が開示されているが、太陽電池モジュール充填材用のEVAは、後述するが過酸化物や架橋剤など様々な添加剤を配合した樹脂組成物からなり、その加工性自体が困難であると同時に、通常太陽電池モジュールに用いる充填材は、太陽電池メーカーが選定するところが強いから、市場展開可能な領域に制限を受けるといった課題点を有する。
[1] 太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わされる面に、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、
前記易接着コート層は、皮膜軟化点温度100℃以上の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂100質量部に対し、多官能イソシアネート系化合物、多官能エポキシ系化合物、メラミン系化合物、下記一般式(I)で表される構造を有する化合物から、少なくとも1種以上選ばれる架橋剤を0.1〜10質量部、さらにポリアクリル酸あるいはその誘導体を0.1〜10質量部配合したコーティング組成物で形成されていることを特徴とする、太陽電池裏面封止用シート。
[2] 前記水分散アイオノマー型ポリウレタンは、ガラス転移温度(Tg)が50℃以下であることを特徴とする、前記[1]に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[3] 前記水分散アイオノマー型ポリウレタンは、ガラス転移温度(Tg)が50℃以下の水分散アイオノマー型ポリウレタン(PU‐1)と、ガラス転移温度(Tg)が50〜80℃の範囲である水分散アイオノマー型ポリウレタン(PU‐2)の混合物からなり、質量比が(PU‐1)/(PU‐2)=50/50〜99/1であることを特徴とする、前記[1]に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[4] 前記ポリアクリル酸あるいはその誘導体は、ポリアクリル酸のナトリウム塩、あるいはポリアクリル酸のアンモニウム塩であることを特徴とする、前記[1]〜[3]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[5] 前記コーティング組成物中に、アセチレンジオールあるいはアセチレンジオールのエチレンオキサイド付加物が更に配合されていることを特徴とする、前記[1]〜[4]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[6] 前記コーティング組成物中に、無機フィラー系アンチブロッキング剤あるいは脂肪酸アミド系スリップ剤を更に配合されていること特徴とする、前記[1]〜[5]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[7] 前記コーティング組成物は、溶媒を含む溶液状態の粘度が50〜500mPa・Sの範囲であり、乾燥皮膜として0.5〜10g/m2の範囲で設けられていることを特徴とする、前記[1]〜[6]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[8] 前記コーティング組成物は、塗膜面状がドット状、ストライプ状に設けられていることを特徴とする、前記[1]〜[7]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[9] 前記易接着コート層は、未処理のポリエステル基材に設けられていることを特徴とする、前記[1]〜[8]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[10] 前記ポリエステル基材と同じ材質からなるポリエステル層を少なくとも1層含む多層構成からなることを特徴とする、前記[1]〜[9]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[11] 無機化合物蒸着層を設けたバリア性基材を少なくとも1層含む多層構成からなることを特徴とする、前記[1]〜[10]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[12] 耐候性を有する基材層を少なくとも1層含む多層構成からなることを特徴とする、前記[1]〜[11]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[13] 前記耐候性を有する基材層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメタノール‐テレフタレート(PCT)から選ばれるポリエステル基材、ポリカーボネート系基材、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、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パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)から選ばれるフッ素系基材、またはこれらフッ素系基材のアクリル変性物から選択されることを特徴とする、前記[12]に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[14] 前記耐候性を有する基材層は、数平均分子量が18000〜40000の範囲からなるポリエチレンテレフタレートであって、環状オリゴマーコンテントが15wt%以下であり、固有粘度が0.5dl/g以上であることを特徴とする、前記[12]または[13]に記載の太陽電池裏面封止用シート。
[15] 前記[1]〜[14]の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シートを用いたことを特徴とする太陽電池モジュール。
先ず、本発明を適用した太陽電池裏面封止用シートについて説明する。
本発明を適用した太陽電池裏面封止用シートは、例えば図1(a),図1(b)に示す太陽電池裏面封止用シート1A,1Bのように、易接着コート層2a,2bが、ポリエステルからなる基材3a,3bの内側(太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わされる面)に設けられている。
太陽電池裏面封止用シート1Bでは、基材3bの外側に、第1接着剤層4と、バリア性基材6と、第2接着剤層8と、最外層(耐候性を有する基材)9とが順に設けられている。バリア性基材6は、基材3bと同じ材質からなるポリエステル層7に、オーバーコート層5aと無機化合物蒸着層5bとが、第1接着剤層4側から順に設けられてなる。
易接着コート層2a,2bは、太陽電池裏面封止用シート1A,1Bヘの密着性と太陽電池モジュールを構成する充填材への密着性を考慮して設計されるものであり、特に、充填材としてよく用いられるエチレン‐酢酸ビニル共重合体への密着性を考慮する必要がある。通常、太陽電池モジュールの充填材として用いられるエチレン‐酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニル含有量が10〜40重量%であるものが用いられ、太陽電池モジュールの耐熱性、物理的強度を確保するために、熱あるいは光などによりエチレン‐酢酸ビニル共重合体が架橋されている。
内部開裂型開始剤としては、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタールなど、α‐ヒドロキシアルキルフェノン型として、2‐ヒドロキシ‐2‐メチル‐1‐フェニルプロパン、1‐オン‐1‐ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アルキルフェニルグリオキシレート、ジエトキシアセトフェノンなどが使用できる。更に、α‐アミノアルキルフェノン型として、2‐メチル‐1‐[4(メチルチオ)フェニル] ‐2‐モリフォリノプロパン‐1、2‐ベンジル‐2‐ジメチルアミノ‐1‐(4‐モリフォリノフェニル)‐ブタノン‐1などが、またアシルフォスフィンオキサイドなども用いることができる。
このように、太陽電池モジュールを構成するエチレン‐酢酸ビニル共重合体は、太陽電池モジュールとして要求される機能を満たすべく、各種添加剤を配合した樹脂組成物であることが多い。そのため、太陽電池裏面封止シートと太陽電池モジュールを構成する充填材との接着性を考慮するには、単にエチレン‐酢酸ビニル共重合体との接着ではなく、各種添加剤が配合された樹脂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あ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、以下に説明する易接着コート層が有効であることが確認された。
水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂は、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た「ポリエステルポリオール」や、末端/側鎖に水酸基を有する「アクリルポリオール」や、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの「ポリエーテルポリオール」に、鎖長伸長剤として、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あるいはその水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、4‐4´ジフェニルメタンジイソシアネートあるいはその水素添加物、イソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネート類、あるいはこれらのジイソシアネート類を、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールと反応させたアダクト体、水と反応させることで得られたビューレット体、あるいは三量体であるイソシアヌレート体などのポリイソシアネート類を作用させることによって得られたポリウレタン樹脂の構造中に、水に対する分散性を向上させるべく水酸基、アミノ基、スルホン酸基、カルボン酸基、あるいはこれらの塩、などの親水性官能基を有する化合物を共重合させた構造を有するものである。これらの親水性官能基はエマルジョンとしての分散安定性を付与させるだけでなく、溶剤可溶型のポリウレタン樹脂と比較し、各種基材、特にポリエステル基材などとの密着性を向上させることが可能であり、基材密着性という点では、特にカルボン酸基、スルホン酸基、あるいはこれらの塩が好ましい。
上述したように、水分散アイオノマー型のポリウレタン樹脂は、スルホン酸基、カルボン酸基、あるいはこれらの塩が構造中に導入されることで、各種基材に対する密着性を向上させることが可能である。しかしながら、溶剤可溶型ポリウレタン樹脂よりも各種基材への密着性が向上するためには、スルホン酸基、カルボン酸基、あるいはこれらの塩と基材表面の水素結合性、イオン結合性を向上させる必要があるが、これらの結合は水に対して弱いといった問題がある。
そのため、上述した85℃‐85%RHの環境下に保管しても密着性の低下を伴わないためには、上記保存環境における皮膜の流動性、あるいは多湿下保存に伴う水の透過の影響を妨げる分子構造の設計が必要となる。つまり、水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂の耐熱性を向上させることが必要であり、このような観点から、本発明で用いる水分散アイオノマー型のポリウレタン樹脂の熱流動開始温度は100℃以上、より好ましくは150℃以上、さらに好ましくは180℃以上の耐熱性を有するポリウレタン樹脂であることが好ましい。
すなわち、本発明における易接着コート層2a,2bは、皮膜軟化点温度100℃以上の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂100質量部に対し、多官能イソシアネート系化合物、多官能エポキシ系化合物、メラミン系化合物、上記一般式(I)で表される構造を有する化合物から、少なくとも1種以上選ばれる架橋剤を0.1〜10質量部配合し、さらにポリアクリル酸あるいはその誘導体を0.1〜10質量部の範囲で配合したコーティング組成物であることとした。
また、充填剤であるEVAとの接着は、熱圧着によるラミネートであることから、接着に寄与すると考えられる分子間の相互作用を誘発させるためにも、このラミネート時の熱圧着温度において分子運動性を発現しやすくさせる骨格を用いていたほうが好ましい。
つまり、熱接着のように接着を伴う場合には、ガラス転移温度の低い(分子運動しやすい)分子構造的特長を生かし、耐湿熱密着性が求められる高温長時間環境においては、熱による皮膜流動を伴わない分子設計(分子量を大きく)をすることが必要である。
本発明らは、易接着コート2a,2bの耐湿熱密着性とは、どの部分の密着性なのか、ということから検討し、ポリウレタン系コート剤は充填材であるEVAとは良好な接着性が期待されることから、充填材であるEVAとの密着改善を果たした場合、次に密着が懸念される所は易接着コート層2a,2bと易接着コート層2a,2bを設ける基材3a,3bとの密着性であることに着目した。
[要点1]皮膜軟化点温度100℃以上の高分子量であり、ガラス転移温度(Tg)が50℃以下である水分散型アイオノマー樹脂が好ましく、このような水分散型アイオノマー樹脂に対し、架橋剤、ポリアクリル酸の好ましくはナトリウム塩を配合し、充填材であるEVAとの密着性を向上させながらも、促進試験のような高温多湿化における環境でも熱流動を伴わない耐熱性を有する組成物を用いる。
[要点2]このようなコーティング組成物からなる易接着コート層2a,2bを、未処理のポリエステル基材(基材3a,3b)に設ける。その際、未処理のポリエステル基材への塗工性を向上させるために、アセチレンジオールあるいはアセチレンジオールのエチレンオキサイド付加物を配合し、膜の塗膜密着性を向上させる。
図3に示すように、例えば易接着コート2bをロール状で塗工・巻取りを行った場合は、図3(a)に示すように、フラットな塗膜2cでは、易接着コート層2bは最外層9と全面で接触するが、図3(b)に示すように、塗工面状のあれた塗膜2dの場合、基材3cに設けられた易接着コート2eと、最外層9aとの接点は、易接着コート層2eの頂点部(α)で接するのみであり、全体で密着している状態と比較し接触面積率が小さいため、巻取り段階やシート積層状態での、易接着コート2eを塗工した反対側面とのブロッキング防止効果を得ることが可能である。一方、EVAとの密着に関しては、熱や圧により熱ラミネートする形になるため、図3(c)に示すように、EVA(充填材14)側がこの易接着コート2eの塗工面状に合わせ密着することが可能である。
このような易接着コート層2a,2b,2eを設けることで、太陽電池裏面封止用シート1A,1B,1Cと太陽電池モジュールの充填材との接着性を向上させることが可能である。
このような材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメタノールーテレフタレート(PCT)から選ばれるポリエステル基材、ポリカーボネート系基材、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、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パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)から選ばれるフッ素系基材、あるいはこれらフッ素系基材のアクリル変性物から選択することができる。
「微発泡タイプ」において、ポリエステルに対し非相溶なポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂が好ましい。必要に応じて、ポリアルキレングリコールまたはその共重合体などを、相溶化剤として使用することが可能である。微粒子の具体例としては、有機粒子や無機粒子が挙げられ、シリコン粒子、ポリイミド粒子、架橋スチレンージビニルベンゼン共重合体粒子、架橋ポリエステル粒子、フッ素系粒子などが使用される。また、無機粒子としては、炭酸カルシウム、二酸化珪素、硫酸バリウムなどが使用される。
次に、図4に示す本発明を適用した太陽電池モジュールMについて説明する。
この太陽電池モジュールMは、図4に示すように、ガラス板11と、配線12を配設した光起電力素子としての太陽電池セル13と、太陽電池裏面封止シート1A(または1B、1C)と、充填材14a,14bと、枠体(スペーサー)15とを備え、枠体(スペーサー)15によって固定されたガラス板11と太陽電池裏面封止シート1A(または1B、1C)との間が気密に封止されると共に、封止された空間内に太陽電池素子13を配置した状態で充填材14が充填された構造を有している。
[S1]加熱された天板10(およそ120〜160℃)上にガラス板11、充填材14b、太陽電池セル13、充填材14b、太陽電池裏面封止用シート1A(または1B、1C)をセットする。
[S2]チャンバー17a,17bを真空引きする。
[S3]チャンバー17aを大気開放し、耐熱性を有するゴムシート18を太陽電池モジュールMに密着させる。
[S4]その熱/圧力で充填材14a,14bであるエチレン酢酸ビニル共重合体を溶融、太陽電池セル13の包埋、ガラス板11/太陽電池セル13/太陽電池裏面封止用シート1A(または1B、1C)と接着、充填材14a,14bの架橋・固化させる。
易接着コート層を設けるポリエステル基材、易接着コート層の組成について、以下のように設計した。
<基材‐1>
固相重合法により得られた耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ188μm:東レ株式会社製)を基材として用いた。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。この基材はコロナ処理を施している。
<基材‐2>
固相重合法により得られた耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ188μm:東レ株式会社製〉を基材として用いた。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。この基材はコロナ処理を施していない。
<基材‐3>
一般ポリエチレンテレフタセートフィルム(厚さ188μm:東レ株式会社製)を基材として用いた。
<PU‐1>
皮膜流動開始温度が180℃でガラス転移温度(Tg)=25℃の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂(大日本インキ株式会社製)を用いた。
<PU‐2>
皮膜流動開始温度が180℃でガラス転移温度(Tg)=55℃の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂(大日本インキ株式会社製)を用いた。
<PU‐3>
皮膜流動開始温度が95℃でガラス転移温度(Tg)=25℃の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂(大日本インキ株式会社製)を用いた。
<架橋‐1>
水系ウレタン用ポリイソシアネート(大日本インキ株式会社製)を用いた。
<架橋‐2>
水系コーティング剤用エポキシ化合物(大日本インキ株式会社製)を用いた。
<架橋‐3>
ブチル化メラミン系化合物(大日本インキ株式会社製)を用いた。
<架橋‐4>
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)を用いた。
<PAA‐1>
ポリアクリル酸ナトリウム塩(東亜合成株式会社製)を用いた。
<PAA‐2>
ポリアクリル酸アンモニウム塩(東亜合成株式会社製〉を用いた。
<レベリング剤>
アセチレンジオールのエチレンオキサイド付加物(エアープロダクツ社製)を用いた
<アンチブロッキング剤>
二次粒子径10〜50μmの範囲のシリカパウダーを用いた。
表1に示す配合処方になるように材料を配合して、試料1〜15からなるコーティング組成物を作製した。
溶液粘度は100〜200mPa・Sに調整した。レベリング剤は塗液の状態で1000ppm、アンチブロッキング剤を配合する場合は、固形分に対し3000ppm配合した。
試料1〜12については、マイクログラビアを用いて、ドライ塗布量が5〜6g/m2になるように塗工した。
その際、マイクログラビアの比率を1.2〜1.3に調整し、塗工面状がフラットになるようにした。その後、150〜160℃で乾燥焼付けを行った。実施例13〜15についてはメイヤーバーコーターを用いて同様にドライ塗布量が5〜6g/m2になるように渡航した。この時の塗工面状は、あえてバーのワイヤーロッド筋が流れ方向にストライプ状に現れるように塗工した。そして同様に150〜160℃で乾燥焼付けを行った。サンプル形態は図5の状態である。
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。基礎評価であるため、太陽電池セルは用いず、直接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を乗せ、さらにその上に裏面封止用シートの一部となる易接着コート塗工基材を設けた。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環境で初期、500、1000、1500、2000、2500、3000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で測定した。3000時間保管で1N/15mm以上の強度が出ているものを◎、2000hで1N/15mm以上の強度が出ているものを○、それ以外は×とした。合格点は○以上である。
易接着コート層を設けたポリエステルフィルム単品で評価を行った。このフィルムの状態は、「ポリエステルフィルム/易接着コート」という層構成をなしている。この100×100mmサイズにカットしたサンプルを、「ポリエステルフィルム/易接着コート」/「ポリエステルフィルム/易接着コート」/・・・となるように10枚重ね合わせ、異なるカットサンプル間のブロッキング状態(上記下線部位)をブロッキングテスターにより評価した。荷重は10kg/cm2であり、保存環境は60‐5日間である。剥離するときに剥離音がするサンプルは×とし、その剥離音や密着状況に応じて△、○、◎とした(◎は剥離音まったくせず)。この評価は×でも実用上問題がないレベルであるため、後述する総合評価を出すための参照データとする。
上述したサンプルは、太陽電池裏面封止シートの一部をなすものであり、耐湿熱密着性が良くても部材が破壊するようでは問題がある。そこで、上記耐湿熱密着性の評価を行うにあたり、測定が可能か、基材が破壊されるかの判断を行った。少なくとも2000h測定が可能なサンプルには○、2000hで基材破壊のサンプルは耐久性が無いとして×とした。合格は○である。
上記評価結果の合格・不合格を全体的に評価したものである。ただし、一番比重として大きいのは耐湿熱密着性であり、ブロッキング・耐久性が○でも湿熱密着性能が×のときは、総合評価×である。湿熱密着性能が△以上であれば、あとはブロッキング性・耐久性といった付加機能を組み合わせることで、○、△、×評価を行った(つまり、耐ブロッキング性能や耐久性は、他の改良案で対処可能な性能であるが、耐湿熱密着性については代替となる手法が無いため)。総合評価で△以上であれば合格とした。
以上の結果を、表2に示す。
[太陽電池裏面封止用シートに用いる基材]
<最外フィルム層>
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(東レ製)を用いた。このポリエステルフィルムは、基となる材料は上述した固相重合により耐加水分解性を向上させたポリエステル樹脂を用いている。このフィルム基材を一番最外装フィルム基材として用いた。また、溶媒キャスト法により得られたポリフッ化ビニルフィルムの白色タイプ(PVF:25μmデュポン社製)も最外装フィルム基材として用いた。
<ガスバリア層>
厚さ12μmの通常の二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20m、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。
<最外フィルム層>/<ガスバリア層>/<試料1〜15のいずれか>の積層状態になるように、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。得られた積層体は50℃環境下で96時間工一ジングを施した。
このサンプルを太陽電池裏面封止用シートとして用いた。サンプルの形態は図1(b)に示したものと同じである。
続いて、これらのサンプルを用いて、図4に示すような太陽電池モジュールMを作製した。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後に、アルミフレームによる枠組みと端子ボックスの取り付けを行った。
上記サンプルのラミネート直後および85℃‐85%RH環境で3000時間促進試験を行った時の電気出力特性をJIS‐C8913に従い測定し、上記保存評価前後の最大出力の変化率が80%以上の場合に合格とした。
最外層が白色ポリエステルフィルムで、易接着コートを塗工した基材が試料14のケースでは、3000h保存後の耐湿熱密着性は試料14と同等の評価結果であり、電池出力特性は94%を保っていた。
最外層が白色ポリフッ化ビニルフィルムで実施例12と同様に評価した結果、3000h保存後の耐湿熱密着性は試料14と同等の評価結果であり、電池出力特性は90%を保っていた。
最外層が白色ポリエステルフィルムで、易接着コートを塗工した基材が試料1のケースでは、3000h保存後の耐湿熱密着性は試料1と同等の評価結果であり、2500hでは浮きが発生していた。この状態での電池出力特性は80%を下回っていた。
Claims (15)
- 太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わされる面に、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、
前記易接着コート層は、皮膜軟化点温度100℃以上の水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂100質量部に対し、多官能イソシアネート系化合物、多官能エポキシ系化合物、メラミン系化合物、下記一般式(I)で表される構造を有する化合物から、少なくとも1種以上選ばれる架橋剤を0.1〜10質量部、さらにポリアクリル酸あるいはその誘導体を0.1〜10質量部配合したコーティング組成物で形成されていることを特徴とする、太陽電池裏面封止用シート。
- 前記水分散アイオノマー型ポリウレタンは、ガラス転移温度(Tg)が50℃以下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。
- 前記水分散アイオノマー型ポリウレタンは、ガラス転移温度(Tg)が50℃以下の水分散アイオノマー型ポリウレタン(PU‐1)と、ガラス転移温度(Tg)が50〜80℃の範囲である水分散アイオノマー型ポリウレタン(PU‐2)の混合物からなり、質量比が(PU‐1)/(PU‐2)=50/50〜99/1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。
- 前記ポリアクリル酸あるいはその誘導体は、ポリアクリル酸のナトリウム塩、あるいはポリアクリル酸のアンモニウム塩であることを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記コーティング組成物中に、アセチレンジオールあるいはアセチレンジオールのエチレンオキサイド付加物が更に配合されていることを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記コーティング組成物中に、無機フィラー系アンチブロッキング剤あるいは脂肪酸アミド系スリップ剤を更に配合されていること特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記コーティング組成物は、溶媒を含む溶液状態の粘度が50〜500mPa・Sの範囲であり、乾燥皮膜として0.5〜10g/m2の範囲で設けられていることを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記コーティング組成物は、塗膜面状がドット状、ストライプ状に設けられていることを特徴とする、請求項1〜7の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記易接着コート層は、未処理のポリエステル基材に設けられていることを特徴とする、請求項1〜8の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記ポリエステル基材と同じ材質からなるポリエステル層を少なくとも1層含む多層構成からなることを特徴とする、請求項1〜9の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 無機化合物蒸着層を設けたバリア性基材を少なくとも1層含む多層構成からなることを特徴とする、請求項1〜10の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 耐候性を有する基材層を少なくとも1層含む多層構成からなることを特徴とする、請求項1〜11の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記耐候性を有する基材層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメタノール‐テレフタレート(PCT)から選ばれるポリエステル基材、ポリカーボネート系基材、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、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パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)から選ばれるフッ素系基材、またはこれらフッ素系基材のアクリル変性物から選択されることを特徴とする、請求項12記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記耐候性を有する基材層は、数平均分子量が18000〜40000の範囲からなるポリエチレンテレフタレートであって、環状オリゴマーコンテントが15wt%以下であり、固有粘度が0.5dl/g以上であることを特徴とする、請求項12または13に記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 請求項1〜14の何れか一項に記載の太陽電池裏面封止用シートを用いたことを特徴とする太陽電池モジュール。
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