JP2009188072A - 積層体および太陽電池用裏面保護シート - Google Patents
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Abstract
【課題】耐候性、耐水性、防湿性等の諸特性に優れた、安価で耐久性のある太陽電池用裏面保護シートに有用な積層体を提供すること。また、当該積層体を用いた太陽電池用裏面保護シートを提供すること。
【解決手段】高分子樹脂組成物からなる基材フィルム1の少なくとも一方の面に、無機化合物からなる蒸着層2と、シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含むコーティング液を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層3と、を順次積層してなることを特徴とする積層体。該積層体の片面または両面に接着剤を介して耐候性フィルムを貼りあわせてなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シート。
【選択図】図1
【解決手段】高分子樹脂組成物からなる基材フィルム1の少なくとも一方の面に、無機化合物からなる蒸着層2と、シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含むコーティング液を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層3と、を順次積層してなることを特徴とする積層体。該積層体の片面または両面に接着剤を介して耐候性フィルムを貼りあわせてなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シート。
【選択図】図1
Description
本発明は、積層体および太陽電池用裏面保護シートに関するものであり、さらに詳しくは、耐候性、耐水性、防湿性等の諸特性に優れた、安価で耐久性のある積層体およびこれを用いた太陽電池用裏面保護シート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、二酸化炭素の排出規制のために、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。この地球規模の問題を解決するために様々な検討が行われており、特に太陽光発電については、そのクリーン性や無公害性という点から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、単結晶、多結晶、あるいはアモルファスシリコン系の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(セル)をそのままの状態で使用することはなく、一般的に太陽光が当る面をガラス面で覆い、熱可塑性プラスチック(特にエチレンー酢酸ビニル共重合体)からなる充填材で隙間を埋め、裏面を封止用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とも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、例えば、太陽電池用裏面保護シートとして、ポリフッ化ビニルフィルム(デュポン(株)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。
しかし、太陽電池モジュールを構成する裏面保護シート層として、上記のポリフッ化ビニルフィルム等のフッ素系樹脂フィルムとアルミニウム箔等の金属箔との複合フィルムを使用する場合には、このポリフッ化ビニルフィルムは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ポリフッ化ビニルフィルムを貫通し、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った欠点があった。同時にアルミ箔を使用することで、廃棄の点でも課題視されている。
そこで、アルミニウム箔等の金属箔を用いないで、フッ素系樹脂フィルムやポリエステルフィルムなどの基材フィルムに無機化合物からなる蒸着層を設けた裏面保護シートを使用することにより、短絡して電池性能に悪影響を及ぼすといった欠点を解消することが可能となった(例えば特許文献1:特開2002−134771号公報参照)。
ところが、基材フィルムに無機化合物からなる蒸着層を設けただけでは、防湿性が十分ではなく、そのため、無機化合物からなる蒸着層の上にポリビニルアルコール(PVA)と金属アルコキシドからなるコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層をもうけることによって、防湿性を向上させることが可能となった(例えば特許文献2:特開平7−164591号公報参照)。
しかしながら、上記被膜層はある程度の耐熱性、耐湿性、耐水性は有しているものの、屋外で長期間使用される太陽電池モジュールに使用される裏面保護シートとして使用するには耐久性が十分ではないといった問題がある。
特開2002−134771号公報
特開平7−164591号公報
本発明の目的は、耐候性、耐水性、防湿性等の諸特性に優れた、安価で耐久性のある太陽電池用裏面保護シートに有用な積層体を提供することにある。また、当該積層体を用いた太陽電池用裏面保護シートを提供することにある。
請求項1に記載の発明は、高分子樹脂組成物からなる基材フィルムの少なくとも一方の面に、
無機化合物からなる蒸着層と、
シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含むコーティング液を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層と、
を順次積層してなることを特徴とする積層体である。
無機化合物からなる蒸着層と、
シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含むコーティング液を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層と、
を順次積層してなることを特徴とする積層体である。
請求項2に記載の発明は、前記被膜層がシリカゾルを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の積層体である。
請求項3に記載の発明は、前記蒸着層が、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化スズ、またはそれらの混合物からなる層であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層体である。
請求項4に記載の発明は、前記基材フィルムと蒸着層との間にプライマー層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層体である。
請求項5に記載の発明は、前記プライマー層が少なくとも、シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含んでなることを特徴とする請求項4に記載の積層体である。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の積層体の片面または両面に接着剤を介して耐候性フィルムを貼りあわせ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。
本発明によれば、耐候性、耐水性、防湿性等の諸特性に優れた、安価で耐久性のある太陽電池用裏面保護シートに有用な積層体を提供することができる。また、当該積層体を用いた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、本発明の積層体を用いた太陽電池用裏面保護シートの製造方法の好ましい一実施形態について図面を参照して説明する。図1、図2は本発明の積層体の一例の断面図である。図3は本発明の積層体を用いた太陽電池用裏面保護シートの一例の断面図である。
以下、積層工程を説明する。図1のように基材フィルム(1)に蒸着層(2)、被膜層(3)を形成する。
前記基材フィルム(1)としては、耐熱性のあるフィルムが好ましく、例えば、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)などのポリエステル系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリイミドフィルム等のエンプラフィルム、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン等のフッ素系フィルムが用いられる。延伸、未延伸のどちらでもよく、また機械的強度や寸法安定性を有するものがよい。特に、これらの中で二軸方向に延伸されたフィルムが好ましく用いられ、二軸延伸ナイロンフィルム、二軸延伸ポリエステルフィルムが好ましいが、中でも二軸延伸ポリエステルフィルムがより好ましい。
基材フィルム(1)の厚さは特に制限を受けるものではないが、包装材料としての適性、プライマー層、蒸着層、被膜層を積層する加工性を考慮すると、3〜200μmとすることが好ましい。特に好ましいのは、6〜50μmの範囲である。
またこの基材フィルム(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よく、薄膜との密着性をよくするために、前処理として、コロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理を施しておいてもよく、さらに薬品処理、溶剤処理などを施してもよい。
前記無機化合物からなる蒸着層(2)としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化スズ、或いはそれらの混合物などが挙げられ、透明でかつ酸素、水蒸気などのガスバリア性を有するものであればよい。その中では、特に酸化珪素、酸化アルミニウムが好ましい。その蒸着層の膜厚は、用いられる無機酸化物の種類、構成によって最適条件は異なるが、5〜300nmが好ましい。5nmより薄いと均一な膜が得られず、かつ、バリア機能を発現させるための十分な膜厚でない、300nmより厚いと薄膜の柔軟性にかけ、外的応力により容易に亀裂を生じるおそれがある。これらの蒸着層を設ける方法としては、通常の真空蒸着法により形成することができるが、その他の薄膜形成方法であるプラズマ気相成長法(CVD法)やスパッタリング法やイオンプレーティング法などを用いることも可能である。
前記被膜層(3)は蒸着層(2)を保護するためのものである。また、耐熱性、耐湿性、耐水性を有し、長期間の使用に耐えうる耐久性を持たせることを目的とした。
上記目的達成のために、シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含むコーティング液を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層(3)とした。
さらに、被膜層(3)を構成する成分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、例えばエチルトリメトキシシラン、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ある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(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被膜層を形成し、他端のアルコキシ基等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活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なんら問題はなく、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。中でも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特に好ましい。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単独で重合させたものや、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ヒドロキシル価が5〜200(KOHmg/g)の間であることが好ましい。また、ポリオールの重量平均分子量は、5000〜150000が好ましい。
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ことがあるため、共溶媒としてイソプロピルアルコール等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より好ましい。
更に混入するイソシアネート化合物は、ポリオールと反応してできるウレタン結合により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。これを達成するためにイソシアネート化合物としては、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)やヘキサレンジイソシアネート(HMDI)などのモノマー類と、これらの重合体、誘導体が用いられ、これらが1種または2種以上用いることができる。
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ものではないが、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。
本発明における複合物の被膜を形成するためのコーティング液の調液法としては、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たものを蒸着層にコーティングして形成する。その複合溶液の作製法としては、シランカップリング剤とアクリル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複合溶液を作製する方法、またはシランカップリング剤とポリオールを溶媒中で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を加え複合溶液を作製する方法などがある。
この複合物に各種添加剤、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。
被膜層(3)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(3)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。
被膜層(3)にさらにガスバリア性を付与するために、コーティング液にシリカゾルを加えることができる。シリカゾルを加えることにより、ガスバリア性の向上とともに、耐水性、耐熱性を向上させるとともに、ガラス転移点を上昇させることもできる。また電気絶縁性が高いといった特徴があり、太陽電池モジュールを構成する太陽電池用裏面保護シートとして好適である。
さらに上記シリカゾルについて詳細に説明する。SiO2粒子を溶媒に分散させ、シリカゾルを形成させる。使用するSiO2の粒子径4〜20nmのものが好ましい。シリカゾルのSiO2の含有量としては10%〜40%が好ましい。溶媒としては、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、酢酸エチルが用いられる。シランカップリング剤あるいは該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からなる混合溶液とシリカゾル溶液を混合したコーティング液を塗布し、加熱乾燥して被膜層とする。混合溶液とシリカゾル溶液との混合比は重量比で99:1〜80:20の範囲が好ましい。シリカゾル溶液を多く入れるとバリア性はよくなるが、密着性が悪くなる。またシリカゾル溶液が少ないと密着性はよいが、バリア性がよくならない為である。
また図2のように基材フィルム(1)と無機化合物からなる蒸着層(2)との密着性を高めるために、プライマー層(4)をもうけてもよい。
上記目的達成のためにシランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物とを主剤として含むコーティング液を塗布し、加熱乾燥してなるプライマー層(4)とした。
さらにプライマー層(4)について詳細に説明すると、前記被膜層(3)を設けた時と同じコーティング液を塗布し、加熱乾燥して設けることができる。詳しくは先に記載したとおりである。
プライマー層(4)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、基材フィルム(1)の上にコーティングし、その後、コーティング膜を加熱乾燥し、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(4)の厚みは均一に塗膜を形成することができれば、特に限定しないが、一般的には0.001〜2μmの範囲であればよい。厚みが0.001μmより薄いと均一な膜が得られにくく、密着性が低下する場合がある。また厚みが2μmを超えると塗膜にフレキシビリティを保持させることができず、外的要因により膜にクラックが生じ易くなるため好ましくない。特に好ましいのは、0.05μm〜0.5μmの範囲である。
図3に本発明の積層体を用いた太陽電池用裏面保護シートの一例の断面図を示す。本発明の太陽電池用裏面保護シートの積層方法としては、ドライラミネーション法などの公知の積層方法で積層することができる。太陽電池用裏面保護シートは図1や図2などの積層体の表裏をドライラミネーション法で接着剤を用いて耐候性フィルムを貼りあわせたものである。
接着剤層(5,6)に使用する接着剤としては、被膜層(4)と耐候性フィルム層(7)、基材フィルム(1)と耐候性フィルム層(8)との間の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、ロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、その他等のコート法、あるいは、印刷法等によって施すことができ、そのコーティング量としては、0.1〜10g/m2(乾燥状態)位が望ましい。
耐候性フィルム層(7,8)としては、フッ素系フィルムや耐加水分解グレードポリエステルフィルムが用いられる。なかでも透明若しくは白色の耐加水分解性が優れる二軸延伸したポリエステルフィルムが好ましく、フッ素系フィルムに比べて低価格であり、太陽電池モジュールの低価格化がはかれる。また太陽電池モジュールを構成した時に最外側になる部分は耐加水分解グレードポリエステルフィルムを用いたほうがよいが、エチレンー酢酸ビニル共重合体からなる充填材と密着させる部分は要求品質によっては、一般グレードポリエステルフィルムを用いることができ、さらに低価格化がはかれる。耐候性フィルムの厚みは25〜250μmの範囲で要求品質により適宜選択される。
次に、本発明の実施例について具体的に説明する。
実施例1
基材フィルムとして、厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを使用した。その二軸延伸ポリエステルフィルムの片面にプライマー層(4)を積層した。
基材フィルムとして、厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを使用した。その二軸延伸ポリエステルフィルムの片面にプライマー層(4)を積層した。
<プライマー層(4)用の塗布液の調整>
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トキシシラン1重量部に対し、アクリルポリオール5重量部を量りとり、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レンジイソシアネート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重量%の濃度に希釈した。
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トキシシラン1重量部に対し、アクリルポリオール5重量部を量りとり、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レンジイソシアネート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重量%の濃度に希釈した。
上記調製した塗布液を用いて、厚み0.2μmの乾燥被膜からなるプライマー層(4)を積層した。
次いで、プライマー層(4)上に抵抗加熱方式による真空蒸着装置により、酸化珪素を蒸着して、厚さ40nmの無機化合物からなる蒸着層(2)を積層した。
<被膜層(3)用の塗布液の調整>
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トキシシラン1重量部に対し、アクリルポリオール5重量部を量りとり、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レンジイソシアネート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重量%の濃度に希釈した。
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トキシシラン1重量部に対し、アクリルポリオール5重量部を量りとり、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レンジイソシアネート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重量%の濃度に希釈した。
上記調製した塗布液を用いて、厚み0.3μmの乾燥被膜からなる被膜層(3)を積層した。
続いて、その被膜層(3)面に三井化学ポリウレタン(株)製ポリウレタン系接着剤(主剤タケラックA511/硬化剤タケネートA50=10/1溶液)を使用して、塗布量5g/m2(乾燥状態)の接着剤からなる接着剤層(5)を積層し、その上に耐候性フィルム(7)として厚さ50μmの耐加水分解グレードポリエステルフィルム(東レ、商品名:X10S)を積層し、さらに、反対側のフィルム基材層(1)面に前記と同一のポリウレタン系接着剤を用いて、塗布量5g/m2(乾燥状態)の接着剤からなる接着剤層(6)を積層し、その上に耐候性フィルム(8)として前記と同一の厚さ50μmの耐加水分解グレードポリエステルフィルム(東レ、商品名:X10S)を積層して、本発明の太陽電池用裏面保護シート(図4)を作成した。
実施例2
実施例1において、さらにガスバリア性の向上と耐久性を付与するために、下記のようにシリカゾルを加えたコーティング液を塗布して被膜層(3)を設けた以外は、実施例1と同様にして太陽電池用裏面保護シート(図4)を作成した。
実施例1において、さらにガスバリア性の向上と耐久性を付与するために、下記のようにシリカゾルを加えたコーティング液を塗布して被膜層(3)を設けた以外は、実施例1と同様にして太陽電池用裏面保護シート(図4)を作成した。
<被膜層(3)用の塗布液の調整>
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トキシシラン1重量部に対し、アクリルポリオール5重量部を量りとり、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レンジイソシアネート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重量%の濃度に希釈した。さらに前記混合溶液90重量部に対し、酢酸エチルにSiO2を拡散させSiO2を30重量%含有するシリカゾル溶液を10重量部加えた。
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トキシシラン1重量部に対し、アクリルポリオール5重量部を量りとり、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レンジイソシアネート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重量%の濃度に希釈した。さらに前記混合溶液90重量部に対し、酢酸エチルにSiO2を拡散させSiO2を30重量%含有するシリカゾル溶液を10重量部加えた。
実施例3
実施例1において、プライマー層(4)を設けなかった以外は、実施例1と同様にして太陽電池用裏面保護シート(図5)を作成した。
実施例1において、プライマー層(4)を設けなかった以外は、実施例1と同様にして太陽電池用裏面保護シート(図5)を作成した。
比較例1
実施例1において、被膜層(3)を設けなかった以外は、実施例1と同様にして太陽電池用裏面保護シート(図6)を作成した。
実施例1において、被膜層(3)を設けなかった以外は、実施例1と同様にして太陽電池用裏面保護シート(図6)を作成した。
比較例2
実施例1において、設けている被膜層(3)の代わりに、下記の被膜層(3’)用の塗布液を用いて被膜層を設けた以外は、実施例1と同様にして太陽電池用裏面保護シート(図4)を作成した。
実施例1において、設けている被膜層(3)の代わりに、下記の被膜層(3’)用の塗布液を用いて被膜層を設けた以外は、実施例1と同様にして太陽電池用裏面保護シート(図4)を作成した。
<被膜層(3’)用の塗布液の調整>
(1)被膜層用のa成分液の調整
テトラエトキシシラン〔Si(OC2H5)4 〕17.9gとメタノール10gに塩酸(0.1N)72.1gを加え、30分間攪拌し、加水分解させて固形分5重量%(重量比SiO2換算)のa成分液を調整した。
(2)被膜層用のb成分液の調整
ポリビニルアルコール樹脂を水/メタノール=95/5(重量比)の混合溶媒で溶解し、固形分5重量%のb成分液を調整した。
(3)被膜層用のc成分液の調整
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとイソプロピルアルコール(IPA)の溶液に塩酸(1N)を少しずつ加え、30分間攪拌し、加水分解させた後に、水/IPA=1/1の混合液を加えて加水分解を行い、固形分5重量%(重量比R2Si(OH)3換算)のc成分液を調整した。
(1)被膜層用のa成分液の調整
テトラエトキシシラン〔Si(OC2H5)4 〕17.9gとメタノール10gに塩酸(0.1N)72.1gを加え、30分間攪拌し、加水分解させて固形分5重量%(重量比SiO2換算)のa成分液を調整した。
(2)被膜層用のb成分液の調整
ポリビニルアルコール樹脂を水/メタノール=95/5(重量比)の混合溶媒で溶解し、固形分5重量%のb成分液を調整した。
(3)被膜層用のc成分液の調整
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとイソプロピルアルコール(IPA)の溶液に塩酸(1N)を少しずつ加え、30分間攪拌し、加水分解させた後に、水/IPA=1/1の混合液を加えて加水分解を行い、固形分5重量%(重量比R2Si(OH)3換算)のc成分液を調整した。
引き続き、前記a〜cの各成分液を用いて、a成分液/b成分液/c成分液=70/20/10(固形分重量比率)になるように配合して、被膜層用の塗布液(3’)を調整した。
評価
実施例1〜3と比較例1、2の太陽電池用裏面保護シートの初期と85℃85%RH条件下で1000時間保存後の水蒸気透過度をJIS K7129に基づき、温度40℃、湿度90%RHの条件で米国MOCON社製の測定機(機種名、パーマトラン)にて測定した。
また実施例1〜3と比較例1、2の初期と85℃85%RH条件下で1000時間保存後のラミネート強度は太陽電池用裏面保護シートを15mm幅に裁断し、引っ張り試験機にて引っ張りスピード50mm/minにて180度はく離試験を行い、測定した。
実施例1〜3と比較例1、2の太陽電池用裏面保護シートの初期と85℃85%RH条件下で1000時間保存後の水蒸気透過度をJIS K7129に基づき、温度40℃、湿度90%RHの条件で米国MOCON社製の測定機(機種名、パーマトラン)にて測定した。
また実施例1〜3と比較例1、2の初期と85℃85%RH条件下で1000時間保存後のラミネート強度は太陽電池用裏面保護シートを15mm幅に裁断し、引っ張り試験機にて引っ張りスピード50mm/minにて180度はく離試験を行い、測定した。
評価基準として、バリア性は水蒸気透過度が1(g/m2・day)未満を◎、1(g/m2・day)以上〜2(g/m2・day)未満を○、2(g/m2・day)以上〜3(g/m2・day)未満を△、3(g/m2・day)以上を×とした。
密着性はラミネート強度が2(N/15mm)以上を○、1(N/15mm)以上〜2(N/15mm)未満を△、1(N/15mm)未満を×とした。
評価結果を表1に示す。
密着性はラミネート強度が2(N/15mm)以上を○、1(N/15mm)以上〜2(N/15mm)未満を△、1(N/15mm)未満を×とした。
評価結果を表1に示す。
表1より実施例1〜3は、シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含むコーティング液を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層を積層させているので、初期でも85℃85%RH条件下で1000時間保存後でも優れたバリア性と密着性を示した。実施例2は被膜層にシリカゾル溶液を添加することにより、さらに優れたバリア性と密着性を示した。比較例1は被膜層を設けていないので、85℃85%RH条件下で1000時間保存後のバリア性と密着性は悪かった。比較例2はポリビニルアルコール(PVA)と金属アルコキシドからなるコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層を設けることによって初期は非常に優れたバリア性を示したが、85℃85%RH条件下で1000時間保存後ではバリア性、密着性とも悪かった。
1・・・基材フィルム
2・・・蒸着層
3・・・被膜層
4・・・プライマー層
5・・・接着剤層
6・・・接着剤層
7・・・耐候性フィルム層
8・・・耐候性フィルム層
2・・・蒸着層
3・・・被膜層
4・・・プライマー層
5・・・接着剤層
6・・・接着剤層
7・・・耐候性フィルム層
8・・・耐候性フィルム層
Claims (6)
- 高分子樹脂組成物からなる基材フィルムの少なくとも一方の面に、
無機化合物からなる蒸着層と、
シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含むコーティング液を塗布し、加熱乾燥してなる被膜層と、
を順次積層してなることを特徴とする積層体。 - 前記被膜層がシリカゾルを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の積層体。
- 前記蒸着層が、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化スズ、またはそれらの混合物からなる層であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層体。
- 前記基材フィルムと蒸着層との間にプライマー層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
- 前記プライマー層が少なくとも、シランカップリング剤またはその加水分解物と、ポリオールと、イソシアネート化合物と、を含んでなることを特徴とする請求項4に記載の積層体。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の積層体の片面または両面に接着剤を介して耐候性フィルムを貼りあわせてなることを特徴とする太陽電池用裏面保護シート。
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---|---|---|---|
JP2008024721A JP2009188072A (ja) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | 積層体および太陽電池用裏面保護シート |
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-
2008
- 2008-02-05 JP JP2008024721A patent/JP2009188072A/ja active Pending
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