JP2010272564A - 太陽電池用バックシート - Google Patents

Abstract

【課題】高温多湿環境下においても密着が良好でバリア性を維持できる太陽電池用バックシートを提供することを課題とする。
【解決手段】基材の少なくとも一方の面に、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理が施されていて、このＲＩＥによる前処理面の上に、プライマー層と無機化合物層とガスバリア被覆層とがこの順序で積層されてなるガスバリア積層フィルムの両面に、接着剤層を介して高分子フィルムがさらに積層されてなる太陽電池用バックシート。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールの一構成部材である太陽電池用バックシートに関するものである。

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、無公害で地球環境にやさしい新たなエネルギー源として益々注目を集めている。この太陽電池は、一般的には数枚〜数十枚の太陽電池素子が直列、並列に配線されており、長期間に亘って素子を保護するための種々の部材でパッケージングが行われ、ユニット化されている。このパッケージングされたユニットを太陽電池モジュールと呼び、一般的には太陽光が当たる面がガラスで覆われ、熱可塑性プラスチックからなる充填材で間隙が埋められ、さらには裏面が耐熱、耐候性プラスチック材料などからなるバックシートで保護された構成となっている。

こ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、材質構造などが優れていること、十分な耐久性、耐候性が要求される。特に、裏面に使用されるバック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、バックシートの耐久性や耐候性、蒸気透過率が劣っていることでモジュール内に水分が透過してしまうと、モジュールの充填剤の剥離や変色、さらには配線の腐蝕を引き起こし、延いては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、このような太陽電池モジュールのバックシートとしては、白色のポリフッ化ビニルフイルムでアルミニウム箔をサンドイッチした積層構造のものが多く用いられていたが、そこに使用されているポリフッ化ビニルフイルムは機械的強度が弱く、しかも太陽電池モジュール作成時の熱プレスにおいて加えられる１４０℃〜１５０℃の熱により軟化してしまうため、熱プレスに際して太陽電池素子電極部の突起物が充填材層を貫通し、さらにバックシートを構成する内面のポリフッ化ビニルフイルムを貫通し、バック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してしまうことがあった。また、ポリフッ化ビニルフイルムは高価であり、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た。

このような状況に対応して、これらを改善するものとして、種々の積層構成の太陽電池用バックシートが提案されている。しかしながら、例えば特許文献１で提案されているような太陽電池用バックシートにおいては、ガスバリア積層フィルムの耐湿熱性が不十分であり、水蒸気透過度の低下やガスバリア積層フィルムと高分子フィルム間で密着低下が生じる問題があった。

特開２００２−１００７８８号公報

本発明の課題は、安価で、優れた耐湿熱性を有し、高温多湿環境下においても密着が良好で、バリア性も維持できる太陽電池用バックシートを提供することにある。

上記課題を達成するためになされ、請求項１に係る発明は、基材の少なくとも一方の面に、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理が施されていて、このＲＩＥによる前処理面の上に、プライマー層と無機化合物層とガスバリア被覆層とがこの順序で積層されてなるガスバリア積層フィルムの両面に、接着剤層を介して高分子フィルムがさらに積層されていることを特徴とする太陽電池用バックシートである。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記ＲＩＥによる前処理面は、アルゴン、窒素、酸素、水素、炭酸ガスのうちの１種類のガスまたはこれらの混合ガスを用いた１回以上のＲＩＥにより形成された処理面であることを特徴とする。

さらにまた、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記ＲＩＥによる前処理が、プラズマの自己バイアス値を２００Ｖ以上２０００Ｖ以下とし、Ｅｄ値（プラズマ密度×処理時間）を１００Ｗ・ｓ・ｍ^２以上１００００Ｗ・ｓ・ｍ^２以下とする低温プラズマ処理であることを特徴とする。

さらにまた、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記プライマー層が、シランカップリング剤あるいはその加水分解物と、ポリオールとイソシアネート化合物との複合物からなることを特徴とする。

さらにまた、請求項５記載の発明は、請求項４に記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記シランカップリング剤あるいはその加水分解物が、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の少なくともどちらか一方と反応する官能基を含んでいることを特徴とする。

さらにまた、請求項６記載の発明は、請求項４または５に記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記複合物中には、一般式Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：金属元素、Ｒ：ＣＨ_３，Ｃ_２Ｈ_５などのアルキル基、ｎ：金属元素の酸化数）で表される金属アルコキシドあるいはこの金属アルコキシドの加水分解物が添加されていることを特徴とする。

さらにまた、請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記ガスバリア積層フィルムのプライマー層の厚さが０．０１〜１μｍであることを特徴とする。

さらにまた、請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記ガスバリア積層フィルムの無機化合物層を構成する無機化合物が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化亜鉛あるいはそれらの混合物のいずれかであることを特徴とする。

さらにまた、請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記ガスバリア積層フィルムのガスバリア被覆層が、水溶性高分子化合物と金属アルコキシドおよびまたはその加水分解物およびまたはその重合物の少なくとも１種類以上を含有するものであることを特徴とする。

さらにまた、請求項１０記載の発明は、請求項９に記載の太陽電池用バックシートにおいて、前記ガスバリア被覆層が、ポリビニルアルコールまたはエチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース、デンプンのうち少なくとも１種類以上の水溶性高分子化合物を含有するものであることを特徴とする。

さらにまた、請求項１１記載の発明は、請求項６または９に記載の太陽電池用バックシ
ートにおいて、前記ガスバリア被覆層中の金属アルコキシド中の金属が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒあるいはそれらの混合物のいずれかであることを特徴とする。

本発明は、基材の少なくとも一方の面に、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理が施されていて、このＲＩＥによる前処理面の上に、プライマー層と無機化合物層とガスバリア被覆層とがこの順序で積層されてなるガスバリア積層フィルムの両面に、接着剤層を介して高分子フィルムがさらに積層されていることを特徴とする太陽電池用バックシートであるので、高温多湿の環境下においても、ガスバリア積層フィルムの基材とプライマー層との密着性が良好であり、なおかつ良好なガスバリア性を維持することができる。

本発明の一例に係る太陽電池用バックシートの概略の断面構成を示す説明図である。

図１には本発明の太陽電池用バックシート８の概略の断面構成が示してある。この太陽電池バックシート８は、基材１の一方の面に、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理が施されていて、このＲＩＥによる前処理面９の上に、プライマー層２と無機化合物層３とガスバリア被覆層４とがこの順序で積層されてなるガスバリア積層フィルム５の両面に、接着剤層６を介して高分子フィルム７がさらに積層されてなるものである。

基材１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などからなるポリエステル系フィルム、ポリエチレンやポリプロピレンなどからなるポリオレフィン系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、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などのエンプラフィルムなどが用いられる。これらのフィルムは延伸、未延伸のどちらのものでも良いが、機械強度や寸法安定性に優れるものが好ましい。特にこれらの中では二軸方向に任意に延伸された二軸延伸ポリアミドフィルム、二軸延伸ポリエステル系フィルムが好ましいが、中でも二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムがより好ましい。基材の厚さは特に制限を受けるものでないが、実用的には３〜２００μｍ程度の範囲とすることが好ましい。また、前記のようなフィルムからなる基材には種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤などが添加されていても良い。

このような基材１と後述するプライマー層２との密着を強化するために、基材１の表面にはプラズマを利用したリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理を施す。このＲＩＥによる処理を行うことで、発生したラジカルやイオンを利用して基材１の表面に化学的に官能基を持たせるようにし、さらには、表面をイオンエッチングして不純物などを物理的に除去し、且つ平滑化することが可能となる。

ＲＩＥとは、被処理基材上に発生させたプラズマから取り出したイオンによって、被処理基材を強力に処理する方法である。この時、自己バイアスと呼ばれる高周波プラズマ特有の電位を、プラズマと基材との間でいかに高く保つかがポイントとなる。通常モードのプラズマでは、自己バイアスは掛かるものの、プラズマと電極間での電位差となって現れてしまい、プラズマと基材間には大きな電位差は生まれない。そのため、処理に当たっては、基材側に電極を設置するなどしてＲＩＥモードに維持し、強い処理を行うようにする。

ＲＩＥによる前処理を行うためのガス種としては、アルゴン、酸素、窒素、水素、炭酸ガスなどを挙げることが出来る。これらのガスは単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。また、ＲＩＥによる前処理は２基のプラズマ処理装置を用いて連続して行うようにしてもよい。

加工速度、エネルギーレベルなどで示される前処理に係る処理条件は、基材の種類、用途、放電装置特性などに応じ、適宜設定するべきである。ただし、プラズマの自己バイアス値は２００Ｖ以上２０００Ｖ以下、Ｅｄ＝プラズマ密度×処理時間で定義されるＥｄ値は１００Ｗ・ｓ・ｍ^２以上１００００Ｗ・ｓ・ｍ^２以下にするとよい。これより若干低い値でも、ある程度の密着性を発現することができるが、未処理のものに比べて優位性が低くなる。また、高い値であると、強い処理がかかりすぎて基材表面が劣化し、密着性が下がる原因になる。

このようなＲＩＥによる前処理で処理された前処理面９の上に積層されるプライマー層２の構成材料としては、例えばアクリルポリオール、ポリビニルアセタール、ポリエステルポリオール、及びポリウレタンポリオールなどから選択されるポリオール類と、イソシアネート化合物との２液反応によって得られる有機高分子、またはポリイソシアネート化合物および水との反応によりウレア結合を有する有機化合物、ポリエチレンイミンまたはその誘導体、ポリオレフィン系エマルジョン、ポリイミド、メラミン、フェノール、また有機変性コロイダルシリカのような無機シリカ、シランカップリング剤およびその加水分解物のような有機シラン化合物を主剤とするものなどが挙げられる。

特にアクリルポリオールとイソシアネート化合物、シランカップリング剤の組み合わせになる構成材料が好ましい。この組み合わせに係る構成材料からなるプライマー層２は、基材１と無機化合物層３の間に、安定した高い密着性を確保することができる。

上記の構成材料を構成するイソシアネート化合物としては、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−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、イソホロンジイソシアネート、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及びその水素添加体などの各種ジイソシアナート系モノマーを使用することが可能である。また、これらのジイソシアナート系モノマーをトリメチロールプロパンやグリセロールなどの３官能の活性水素含有化合物と反応させたアダクトタイプや、水と反応させたビューレットタイプや、イソシアネート基の自己縮合を利用したトリマー（イソシアヌレート）タイプなど３官能の誘導体やそれ以上の多官能性誘導体を用いても構わない。

また、上記の構成材料を構成する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る。具体的には、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などのシランカップリング剤或いはその加水分解物などであり、これらの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では、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である。さらにはγ−グリシド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など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）シランなどのようなシランカップリング剤にアルコールなどを付加し水酸基など付加したものでもよく、これらの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化合物からなる複合物中で相互作用を示して強固なプライマー層を形成し、あるい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の場合は、共有結合をもたせることによりさらに強固な透明プライマー層２を形成し、他端のアルコキシ基などの加水分解によって生成したシラノール基が無機化合物中の金属や、無機化合物の表面の活性の高い水酸基などと強い相互作用により無機化合物との高い密着性を発現することができるようになる。よってシランカップリング剤としては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、アセトキシ基など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、アセトキシ基などが加水分解し、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、高分子中に二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中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。その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、ヒドロキシル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、スチレンなど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など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。

ポリオールとシランカップリング剤の配合比は、重量比換算で１／１〜１０００／１の範囲であることが好ましいが、２／１〜１００／１の範囲にあればより好ましい。溶解および希釈溶剤としては、上記の各材料を溶解および希釈するもの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・酢酸ブチルなどのエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、メチルエチルケトンなどのケトン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類などを単独で、または任意に組み合わせて配合し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など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など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。

またシランカップリング剤とポリオールの配合時に反応を促進させるために反応触媒を添加しても一向に構わない。添加する触媒としては、反応性及び重合安定性の点から塩化錫（ＳｎＣｌ_２、ＳｎＣｌ_４）、オキシ塩化錫（ＳｎＯＨＣｌ、Ｓｎ（ＯＨ）_２Ｃｌ_２）、錫アクコキシドなどの錫化合物、チタンキレートなどが好ましい。特に、環境面から、チタンキレートを用いることが好ましい。添加量は、少なすぎても多すぎても触媒効果が得られないため、３官能オルガノシランに対してモル比換算で１／１０〜１／１００００の範囲であることが好ましく、１／１００〜１／２０００の範囲であればより好ましい。

さらに上記混合物の調液時に液安定性を向上させるために、金属アルコキシド或いはその加水分解物を添加しても一向に構わない。この金属アルコキシドとは、テトラエトキシ
シラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）、トリプロポキシアルミニウム（Ａｌ（ＯＣ_３Ｈ_７）_３）などの一般式Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：金属元素、Ｒ：ＣＨ_３，Ｃ_２Ｈ_５などの一般式ＣｎＨ_２ｎ＋１で表わされるアルキル基）で表せるもの或いはその加水分解物である。なかでもテトラエトキシシランやトリプロポキシアルミニウム或いは両者の混合物が、水系の溶媒中において比較的安定であるので好ましい。この金属アルコキシドの加水分解物を得る方法としては、シランカップリング剤とともに加水分解を行う方法でもよいし、単独に酸等を添加した後に添加するような方法でもかまわない。

プライマー層２は、このようなシランカップリング剤を直接或いはあらかじめ加水分解反応させたものまたは金属アルコキシドとともに加水分解したもの（このときに上述した反応触媒等を一緒に添加しても一向に構わない）を、ポリオールやイソシアネート化合物と混合して調製した複合溶液、あるいはシランカップリング剤とポリオールを溶媒中にあらかじめ混合しておき（この時上述した反応触媒、金属アルコキシドを一緒に添加しても一向に構わない）加水分解反応を行ったもの、更にはシランカップリング剤とポリオールを混合しただけのもの（この時上述した反応触媒、金属アルコキシドを一緒に添加しても一向に構わない）の中に、イソシアネート化合物を加え調製した複合溶液の薄膜を基材１の上にコーティングして形成する。

プライマー層２の厚さは、一般的には乾燥後の厚さで、０．００５〜５μｍの範囲になるようにすることが望ましく、０．０１〜１μｍであればより好ましい。０．０１μｍ未満の場合は塗工技術の点から均一な塗膜が得られ難くなり、逆に１μｍを越える場合は不経済となりやすい。

一方、このようなプライマー層２の上に設ける無機化合物層３の構成材料としては、例えばケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、錫、及びマグネシウムなどの酸化物、それらの窒化物、及びそれらの弗化物、及びこの酸化物、窒化物、及び弗化物の複合物などが挙げられる。なかでも、酸化ケイ素はバリア性が高く、高温高湿下においても高いバリア性を維持し、安全性も高い無機化合物層を形成することができる。

この無機化合物層３は、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの真空プロセスにより形成すればよい。例えば、酸化ケイ素の蒸着層を形成する場合は、蒸着物質として一酸化ケイ素あるいは二酸化ケイ素を用い、１０^−３〜１０^−５Ｔｏｒｒの真空下で、抵抗加熱、誘導加熱、あるいは電子ビームで加熱蒸発させて形成する。このようにして蒸着層を形成するに当たっては、酸素ガスを供給しながら行う反応蒸着法も採用できる。この場合、金属ケイ素を用いてもよい。

無機化合物層３の厚さは、用途や後述するガスバリア被覆層４の膜厚によって適正値が変わってくるが、数十Åから５０００Å程度が望ましい。しかし、５０Å未満では、薄膜の連続性に問題がでてくることがあり、また３０００Åを超えると、クラックが発生しやすくなるため、５０Åから３０００Å程度とすることが好ましい。

そして、無機化合物層３の上に設けるこのガスバリア被覆層４は、ガスバリア性を持った被膜層であり、例えば、水溶性高分子と１種以上の金属アルコキシドまたはその加水分解物を含む水溶液或いは水／アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を用いて形成される。より具体的には、水溶性高分子を水系（水或いは水／アルコール混合）溶媒で溶解させたものに金属アルコキシドを直接、或いは予め加水分解させるなどの処理を行ったものを混合した溶液の薄膜をガスバリア蒸着層３の上にコーティングし、しかる後にそれを加熱乾燥して設ければよい。

上述のような組成のコーティング剤中の水溶性高分子としては、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などが挙げられる。特にポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略す）をガスバリア被膜層４を構成するコーティング剤に用いた場合にガスバリア性が最も優れるようになる。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ある。ＰＶＡとしては例えば、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など用いることができるが、これ以外のものを用いてもよい。

また金属アルコキシドは、一般式、Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒなどの金属、Ｒ：ＣＨ_３，Ｃ_２Ｈ_５等のアルキル基）で表せる化合物である。具体的にはテトラエトキシシラン〔Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４〕、トリイソプロポキシアルミニウム〔Ａｌ（Ｏ−２’−Ｃ_３Ｈ_７）_３〕などがあげられ、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。

このような組成のコーティング剤中には、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、或いは分散剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤などの公知の添加剤を必要に応じて加えることも可能である。

コーティング剤の薄膜を加熱乾燥して得られるガスバリア被覆層４の厚さは特に限定しないが、厚さが５０μｍを越えるとクラックが生じ易くなる可能性があるため、０．０１〜５０μｍ程度とすることが望ましい。ガスバリア被覆層４の形成方法としては、通常のコーティング方法を用いることができる。例えばディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法などを用いることができる。これらの塗工方式を用いて無機化合物層３の上にコーティング剤の薄膜を塗工し、乾燥して形成すればよい。

ガスバリア被覆層４形成時の乾燥法としては、熱風乾燥、熱ロール乾燥、高周波照射、赤外線照射、ＵＶ 照射など、コーティング剤の薄膜に熱をかけて水やアルコールなどの溶媒を飛ばす方法であればよい。これらの方法を組み合わせて乾燥を行ってもかまわない。

ガスバリア被覆層４ 上には必要に応じて、印刷層を積層する事も可能である。あるいは、接着剤を介して複数の樹脂層を積層する事も可能である。また、プライマー層２、無機化合物層３、ガスバリア被膜層４が設けられた基材１の面の反対面にも印刷層、ヒートシール層、接着剤を介する複数の樹脂層を積層することも可能である。

また、より高いレベルのバリア性が要求される場合は、無機化合物からなる無機化合物層３とガスバリア被膜層４とを交互に重ね２〜６階層程度まで積層するようにしてもよい。あるいは、ガスバリア積層フィルム５を複数枚重ねて積層しても良い。

以上、ガスバリア積層フィルムについて説明したが、本発明の太陽電池用バックシートは、図面からも分かるように、このガスバリア積層フィルムの両面に接着剤層を介して高分子フィルムが積層されている。

高分子フィルム７は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、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）、アクリルなどからなるフィルムであり、厚さは２５μｍ〜２００μｍ程度の範囲のものである。高分子フィルム７としては、ポリフッカビニル（ＰＶＦ）などのフッ素樹脂フィルムも使用できるが、上記のフィルムと比べて機械的強度も弱く、高価である。

高分子フィルム７の表面、またはガスバリア積層フィルム５の基材１の表面にさらに印刷層を設ければ、優れた意匠性を示し、他製品との差別化が可能になる。

一方、接着剤層６の構成材料としては、透明で、接着力が強いものであればよく、例えば、イソシアネート、熱、光などにより硬化するタイプの接着剤、あるいは粘着剤などが使用できる。以下本発明の太陽電池用バックシートを具体的な実施例を挙げて更に説明する。

まず、以下のようにしてガスバリア積層フィルムを作製した。

＜ガスバリア積層フィルム（Ｘ−１）の作製＞
まず、厚さ１２μｍの二軸延伸ＰＥＴフィルム（フタムラ（株）製、ＦＥ２００１）を基材とし、この一方の面にプラズマを利用したリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理を施した。この時、電極には周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い、処理ガスにはアルゴンを用いた。

続いて、プライマー層溶液（Ａ）を下記のようにして調製し、その薄膜を前記工程で前処理した基材処理面上に、バーコーターを用いて塗布し、しかる後にその薄膜を乾燥機で１２０℃、１分間の条件で乾燥し、厚さが０．２μｍのプライマー層を得た。

そして、このプライマー層上には、酸化ケイ素を電子ビーム方式により加熱させて真空蒸着方式により膜厚４００Åの酸化ケイ素蒸着層を形成した。そして、この酸化ケイ素蒸着層の上に、ポリビニルアルコール、テトラエトキシシラン、シランカップリング剤の組み合わせになるガスバリア被覆層溶液の薄膜を、バーコーターを用いて塗布し、しかる後に乾燥機にて１２０℃、１分間の条件で乾燥し、膜厚約０．３μｍのガスバリア被覆層をさらに積層させ、ガスバリア積層フィルム（Ｘ−１）を得た。

＜プライマー層溶液（Ａ）の調製＞
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が９重量部、ポリエステルポリオールが１重量部となるようにしてそれぞれを希釈溶媒（酢酸エチル）中に混合し、攪拌した。次に、この混合溶液にイソシアネート化合物としてＴＤＩをアクリルポリオールとポリエステルポリオールのＯＨ基に対しＮＣＯ基が等量となるように加え、さらに混合してから、希釈溶媒で希釈したものをプライマー層溶液（Ａ）とした。

＜ガスバリア積層フィルム（Ｘ−２）の作製＞
プライマー層溶液として下記のようにして調製したプライマー層溶液（Ｂ）を用いた以外は、ガスバリア積層フィルム（Ｘ−１）と同様の方法で、ガスバリア積層フィルム（Ｘ−２）を得た。

＜プライマー層溶液（Ｂ）の調製＞
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランと、テトラエトキシシランと、チタンキレートの酢酸エチル混合溶液に、この混合溶液１重量部に対し、アクリルポリオールが９重量部、ポリエステルポリオールが１重量部となるようにそれぞれ混合し、攪拌し、さらにイソシアネート化合物としてＴＤＩをアクリルポリオールとポリエステルポリオールのＯＨ基に対しＮＣＯ基が等量となるように加え、さらに混合してから酢酸エチルで希釈したものをプライマー層溶液（Ｂ）とした。

＜ガスバリア積層フィルム（Ｙ−１）の作製＞
二軸延伸ＰＥＴフィルムにはプラズマを利用したリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理を施さずにコロナ処理を施し、それ以外はガスバリア積層フィルム（Ｘ−１）の作製と同様の方法で、ガスバリア積層フィルム（Ｙ−１）を作製した。

＜ガスバリア積層フィルム（Ｙ−２）の作製＞
二軸延伸ＰＥＴフィルムにはプラズマを利用したリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理を施さずにコロナ処理を施し、かつプライマー層を設けなかった以外は、ガスバリア積層フィルム（Ｘ−１）の作製と同様の方法で、ガスバリア積層フィルム（Ｙ−２）を作製した。

続いて、上記のようにして作製した各積層フィルムの積層フィルムの両面に、ポリカーボネート系接着剤を用いて、ドライラミネートにより、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム（５０μｍ）を積層し、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム（５０μｍ）／積層フィルム／耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム（５０μｍ）の積層構成になる積層シートを作製した。

積層フィルム（Ｘ−１）を用いて作製した積層シートを実施例１に係る積層シート（太陽電池用バックシート）、積層フィルム（Ｘ−２）を用いて作製した積層シートを実施例２に係る積層シート（太陽電池用バックシート）、積層フィルム（Ｙ−１）を用いて作製した積層シートを比較例１に係る積層シート、積層フィルム（Ｙ−２）を用いて作製した積層シートを比較例２に係る積層シートとした。

そして、上記各積層シートを用いて、１０５℃、１００％ＲＨの条件にて、４８時間および９６時間のプレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）を行った。上記各積層シートの水蒸気バリア性の変化は、モダンコントロール社製のＰＥＲＭＡＴＲＡＮ３／３１を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２９ Ｂ法に準拠し、４０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で測定した。また、上記各積層シートにおける積層フィルムと耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムとの間のラミネート強度の変化は、オリエンテック社テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１２５０を用いて測定した（ＪＩＳ Ｚ１７０７準拠）。を測定した。結果を表１に示す。

表１から、ＰＥＴフィルムの表面に対してＲＩＥの前処理が施してある実施例１と実施例２に係る積層シート（太陽電池用バックシート）は、高温多湿の環境下でも、ＰＥＴフィルムとこの表面に積層したプライマー層との密着性低下が抑制され、なおかつ、水蒸気バリア性を維持できることがわかる。

１・・・基材
２・・・プライマー層
３・・・無機化合物層
４・・・ガスバリア被覆
５・・・ガスバリア積層フィルム
６・・・接着剤層
７・・・高分子フィルム
８・・・太陽電池用バックシート
９・・・ＲＩＥによる処理面

Claims (11)

1. ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材の少なくとも一方の面に、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による前処理が施されていて、このＲＩＥによる前処理面の上に、プライマー層と無機化合物層とガスバリア被覆層とがこの順序で積層されてなるガスバリア積層フィルムの両面に、接着剤層を介して高分子フィルムがさらに積層されていることを特徴とする太陽電池用バックシート。
2. 前記ＲＩＥによる前処理面は、アルゴン、窒素、酸素、水素、炭酸ガスのうちの１種類のガスまたはこれらの混合ガスを用いた１回以上のＲＩＥにより形成された処理面であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用バックシート。
3. 前記ＲＩＥによる前処理が、 プラズマの自己バイアス値を２００Ｖ以上２０００Ｖ以下とし、Ｅｄ値（プラズマ密度×処理時間）を１００Ｗ・ｓ・ｍ^２以上１００００Ｗ・ｓ・ｍ^２以下とする低温プラズマ処理であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池用バックシート。
4. 前記プライマー層が、シランカップリング剤あるいはその加水分解物と、ポリオールとイソシアネート化合物との複合物からな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用バックシート。
5. 前記シランカップリング剤あるいはその加水分解物が、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の少なくともどちらか一方と反応する官能基を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池用バックシート。
6. 前記複合物中に、一般式Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：金属元素、Ｒ：ＣＨ_３，Ｃ_２Ｈ_５などのアルキル基、ｎ：金属元素の酸化数）で表される金属アルコキシドあるいはこの金属アルコキシドの加水分解物が添加されていることを特徴とする請求項４または５に記載の太陽電池用バックシート。
7. 前記ガスバリア積層フィルムのプライマー層の厚さが０．０１〜１μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池用バックシート。
8. 前記ガスバリア積層フィルムの無機化合物層を構成する無機化合物が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化亜鉛あるいはそれらの混合物のいずれかであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池用バックシート。
9. 前記ガスバリア積層フィルムのガスバリア被覆層が、水溶性高分子化合物と金属アルコキシドおよびまたはその加水分解物およびまたはその重合物の少なくとも１種類以上とを含有するものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の太陽電池用バックシート。
10. 前記ガスバリア被覆層が、ポリビニルアルコールまたはエチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース、デンプンのうち少なくとも１種類以上の水溶性高分子化合物を含有するものであることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池用バックシート。
11. 前記ガスバリア被覆層中の金属アルコキシド中の金属が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒあるいはそれらの混合物のいずれかであることを特徴とする請求項６または９に記載の太陽電池用バックシート。

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