JP2010272762A - 太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法及び当該製造方法で製造された太陽電池モジュール用裏面保護シート - Google Patents
太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法及び当該製造方法で製造された太陽電池モジュール用裏面保護シート Download PDFInfo
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Abstract
【課題】無機酸化物が樹脂のシートに蒸着されたバリアフィルムからなる層を複数使用してバリア性を向上した場合であっても、層と層の間の気泡の量を低減することのできる太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法、及びそのような製造方法によって製造された太陽電池モジュール用裏面保護シートが提供すること。
【解決手段】本発明は、裏面に耐候性を有する耐候性樹脂層２を備える太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造方法であり、耐候性樹脂層２と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜（３２、４２、５２）を有する蒸着樹脂層（３、４、５）を少なくとも３層と、を順次ドライラミネート加工により積層し、蒸着樹脂層３、４、５は、それぞれ４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３〜０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、裏面に耐候性を有する耐候性樹脂層２を備える太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造方法であり、耐候性樹脂層２と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜（３２、４２、５２）を有する蒸着樹脂層（３、４、５）を少なくとも３層と、を順次ドライラミネート加工により積層し、蒸着樹脂層３、４、５は、それぞれ４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３〜０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする
【選択図】図１
Description
この発明は、太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法及び当該製造方法で製造された太陽電池モジュール用裏面保護シートに関する。
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、透明前面基板、充填材、太陽電池素子、充填材及び裏面保護シートが順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。
これらの構成部材のうち、裏面保護シートは、高い耐候性が要求されるとともに、太陽電池素子を水分や酸素等から保護するために、高い防湿性やガスバリア性を有することが求められている。このような観点から、従来、裏面保護シートとして、耐候性を有する基材に、アルミニウム箔等の金属箔を積層させた積層シートが使用されてきた。
しかし、金属箔は、導電性を有するので、裏面保護シートの端面における箇所や、裏面保護シート等を構成する樹脂シートの一部が損傷した場合において、太陽電池モジュール内部での短絡の原因になることがある。また、太陽電池モジュールの内部に導電性の金属箔が存在すると、太陽電池モジュール全体の耐圧性が低下するおそれもある。
このような背景から、例えば、特許文献１には、金属箔の代わりに、無機酸化物が樹脂のシートに蒸着されたバリアフィルムを使用した太陽電池モジュール用の裏面保護シートが提案されている。
ところで、樹脂等からなる多層構造を有する裏面保護シートを作製する場合、層間の剥離を防止するために、層と層との間の接着法としてドライラミネート加工を採用することが一般的である。ドライラミネート加工は、積層させようとする層と層との間の接着に、ウレタン系等の反応性の接着剤を使用する積層方法であり、層と層との間の強固な接着が得られる一方で、反応性接着剤が反応することに伴う二酸化炭素を主成分とする気泡が発生する。層と層との間に発生した気泡は、通常、樹脂シートからなる層の内部を透過して外部へ放出されるので、積層後に適切なエージング期間を設けることにより、層と層との間に発生した気泡は、自然に消滅する。
しかし、裏面保護シートのバリア性を向上させるために、無機酸化物が樹脂のシートに蒸着されたバリアフィルムを複数積層させた場合、層と層との間に発生した気泡がバリアフィルムからなる層を透過できずに、層と層との間、特に無機酸化物が蒸着されたバリア膜に面した層間に残留することがある。この場合、気泡の存在による応力の影響で、無機酸化物の蒸着膜からなるバリア膜に亀裂を生じ、バリア性能が低下する要因となる。そのため、このようなバリアフィルムからなる層を複数積層させて、裏面保護シートの防湿性やガスバリア性等を向上させることは困難である。
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、無機酸化物が樹脂のシートに蒸着されたバリアフィルムからなる層を複数使用してバリア性を向上した場合であっても、層と層の間の気泡の量を低減することのできる太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法、及びそのような製造方法によって製造された太陽電池モジュール用裏面保護シートを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有し、特定の水蒸気透過度を有する蒸着樹脂層を少なくとも３層連結するようにドライラミネート加工により積層させることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、（１）裏面に耐候性を有する耐候性樹脂層を備える太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法であって、前記耐候性樹脂層と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する蒸着樹脂層を少なくとも３層と、を順次ドライラミネート加工により積層し、前記蒸着樹脂層は、それぞれ４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３〜０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法である。
また本発明は、（２）前記蒸着樹脂層が第１蒸着樹脂層、第２蒸着樹脂層及び第３蒸着樹脂層の３層存在する（１）項記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法である。
また本発明は、（３）（１）項又は（２）項記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法により作製され、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．００１〜０．０５ｇ／ｍ２・ｄａｙである太陽電池モジュール用裏面保護シートである。
本発明によれば、無機酸化物が樹脂のシートに蒸着されたバリアフィルムからなる層を複数使用してバリア性を向上した場合であっても、層と層の間の気泡の量を低減することのできる太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法、及びそのような製造方法によって製造された太陽電池モジュール用裏面保護シートが提供される。
以下、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造方法の一実施態様について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法の一実施態様で製造される太陽電池モジュール用裏面保護シートを示す拡大断面図である。図２は、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法の一実施態様で製造された太陽電池モジュール用裏面保護シートが使用された太陽電池モジュールの一例を示す拡大断面図である。
まず、本実施態様の製造方法で製造される太陽電池モジュール用裏面保護シート１について簡単に説明する。本実施態様の製造方法で製造される太陽電池モジュール用裏面保護シート１は、裏面１ｂ側に耐候性を有する耐候性樹脂層２を備え、耐候性樹脂層２の表面に、第１蒸着樹脂層、第２蒸着樹脂層、第３蒸着樹脂層及びヒートシール樹脂層６が順に積層されたものである。すなわち、本実施態様の製造方法で製造される太陽電池モジュール用裏面保護シート１は、３層の蒸着樹脂層を有する。本実施態様において、これらの層は、ドライラミネート加工により積層される。以下、これらの層について説明した後に、本実施態様の製造方法の製造手順について説明する。
［耐候性樹脂層２］
本実施態様で使用される耐候性樹脂層２は、機械的あるいは化学的強度に優れ、具体的には、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、耐突き刺し性等の諸堅牢性に優れた樹脂シートである。このような樹脂シートとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、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等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等、各種の樹脂シートを使用することができる。これらの樹脂シートの中でも、特に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、フッ素系樹脂のＥＴＦＥ（四フッ化エチレン・エチレン共重合体）やＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のフィルム又はシートが好ましく使用される。中でも、例えば、特開２００８−３１１６８０号公報に記載されるような二軸延伸ポリエチレンテレフタレートのフィルム又はシートが特に好ましい。なお、本明細書では、これらの樹脂をシート状に加工したものの名称として樹脂シートという用語を使用するが、この用語は、樹脂フィルムも含む概念として使用される。
本実施態様で使用される耐候性樹脂層２は、機械的あるいは化学的強度に優れ、具体的には、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、耐突き刺し性等の諸堅牢性に優れた樹脂シートである。このような樹脂シートとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、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等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等、各種の樹脂シートを使用することができる。これらの樹脂シートの中でも、特に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、フッ素系樹脂のＥＴＦＥ（四フッ化エチレン・エチレン共重合体）やＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のフィルム又はシートが好ましく使用される。中でも、例えば、特開２００８−３１１６８０号公報に記載されるような二軸延伸ポリエチレンテレフタレートのフィルム又はシートが特に好ましい。なお、本明細書では、これらの樹脂をシート状に加工したものの名称として樹脂シートという用語を使用するが、この用語は、樹脂フィルムも含む概念として使用される。
本実施態様において、上記の各種の樹脂シートとしては、例えば、上記の各種の樹脂の１種又はそれ以上を使用し、押し出し法、キャスト成形法、Ｔダイ法、切削法、インフレーション法、その他の成膜化法を用いて成膜したものが挙げられる。本実施態様において、耐候性樹脂層２として使用される樹脂シートの厚さは、５〜２５０μｍが好ましく、１０〜１５０μｍがより好ましく、２０〜８０μｍが最も好ましい。樹脂シートの厚さが５μｍ以上であることにより、太陽電池モジュール用裏面保護シート１に十分な耐候性を付与することができ、樹脂シートの厚さが２５０μｍ以下であることにより、ラミネート加工時のフィルム搬送適性を付与することができる。
なお、上記の各種の樹脂を成膜するに際して、例えば、シートの加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性、抗酸化性、滑り性、離型性、難燃性、抗カビ性、電気的特性、強度等を改良、改質する目的で、種々のプラスチック配合剤や添加剤等を添加することができる。
また、樹脂シートは、二軸延伸加工されたものであることが好ましい。二軸延伸加工された樹脂を使用することにより、太陽電池モジュールの作製時や経時変化による樹脂シートの寸法の狂いを防止することができる。
［第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５］
本実施態様で第１蒸着樹脂層３として使用される蒸着樹脂層は、樹脂シート３１と金属酸化物の蒸着膜３２とからなる。同様に、本実施態様で第２蒸着樹脂層４として使用される蒸着樹脂層は、樹脂シート４１と金属酸化物の蒸着膜４２とからなる。また同様に、本実施態様で第３蒸着樹脂層５として使用される蒸着樹脂層は、樹脂シート５１と金属酸化物の蒸着膜５２とからなる。本実施態様における蒸着樹脂層（第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５を含む。以下、同様である。）は、樹脂シート（樹脂シート３１、樹脂シート４１及び樹脂シート５１を含む。以下、同様である。）の一方の表面に、金属酸化物の蒸着による蒸着膜（蒸着膜３２、蒸着膜４２及び蒸着膜５２を含む。以下、同様である。）が形成されたものである。樹脂シートの一方の表面に、このような蒸着膜が形成されることにより、そのシートにガスバリア性及び防湿性が付与される。したがって、本実施態様で製造される太陽電池モジュール用裏面保護シート１は、第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５を備えることにより、ガスバリア性及び防湿性が付与される。
本実施態様で第１蒸着樹脂層３として使用される蒸着樹脂層は、樹脂シート３１と金属酸化物の蒸着膜３２とからなる。同様に、本実施態様で第２蒸着樹脂層４として使用される蒸着樹脂層は、樹脂シート４１と金属酸化物の蒸着膜４２とからなる。また同様に、本実施態様で第３蒸着樹脂層５として使用される蒸着樹脂層は、樹脂シート５１と金属酸化物の蒸着膜５２とからなる。本実施態様における蒸着樹脂層（第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５を含む。以下、同様である。）は、樹脂シート（樹脂シート３１、樹脂シート４１及び樹脂シート５１を含む。以下、同様である。）の一方の表面に、金属酸化物の蒸着による蒸着膜（蒸着膜３２、蒸着膜４２及び蒸着膜５２を含む。以下、同様である。）が形成されたものである。樹脂シートの一方の表面に、このような蒸着膜が形成されることにより、そのシートにガスバリア性及び防湿性が付与される。したがって、本実施態様で製造される太陽電池モジュール用裏面保護シート１は、第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５を備えることにより、ガスバリア性及び防湿性が付与される。
第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５は、全てが同一のものであってもよいし、一部が同一のものであってもよいし、全てが異なるものであってもよい。次に、これらの蒸着樹脂層を構成する樹脂シート及び蒸着膜について説明する。
まず、蒸着樹脂層を構成する樹脂シートについて説明する。
樹脂シートを構成する樹脂としては、上記耐候性樹脂層２を構成する樹脂と同様のものを使用することができ、特に、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリル、フッ素系樹脂、ＣＰＯ（環状ポリオレフィン）、ＣＰＣ（環状ポリオレフィンコポリマー）、ＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）、ポリブチルテレフタレート、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ポリアミド、塩化ビニル系樹脂等が好ましく使用される。樹脂シートを構成する樹脂は、既に説明した成膜法により、樹脂シートに加工される。
樹脂シートを構成する樹脂としては、上記耐候性樹脂層２を構成する樹脂と同様のものを使用することができ、特に、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリル、フッ素系樹脂、ＣＰＯ（環状ポリオレフィン）、ＣＰＣ（環状ポリオレフィンコポリマー）、ＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）、ポリブチルテレフタレート、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ポリアミド、塩化ビニル系樹脂等が好ましく使用される。樹脂シートを構成する樹脂は、既に説明した成膜法により、樹脂シートに加工される。
蒸着樹脂層を構成する樹脂シートの厚さは、６〜１５０μｍが好ましく、９〜５０μｍであることがより好ましい。樹脂シートの厚さが６μｍ以上であることにより、寸法安定性や、蒸着時に必要な耐熱性を付与することができ、樹脂シートの厚さが１５０μｍ以下であることにより、加工時のフィルム搬送適性を付与することができる。
なお、樹脂シート３１、樹脂シート４１及び樹脂シート５１は、全てが同一の素材及び厚さのものであってもよいし、一部が同一の素材及び厚さのものであってもよいし、全てが異なる素材及び厚さのものであってもよい。
また、蒸着樹脂層を構成する樹脂シートは、二軸延伸加工されたものであることが好ましい。二軸延伸加工された樹脂シートを使用することにより、太陽電池モジュールの作製時や経時変化による樹脂シートの寸法の狂いを防止することができる。
次に、蒸着樹脂層を構成する蒸着膜について説明する。
蒸着膜は、金属酸化物の蒸着膜であり、蒸着樹脂層を構成する樹脂シート表面のうち一方の表面に形成される。すなわち、蒸着樹脂層を構成する樹脂シートには、片面のみ金属酸化物の蒸着膜が形成される。
蒸着膜は、金属酸化物の蒸着膜であり、蒸着樹脂層を構成する樹脂シート表面のうち一方の表面に形成される。すなわち、蒸着樹脂層を構成する樹脂シートには、片面のみ金属酸化物の蒸着膜が形成される。
蒸着樹脂層を構成する樹脂シートの表面に、金属酸化物の蒸着膜を形成する方法は、特に限定されず、公知の蒸着方法を特に制限なく使用することができる。このような蒸着方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンクラスタービーム法等の物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＰＶＤ法）や、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＶＤ法）が挙げられる。
蒸着膜としては、基本的に金属の酸化物を蒸着した薄膜であれば使用可能であり、例えば、珪素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）、スズ（Ｓｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）等の金属の酸化物の蒸着膜を使用することができる。これらの中でも、特に、珪素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属の酸化物の蒸着膜が好ましく使用される。
蒸着膜の厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜６０ｎｍであることがより好ましい。蒸着膜の厚さが５ｎｍ以上であることにより、十分なガスバリア性や防湿性が付与され、蒸着膜の厚さが１００ｎｍ以下であることにより、蒸着膜３２の割れやクラック発生の抑止ができる。
なお、蒸着膜３２、蒸着膜４２及び蒸着膜５２は、全てが同一の素材及び厚さのものであってもよいし、一部が同一の素材及び厚さのものであってもよいし、全てが異なる素材及び厚さのものであってもよい。
本実施態様で使用される蒸着樹脂層は、それぞれ４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３〜０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙである。第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５は、上記の範囲内の水蒸気透過度であれば、全てが同一の水蒸気透過度であってもよいし、一部が同一の水蒸気透過度であってもよいし、全てが異なる水蒸気透過度であってもよい。
本実施態様で使用される蒸着樹脂層の水蒸気透過度が上記の範囲内であることにより、ドライラミネート加工によって各蒸着樹脂層の間に気泡が発生しても、その気泡は、各蒸着樹脂層を通過することができ、ドライラミネート加工後のエージングの間に、太陽電池モジュール用裏面保護シート１の表面１ａや裏面１ｂから排出される。なお、水蒸気透過度は、蒸着樹脂層における水蒸気の透過速度を示すものだが、水蒸気透過度が大きな蒸着樹脂層は、ガス（気体）の透過速度も大きくなる傾向があるので、水蒸気透過度が上記範囲の蒸着樹脂層を使用することにより、ドライラミネート加工によって生じた気泡は、ドライラミネート加工後のエージング期間中に、蒸着樹脂層を透過して外部へ排出される。このような作用により、ドライラミネート加工で生じた気泡が各蒸着樹脂層の間に滞留することが抑制され、気泡の存在による応力の影響で蒸着膜に亀裂を生じることが抑制される。
ところで、水蒸気透過度が上記範囲である蒸着樹脂層を１層又は２層使用して太陽電池モジュール用裏面保護シートを作製した場合、その太陽電池モジュール用裏面保護シートのガスバリア性や防湿性は十分なものとはならない。そこで、本実施態様では、水蒸気透過度が上記範囲である蒸着樹脂層を３層積層することにより、太陽電池モジュール用裏面保護シート１の十分なガスバリア性や防湿性を確保する。もちろん、水蒸気透過速度が上記範囲よりも小さな蒸着樹脂層を使用すれば、蒸着樹脂層を１層又は２層積層するだけで、太陽電池モジュール用裏面保護シートのガスバリア性や防湿性は十分確保される。しかしその場合、蒸着樹脂層のガスの透過速度が小さすぎるため、ドライラミネート加工によって生じた気泡は、蒸着樹脂層を透過することができずに各蒸着樹脂層の間に滞留することになり、気泡の存在による応力の影響で蒸着膜に亀裂を生じる原因となる。
つまり、本発明は、ドライラミネート加工で生じた気泡を透過することのできる程度のガスバリア性を有する蒸着樹脂層を使用することにより、ドライラミネート加工で生じた気泡の排出性を確保しつつ、このような蒸着樹脂層を３層以上積層させることにより、十分なガスバリア性や防湿性等を太陽電池モジュール用裏面保護シートに付与するものである。
既に述べたように、本実施態様で使用される蒸着樹脂層は、それぞれ４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３〜０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙである。蒸着樹脂層の４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上であることにより、太陽電池モジュール用裏面保護シート１に十分なガスバリア性や防湿性等を付与することができ、蒸着樹脂層の４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることにより、ドライラミネート加工によって生じた気泡をドライラミネート加工のエージング期間中に太陽電池用裏面保護シート１から十分に排出させることができる。蒸着樹脂層の４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度は、０．０５〜０．４ｇ／ｍ２・ｄａｙであることが好ましく、０．１〜０．３ｇ／ｍ２・ｄａｙであることがより好ましい。
なお、ここでいう蒸着樹脂層の水蒸気透過度とは、蒸着樹脂層１層あたりの水蒸気透過度を意味する。また、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度は、ＪＩＳ７１２９Ｂで規定される測定方法で測定した場合の水蒸気透過度である。測定は、モコン社製のＰＥＲＭＡＴＲＡＮを使用した。
第１蒸着樹脂層３の蒸着膜３２が設けられた面、第２蒸着樹脂層４の蒸着膜４２が設けられた面、及び第３蒸着樹脂層５の蒸着膜５２が設けられた面の配向は、任意に決定すればよいが、後述するように、蒸着膜にドライラミネート加工の接着剤を塗布するとバリア性が低下し易いので、蒸着膜同士が対向するように積層することは好ましくない。このため、これらの面の配向としては、図１に示すように、蒸着膜が樹脂シートと対向するように積層することが好ましい。
［ヒートシール樹脂層６］
本発明に必須ではないが、本実施態様で使用されるヒートシール樹脂層６は、太陽電池モジュール用裏面保護シート１を、太陽電池モジュール１０の第１充填材１１に熱融着させるために使用される。すなわち、太陽電池モジュール１０の第１充填材１１と太陽電池モジュール用裏面保護シート１とを重ねて加熱することにより、ヒートシール樹脂層６が溶融し、その後放冷することにより、第１充填材１１と太陽電池モジュール用裏面保護シート１とが接合される。
本発明に必須ではないが、本実施態様で使用されるヒートシール樹脂層６は、太陽電池モジュール用裏面保護シート１を、太陽電池モジュール１０の第１充填材１１に熱融着させるために使用される。すなわち、太陽電池モジュール１０の第１充填材１１と太陽電池モジュール用裏面保護シート１とを重ねて加熱することにより、ヒートシール樹脂層６が溶融し、その後放冷することにより、第１充填材１１と太陽電池モジュール用裏面保護シート１とが接合される。
このため、ヒートシール樹脂層６を構成する樹脂は、耐候性樹脂層２、第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５を構成する樹脂よりも、軟化点が低いものが使用される。このような樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等が例示される。
［本実施態様の太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造手順］
次に、本実施態様の太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造方法における製造手順について説明する。本実施態様における製造方法では、上記で説明した耐候性樹脂層２、第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４、第３蒸着樹脂層５及びヒートシール樹脂層６をドライラミネート加工により積層する。
次に、本実施態様の太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造方法における製造手順について説明する。本実施態様における製造方法では、上記で説明した耐候性樹脂層２、第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４、第３蒸着樹脂層５及びヒートシール樹脂層６をドライラミネート加工により積層する。
ここで使用されるドライラミネート加工の方法は、公知の方法を特に制限なく使用することができる。なお、蒸着膜に接着剤を塗布するとバリア性が低下し易いので、蒸着膜同士が対向するように積層することは好ましくない。このため、図１に示すように、蒸着膜が樹脂シートと対向するように積層することが好ましい。
［太陽電池モジュール］
次に、本実施態様で作製された太陽電池モジュール用裏面保護シート１が使用される太陽電池モジュール１０の一例について、図２を参照しながら説明する。
太陽電池モジュール１０は、図２に示すように、太陽電池モジュール１０の裏面１０ｂ側から、太陽電池モジュール用裏面保護シート１、第１充填材１１、太陽電池素子１２、第２充填材１３及び透明前面基板１４の順に積層されて構成される。太陽電池モジュール用裏面保護シート１は、その表面１ａが第１充填材１１に接合される。したがって、太陽電池モジュール１０の裏面１０ｂと、太陽電池モジュール用裏面保護シート１の裏面１ｂとは一致する。
次に、本実施態様で作製された太陽電池モジュール用裏面保護シート１が使用される太陽電池モジュール１０の一例について、図２を参照しながら説明する。
太陽電池モジュール１０は、図２に示すように、太陽電池モジュール１０の裏面１０ｂ側から、太陽電池モジュール用裏面保護シート１、第１充填材１１、太陽電池素子１２、第２充填材１３及び透明前面基板１４の順に積層されて構成される。太陽電池モジュール用裏面保護シート１は、その表面１ａが第１充填材１１に接合される。したがって、太陽電池モジュール１０の裏面１０ｂと、太陽電池モジュール用裏面保護シート１の裏面１ｂとは一致する。
太陽電池モジュール１０は、例えば、上記の各層を形成する部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の各層を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。
また、太陽電池モジュール１０は、通常の熱可塑性樹脂において通常用いられる成形法、例えば、Ｔダイ押出成形等により、太陽電池素子１２の表面側及び裏面側のそれぞれに、第１充填材１１及び第２充填材１３を溶融積層して、太陽電池素子１２を第１充填材１１及び第２充填材１３でサンドし、次いで、透明前面基板１４及び太陽電池モジュール用裏面保護シート１を順次積層し、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方法で製造してもよい。
本実施態様の太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造方法によれば、以下の効果が奏される。
本実施態様の太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造方法は、耐候性樹脂層２と一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する蒸着樹脂層を３層（第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５）とを、順次ドライラミネート加工により積層するものであり、かつ、３層の蒸着樹脂層は、それぞれ４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３〜０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする。そのため、ドライラミネート加工で生じた蒸着樹脂層間における気泡の排出性を確保しつつ、太陽電池モジュール用裏面保護シート１のガスバリア性や防湿性を確保することができる。
本実施態様の太陽電池モジュール用裏面保護シート１の製造方法は、耐候性樹脂層２と一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する蒸着樹脂層を３層（第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５）とを、順次ドライラミネート加工により積層するものであり、かつ、３層の蒸着樹脂層は、それぞれ４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３〜０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする。そのため、ドライラミネート加工で生じた蒸着樹脂層間における気泡の排出性を確保しつつ、太陽電池モジュール用裏面保護シート１のガスバリア性や防湿性を確保することができる。
上記本発明の製造方法の一実施態様で製造された太陽電池モジュール用裏面保護シート１も本発明の一つである。本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１は、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．００１〜０．０５ｇ／ｍ２・ｄａｙである。このような太陽電池モジュール用裏面保護シート１を太陽電池モジュール用として使用することにより、太陽電池モジュール１０のガスバリア性や防湿性等が向上し、太陽電池素子１２等といった太陽電池モジュール１０の構成部品の性能が維持される。
＜変形例＞
以上、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法について、実施態様を示して具体的に説明したが、本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、本発明の構成の範囲内において適宜変更を加えて実施することができる。
以上、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法について、実施態様を示して具体的に説明したが、本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、本発明の構成の範囲内において適宜変更を加えて実施することができる。
例えば、上記実施態様では、蒸着樹脂層として第１蒸着樹脂層３、第２蒸着樹脂層４及び第３蒸着樹脂層５の合計３層を有する太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法だったが、４層、５層、６層、７層、又はそれ以上の蒸着樹脂層を有してもよい。
また、上記実施態様では、太陽電池モジュール用裏面保護シート１を太陽電池モジュール１０の第１充填材１１に接合させるためにヒートシール樹脂層６が設けられたが、ヒートシール樹脂層６を設けなくてもよい。この場合、太陽電池モジュール用裏面保護シート１は、太陽電池モジュール１０の第１充填材１１に他の手段により接合される。
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
［太陽電池モジュール用裏面保護シートの作製］
［実施例１］
耐候性樹脂シートとして厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）シート（東レ株式会社製、製品名Ｘ１０ｓ）を使用し、この耐候性樹脂シートの表面に、蒸着樹脂層として、膜厚３０ｎｍのシリカがＰＶＤ法により蒸着された厚さ１２μｍ、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．２ｇ／ｍ２・ｄａｙであるＰＥＴ樹脂シート（三菱樹脂株式会社製、製品名テックバリアーＬ）を３層積層し、耐候性樹脂シート、３層の蒸着樹脂層及び厚さ６０μｍのポリエチレン系樹脂からなるヒートシール樹脂層をドライラミネート加工により接合し、２５℃で３日間＋４５℃で７日間＋３６℃で１４日間エージングすることにより、実施例１の太陽電池モジュール用裏面保護シートを得た。なお、第１蒸着樹脂層、第２蒸着樹脂層及び第３蒸着樹脂層は、それぞれ片面にのみ蒸着膜が設けられており、これらの蒸着膜は、いずれも太陽電池モジュール用裏面保護シートの耐候性樹脂シート側に向けて配置した。
［実施例１］
耐候性樹脂シートとして厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）シート（東レ株式会社製、製品名Ｘ１０ｓ）を使用し、この耐候性樹脂シートの表面に、蒸着樹脂層として、膜厚３０ｎｍのシリカがＰＶＤ法により蒸着された厚さ１２μｍ、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．２ｇ／ｍ２・ｄａｙであるＰＥＴ樹脂シート（三菱樹脂株式会社製、製品名テックバリアーＬ）を３層積層し、耐候性樹脂シート、３層の蒸着樹脂層及び厚さ６０μｍのポリエチレン系樹脂からなるヒートシール樹脂層をドライラミネート加工により接合し、２５℃で３日間＋４５℃で７日間＋３６℃で１４日間エージングすることにより、実施例１の太陽電池モジュール用裏面保護シートを得た。なお、第１蒸着樹脂層、第２蒸着樹脂層及び第３蒸着樹脂層は、それぞれ片面にのみ蒸着膜が設けられており、これらの蒸着膜は、いずれも太陽電池モジュール用裏面保護シートの耐候性樹脂シート側に向けて配置した。
なお、ドライラミネート加工は、以下の手順で行った。
まず、ポリエステルポリウレタンを主成分とする接着剤（三井化学株式会社製）に硬化剤（三井化学株式会社製）を混合し、接着性混合液を調製した。次いで、第１蒸着樹脂層と対向する耐候性樹脂シートにグラビアロールコート法により、上記接着性混合液を１ｍ２あたり４．０〜６．０ｇ／ｍ２（乾燥状態）になるようにコーティングして接着剤層を形成した。その後、この接着剤層に、第１蒸着樹脂層を重ね合わせ、上記耐候性樹脂シートと第１蒸着樹脂層を積層させた。第１蒸着樹脂層と第２蒸着樹脂層との間も、第１蒸着樹脂層側に接着性混合液を塗布して同様に積層させ、第２蒸着樹脂層と第３蒸着樹脂層との間も、第２蒸着樹脂層側に接着性混合液を塗布して同様に積層させ、第３蒸着樹脂層とヒートシール樹脂層との間も、第３蒸着樹脂層側に接着性混合液を塗布して同様に積層させた。
まず、ポリエステルポリウレタンを主成分とする接着剤（三井化学株式会社製）に硬化剤（三井化学株式会社製）を混合し、接着性混合液を調製した。次いで、第１蒸着樹脂層と対向する耐候性樹脂シートにグラビアロールコート法により、上記接着性混合液を１ｍ２あたり４．０〜６．０ｇ／ｍ２（乾燥状態）になるようにコーティングして接着剤層を形成した。その後、この接着剤層に、第１蒸着樹脂層を重ね合わせ、上記耐候性樹脂シートと第１蒸着樹脂層を積層させた。第１蒸着樹脂層と第２蒸着樹脂層との間も、第１蒸着樹脂層側に接着性混合液を塗布して同様に積層させ、第２蒸着樹脂層と第３蒸着樹脂層との間も、第２蒸着樹脂層側に接着性混合液を塗布して同様に積層させ、第３蒸着樹脂層とヒートシール樹脂層との間も、第３蒸着樹脂層側に接着性混合液を塗布して同様に積層させた。
［比較例１］
蒸着樹脂層として、膜厚１００ｎｍのシリカがＰＶＤ法により蒸着された厚さ１２μｍ、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０２ｇ／ｍ２・ｄａｙである２軸延伸ＰＥＴ樹脂シートを使用したこと以外は、実施例１と同様の手順にて、比較例１の太陽電池モジュール用裏面保護シートを得た。
蒸着樹脂層として、膜厚１００ｎｍのシリカがＰＶＤ法により蒸着された厚さ１２μｍ、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０２ｇ／ｍ２・ｄａｙである２軸延伸ＰＥＴ樹脂シートを使用したこと以外は、実施例１と同様の手順にて、比較例１の太陽電池モジュール用裏面保護シートを得た。
［比較例２］
蒸着樹脂層を積層せず、代わりに、蒸着膜が形成されていない２軸延伸ＰＥＴ樹脂シートを３層積層し、耐候性樹脂シート及び３層のＰＥＴ樹脂シートをドライラミネート加工により接合したこと以外は、実施例１と同様の手順にて比較例２の太陽電池モジュール用裏面保護シートを得た。
蒸着樹脂層を積層せず、代わりに、蒸着膜が形成されていない２軸延伸ＰＥＴ樹脂シートを３層積層し、耐候性樹脂シート及び３層のＰＥＴ樹脂シートをドライラミネート加工により接合したこと以外は、実施例１と同様の手順にて比較例２の太陽電池モジュール用裏面保護シートを得た。
［水蒸気バリア性能の測定及び評価］
実施例１並びに比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートの防湿性を評価するために、水蒸気バリア性能を測定した。測定は、モコン株式会社製のＰＥＲＭＡＴＲＡＮを使用し、ＪＩＳ７１２９Ｂに準じて行なった。なお、水蒸気バリア性能は、実施例１並びに比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートを作製し、上記所定のエージング期間を経た後の数値である初期のバリア性能を測定した。測定により得られた実施例１並びに比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートの水蒸気バリア性能（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）を表１に示す。
実施例１並びに比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートの防湿性を評価するために、水蒸気バリア性能を測定した。測定は、モコン株式会社製のＰＥＲＭＡＴＲＡＮを使用し、ＪＩＳ７１２９Ｂに準じて行なった。なお、水蒸気バリア性能は、実施例１並びに比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートを作製し、上記所定のエージング期間を経た後の数値である初期のバリア性能を測定した。測定により得られた実施例１並びに比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートの水蒸気バリア性能（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）を表１に示す。
［気泡発生状況］
ドライラミネート加工後のエージングが完了した実施例１並びに比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートの内部における気泡の発生状況を目視で観察し、評価した。評価結果を表１に示す。なお、評価基準は以下の通りである。
○ 太陽電池モジュール用裏面保護シートの内部に気泡が観察されない
△ 太陽電池モジュール用裏面保護シートの内部に気泡が１ｃｍ２あたり１個〜５個観察された
× 太陽電池モジュール用裏面保護シートの内部に気泡が１ｃｍ２あたり６個以上観察された
ドライラミネート加工後のエージングが完了した実施例１並びに比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートの内部における気泡の発生状況を目視で観察し、評価した。評価結果を表１に示す。なお、評価基準は以下の通りである。
○ 太陽電池モジュール用裏面保護シートの内部に気泡が観察されない
△ 太陽電池モジュール用裏面保護シートの内部に気泡が１ｃｍ２あたり１個〜５個観察された
× 太陽電池モジュール用裏面保護シートの内部に気泡が１ｃｍ２あたり６個以上観察された
表１から明らかなように、実施例１の太陽電池用裏面保護シートは、水蒸気バリア性能及び気泡の発生状況が良好であることがわかる。つまり、無機酸化物が樹脂のシートに蒸着されたバリアフィルムからなる層を複数使用してバリア性を向上した場合であっても、層と層の間の気泡の量を低減できることがわかる。これに対して、比較例１及び２の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、水蒸気バリア性能又は気泡発生状況のいずれかが不良であるので、これらの性能を両立することのできる実施例１の太陽電池用裏面保護シートの優位性が理解される。
１ 太陽電池モジュール用裏面保護シート
２ 耐熱性樹脂層
３ 第１蒸着樹脂層
３２ 蒸着膜
４ 第２蒸着樹脂層
４２ 蒸着膜
５ 第３蒸着樹脂層
５２ 蒸着膜
６ ヒートシール樹脂層
２ 耐熱性樹脂層
３ 第１蒸着樹脂層
３２ 蒸着膜
４ 第２蒸着樹脂層
４２ 蒸着膜
５ 第３蒸着樹脂層
５２ 蒸着膜
６ ヒートシール樹脂層
Claims (3)
- 裏面に耐候性を有する耐候性樹脂層を備える太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法であって、
前記耐候性樹脂層と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する蒸着樹脂層を少なくとも３層と、を順次ドライラミネート加工により積層し、
前記蒸着樹脂層は、それぞれ４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．０３〜０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法。 - 前記蒸着樹脂層が第１蒸着樹脂層、第２蒸着樹脂層及び第３蒸着樹脂層の３層存在する請求項１記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法。
- 請求項１又は２記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法により作製され、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が０．００１〜０．０５ｇ／ｍ２・ｄａｙである太陽電池モジュール用裏面保護シート。
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| JP2007331187A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Toppan Printing Co Ltd | 太陽電池用バックシート及び太陽電池モジュール |
| JP2008108879A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Toppan Printing Co Ltd | 太陽電池モジュール用のバックシート及び該バックシートを用いた太陽電池モジュール |
-
2009
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