JP2010283316A - 太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】
電気絶縁性、耐候性、防湿性、機械的強度などの優れた太陽電池用保護シートを作るためには、各機能を担う材料を複合/積層する必要があるが、各層を接合する接合層の特性によって該シートの特性が左右される。このため各層に対する接着性、耐湿熱性、耐熱性、耐候性、電気絶縁性などの優れた接合層を形成することによって優れた太陽電池用保護シートを製造することが課題である。
【解決手段】
ポリエステル樹脂層又はポリカーボネート樹脂層を主たる電気絶縁層とし、防湿層又は/及び耐候層を積層して太陽電池用保護シートを作成するに際し、各層を接合する接合層に、特定のポリエステル樹脂と架橋剤を特定の比率で反応させたゲル分率30重量%以上の樹脂層を使用することによって、優れた太陽電池用保護シートを製造する。
電気絶縁性、耐候性、防湿性、機械的強度などの優れた太陽電池用保護シートを作るためには、各機能を担う材料を複合/積層する必要があるが、各層を接合する接合層の特性によって該シートの特性が左右される。このため各層に対する接着性、耐湿熱性、耐熱性、耐候性、電気絶縁性などの優れた接合層を形成することによって優れた太陽電池用保護シートを製造することが課題である。
【解決手段】
ポリエステル樹脂層又はポリカーボネート樹脂層を主たる電気絶縁層とし、防湿層又は/及び耐候層を積層して太陽電池用保護シートを作成するに際し、各層を接合する接合層に、特定のポリエステル樹脂と架橋剤を特定の比率で反応させたゲル分率30重量%以上の樹脂層を使用することによって、優れた太陽電池用保護シートを製造する。
Description
本発明は優れた強度、電気絶縁性、耐候性、防湿性、耐湿熱性を併せ持つ太陽電池用保護シートとして特に適した積層材料を提供するものであり、かつ該太陽電池用保護シートを用いることにより高度の耐久寿命を実現する太陽電池モジュールを提供するものである。
近年、太陽電池は、地球環境問題、化石エネルギーの枯渇問題の両面から、再生可能なクリーンエネルギーの1つとして注目されている。太陽光のエネルギーを直接電気に換える半導体からなる太陽電池素子を数個〜数十個、直列、並列に配線し、樹脂で封止されている。さらに、長期間に亘って素子を保護するために種々の部材を用いてパッケージ化し、ユニット(太陽電池モジュール)を構成している。太陽電池モジュールは、一般的には太陽光を取り入れる面をガラス板や透明プラスチックシートなどで覆い、熱可塑性樹脂からなる充填材で間隙を埋め、裏面をプラスチックシートで保護している。太陽電池モジュールは、屋外で何十年も使用される屋外設置型の電気機器であり、モジュールの構成材料には力学的強度、電気絶縁性、耐候性、防湿性、耐熱性が短期間の加工時から長期間に亘る使用時に要求される。単一のプラスチックシートでこれらの機能を同時に満足することは困難で、各機能を分担する複数の材料を、接合層を介して積層して用いられる。従来、この接合層に用いる材料として各種の樹脂が提案されている。例えば、特許文献1には、二液反応型ポリウレタン系樹脂が、特許文献2には、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂が接着剤として、特許文献3には、エポキシ系樹脂又はオキサゾリン基含有ポリマーを含むポリマーを含有する易接着層が提案されている。一方、特許文献2の中で、ポリエステルを主剤とするウレタン系接着剤は、使用中に加水分解されてデラミネーションが発生し易く10年以上の長期使用に耐えられないとう問題点が指摘されている。
特開2008−130647公報 特開2008−140866公報 特開2006−253565公報 この様に太陽電池用保護シートに使用される接着剤は多く提案されているものの要求特性を全て満足する接着層は未だ見出されていないのが現状であり、従ってそれを含む太陽電池用保護シートおよび該シートを使用する太陽電池モジュールも満足すべきものが無いのが現状である。
上記の観点から、要求特性を満たした太陽電池用保護シート及びそれを用いる太陽電池モジュールを提供することが課題であり、特に該シートを構成する接合層に起因する課題、即ち接着性、耐湿熱性、耐熱性を付与することが、本発明が解決しようとする主たる課題である。
上記の課題を解決するための手段は、
(1)ポリエステル系樹脂層又はポリカーボネート系樹脂層を主たる電気絶縁層とし、防湿層及び/又は耐候層を、接合層を介して積層して得られる太陽電池用保護シートにおいて、該接合層が、芳香族ジカルボン酸成分50モル%以上と他のジカルボン酸成分50モル%未満を含む酸成分および炭素数3個以上のアルキレングリコール成分25モル%以上と他のグリコール成分75モル%未満を含むグリコール成分からなる共重合ポリエステル樹脂であって、比重が1.15〜1.30であり、極限粘度が0.2〜1.2である共重合ポリエステル樹脂100重量部に対して架橋剤30重量部未満を反応させて得られる、ゲル分率が30重量%以上の樹脂層であることを特徴とする太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール、
(2)前記(1)記載の接合層を形成する樹脂層において、架橋剤が多官能イソシアネート化合物及び/又はポリカルボジイミド化合物であることを特徴とする前記(1)の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール、
(3)前記(1)記載の主たる電気絶縁層が、リン化合物および無機水酸化物を含有する難燃性ポリエステルフィルムであることを特徴とする前記(1)の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール、
(4)前記(1)記載の耐候層が、フッ素系樹脂及び/又はアクリル系樹脂から主としてなる層であることを特徴とする前記(1)の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール、
(5)前記(1)記載の防湿層が金属アルミニウム又は無機酸化物からなる層であることを特徴とする前記(1)の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール である。
(1)ポリエステル系樹脂層又はポリカーボネート系樹脂層を主たる電気絶縁層とし、防湿層及び/又は耐候層を、接合層を介して積層して得られる太陽電池用保護シートにおいて、該接合層が、芳香族ジカルボン酸成分50モル%以上と他のジカルボン酸成分50モル%未満を含む酸成分および炭素数3個以上のアルキレングリコール成分25モル%以上と他のグリコール成分75モル%未満を含むグリコール成分からなる共重合ポリエステル樹脂であって、比重が1.15〜1.30であり、極限粘度が0.2〜1.2である共重合ポリエステル樹脂100重量部に対して架橋剤30重量部未満を反応させて得られる、ゲル分率が30重量%以上の樹脂層であることを特徴とする太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール、
(2)前記(1)記載の接合層を形成する樹脂層において、架橋剤が多官能イソシアネート化合物及び/又はポリカルボジイミド化合物であることを特徴とする前記(1)の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール、
(3)前記(1)記載の主たる電気絶縁層が、リン化合物および無機水酸化物を含有する難燃性ポリエステルフィルムであることを特徴とする前記(1)の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール、
(4)前記(1)記載の耐候層が、フッ素系樹脂及び/又はアクリル系樹脂から主としてなる層であることを特徴とする前記(1)の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール、
(5)前記(1)記載の防湿層が金属アルミニウム又は無機酸化物からなる層であることを特徴とする前記(1)の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール である。
ポリエステル樹脂層又はポリカーボネート樹脂層を主たる電気絶縁層とし、防湿層又は/及び耐候層を積層して得られる太陽電池用保護シートにおいて、各層を接合する接合層に、特定のポリエステル樹脂と架橋剤を特定の比率で反応させたゲル分率30重量%以上の樹脂層を使用することによって、層間接着性、耐湿熱性、耐熱性の優れた太陽電池用保護シートを提供できた。又、該保護シートを使用して、耐久性の優れた太陽電池モジュールを提供できた。
本発明の内容を更に詳しく説明する。本発明において主たる電気絶縁層はポリエステル系樹脂フィルム又はポリカーボネート系樹脂フィルムである。ポリエステル系樹脂とは、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸成分と炭素数2〜4のグリコールや芳香族ジオール成分からなる熱可塑性ポリエステル樹脂を指す。具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、テレフタル酸、イソフタル酸とビスフェノールAの共重合ポリエステル、ポリフェニルオキシフタレートやその芳香族ジオールおよび芳香族ジカルボン酸との共重合ポリエステル等を挙げることができる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレートである。これらのポリエステル樹脂は通常溶融押し出し法により、フィルム化できる。さらに縦方向、横方向に2倍〜4倍延伸し、更に高温で熱固定し、機械的強度や熱寸法安定性を向上させる。フィルムの厚さは通常12〜350μm、好ましくは50〜250μmである。耐絶縁破壊性や防湿性の観点から100〜250μmが特に好ましい。又、カルボキシル基を封鎖した耐加水分解性の改良されたポリエステルフィルム、紫外線吸収剤や顔料を混合したポリエステルフィルム、紫外線吸収剤や顔料を含む塗料を表面に塗工したポリエステルフィルムなども使用できる。
更に、保護シートの重量の中で占めるポリエステルフィルムの割合が大きく、保護シートを難燃化するにはポリエステルフィルムの難燃化が必要である。ポリエステルの難燃化は難燃性単量体を共重合する方法、難燃剤をポリエステルに混合する方法のいずれでも良い。特に難燃剤としてリン化合物と無機化合物、例えば水酸化アルミニウムを溶融混合し、通常の方法で製膜するのが好ましい。
ポリカーボネート系樹脂とは、ビスフェノール成分と炭酸成分から主としてなるポリカーボネート樹脂である。
更に、保護シートの重量の中で占めるポリエステルフィルムの割合が大きく、保護シートを難燃化するにはポリエステルフィルムの難燃化が必要である。ポリエステルの難燃化は難燃性単量体を共重合する方法、難燃剤をポリエステルに混合する方法のいずれでも良い。特に難燃剤としてリン化合物と無機化合物、例えば水酸化アルミニウムを溶融混合し、通常の方法で製膜するのが好ましい。
ポリカーボネート系樹脂とは、ビスフェノール成分と炭酸成分から主としてなるポリカーボネート樹脂である。
本発明の太陽電池用保護シートにおいては、電気絶縁層に防湿層及び/又は耐候層を積層する。防湿層として、ケイ素又は/およびアルミニウムなどの金属酸化物、あるいはアルミニウムなどの金属の薄膜やアルミニウム箔などの金属箔を用いることができる。好ましくはケイ素又は/およびアルミニウムなどの金属酸化物の蒸着膜又はアルミニウム箔である。該蒸着膜の厚さは通常10〜300nm、金属箔の厚さは通常5〜25μmである。金属酸化物や金属の蒸着は前記のポリエステル系樹脂フィルムやポリカーボネート系樹脂フィルムに本発明の接合層を介して直接蒸着することが出来るが、別に薄いプラスチックフィルムに蒸着した防湿層を作り、これを本発明の接合層を介して前記のポリエステルフィルムやポリカーボネートフィルムに積層することもできる。金属箔の場合も同様に前記のポリエステル系フィルムに本発明の接合層を介して直接積層することも、又あらかじめ薄いプラスチックフィルムに金属箔を積層した防湿層を作りそれを前記のポリエステル系フィルムやポリカーボネートフィルムに本発明の接合層を介して積層することもできる。
耐候層として、フッ素系樹脂又は/及びアクリル系樹脂からなるフィルム又は塗膜を挙げることができる。フッ素系樹脂及びアクリル系樹脂は夫々単独で用いることができるが、フッ素系樹脂成分とアクリル系樹脂成分は共重合されていても、混合又はアロイ化されていても、又積層されていてもよい。フッ素系樹脂として、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ETFE(テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体)、FEP(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)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレ)、PFA(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)、PVF(ポリフッ化ビニル)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)などを挙げることができる。アクリル系樹脂としてポリメチルメタクリレートおよびメチルメタクリレートとその他のアクリルモノマーとの共重合樹脂を挙げることができる。
特にPVF,PVDF,ETFEなどのフィルム、テトラフルオロエチレン/イソブチレン/ヒドロキシブチルビニルエーテル/その他の単量体の共重合体、テトラフルオロエチレン/フッ化ビニリデン/ヒドロキシブチルビニルエーテル/その他の単量体の共重合体、クロロトリフルオロエチレン/ヒドロキシブチルビニルエーテル/その他の単量体の共重合体、フッ化ビニリデン/ヒドロキシブチルビニルエーテル/その他の単量体との共重合体などの硬化性官能基含有フッ素系ポリマーと多官能イソシアネートなどの硬化剤との反応物からなる塗料が好ましい。
これらのフッ素系樹脂フィルム又は塗膜の中に各種顔料や紫外線吸収剤などが含まれていてもよい。
特にPVF,PVDF,ETFEなどのフィルム、テトラフルオロエチレン/イソブチレン/ヒドロキシブチルビニルエーテル/その他の単量体の共重合体、テトラフルオロエチレン/フッ化ビニリデン/ヒドロキシブチルビニルエーテル/その他の単量体の共重合体、クロロトリフルオロエチレン/ヒドロキシブチルビニルエーテル/その他の単量体の共重合体、フッ化ビニリデン/ヒドロキシブチルビニルエーテル/その他の単量体との共重合体などの硬化性官能基含有フッ素系ポリマーと多官能イソシアネートなどの硬化剤との反応物からなる塗料が好ましい。
これらのフッ素系樹脂フィルム又は塗膜の中に各種顔料や紫外線吸収剤などが含まれていてもよい。
次に本発明の接合層について説明する。接合層とは本発明の保護シートを形成する電気絶縁性、防湿性、耐候性などを主として分担する機能層と機能層の間に介在してそれら機能層を接合する層であって、接着剤層、プライマー層、アンカー層、接着促進層などを指す。
電気絶縁層として、その優れた電気絶縁性、耐熱性からポリエステル系樹脂のフィルムやポリカーボネート系樹脂のフィルムを用い、耐候性フィルムとしてフッ素系のフィルムを用い、防湿層として金属や金属酸化物を用いる場合、これらの材料に対して接着性の良い材料であって、同時に太陽電池モジュール部材に要求される前記の諸機能、特に耐湿熱性、耐熱性を兼ね備えた接合層を見出したのである。
電気絶縁層として、その優れた電気絶縁性、耐熱性からポリエステル系樹脂のフィルムやポリカーボネート系樹脂のフィルムを用い、耐候性フィルムとしてフッ素系のフィルムを用い、防湿層として金属や金属酸化物を用いる場合、これらの材料に対して接着性の良い材料であって、同時に太陽電池モジュール部材に要求される前記の諸機能、特に耐湿熱性、耐熱性を兼ね備えた接合層を見出したのである。
本発明の接合層は、芳香族ジカルボン酸成分50モル%以上と他のジカルボン酸成分50モル%未満を含む酸成分および炭素数3個以上のアルキレングリコール成分25モル%以上と他のグリコール成分75モル%未満を含むグリコール成分からなる共重合ポリエステル樹脂であって、比重が1.15〜1.30であり、極限粘度が0.2〜1.2である共重合ポリエステル樹脂100重量部に対して架橋剤30重量部未満を反応させて得られる、ゲル分率が30重量%以上の樹脂層である。
本発明の共重合ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分の50モル%以上が芳香族ジカルボン酸である。芳香族ジカルボン酸成分が50モル%未満である共重合ポリエステル樹脂は耐加水分解性が劣る。本発明の共重合ポリエステルを構成する全グリコール成分の25モル%以上が炭素数3個以上のアルキレングリコールである。炭素数3個以上のアルキレングリコールが全グリコール成分の25モル%未満である共重合ポリエステル樹脂は耐加水分解性が劣る。
芳香族ジカルボン酸成分として酸の形で例示すれば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。芳香族ジカルボン酸以外のジカルボン酸成分を併用する場合、酸の形で例示すれば、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、1,10−デカメチレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられ、炭素数5個以上のアルキレン基を含むジカルボン酸が好ましい。またトリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸など3個以上のカルボキシル基を有する酸成分や、マレイン酸、フマル酸、ダイマー酸などの分子中に炭素−炭素不飽和結合を含むジカルボン酸を少量共重合させることもできる。
炭素数が3個以上のアルキレングリコール成分をグリコールの形で例示すれば、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,10−デカンジオール、1,6−シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。炭素数3個以上のアルキレングリコール以外のグリコールを併用する場合、グリコールの形で示せばエチレングリコール、ビスフェノールA−ジエチレンエーテルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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が挙げられる。またグリセリンなどの水酸基を3個以上有する化合物を少量共重合させることもできる。
本発明の接合層を作るために用いる共重合ポリエステル樹脂の密度は1.15〜1.30である。
比重が1.15未満の共重合ポリエステル樹脂は力学的性質や耐加水分解性が劣り、比重が1.30を超える共重合ポリエステル樹脂は接着剤溶液に通常用いる有機溶剤に対して溶解性が劣る。共重合ポリエステル樹脂の極限粘度は0.2〜1.2である。極限粘度が0.2に満たないものを用いると架橋剤と反応して得られる接合層が固くなり、接着性が低下する。極限粘度が1.2を超える共重合ポリエステル樹脂は架橋剤と反応して得られる接合層の耐熱性、耐湿熱性が劣る。
比重が1.15未満の共重合ポリエステル樹脂は力学的性質や耐加水分解性が劣り、比重が1.30を超える共重合ポリエステル樹脂は接着剤溶液に通常用いる有機溶剤に対して溶解性が劣る。共重合ポリエステル樹脂の極限粘度は0.2〜1.2である。極限粘度が0.2に満たないものを用いると架橋剤と反応して得られる接合層が固くなり、接着性が低下する。極限粘度が1.2を超える共重合ポリエステル樹脂は架橋剤と反応して得られる接合層の耐熱性、耐湿熱性が劣る。
本発明の保護シートを作るための接合層は上記の共重合ポリエステル樹脂100重量部に対して、該共重合ポリエステル樹脂と反応可能な架橋剤30重量部未満を反応させて得られるゲル分率30重量%以上好ましくは60重量%以上の樹脂層である。エステル結合以外の、耐加水分解性を有する結合が導入された網目構造の樹脂層を形成することによって耐湿熱性を高めることができるのである。該ポリエステル樹脂100重量部に対して、該ポリエステル樹脂と反応可能な架橋剤30重量部未満、好ましくは15重量部未満を用いる。30重量部以上を用いると、接合層が硬くなり接着性が劣る。
本発明の共重合ポリエステル樹脂と反応可能な架橋剤として、水酸基及び/又はカルボキシル基と反応可能な官能基を1分子中に2個以上有する化合物を用いることができる。例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、メチロール−又は/及びアルコキシメチル−メラミン化合物、メチロール−又は/及びアルコキシメチル−尿素化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物などを挙げることができる。
エポキシ化合物としては、ビスフェノールAのグリシジルエーテル及びそのオリゴマー、ビスフェノールFのグリシジルエーテル及びそのオリゴマー、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、フェニレンジアミン−テトラグリシジルエーテル、ジアミノジフェニルメタン−テトラグリシジルエーテルなどを挙げることができる。
イソシアネート化合物としては、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソイアネート、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などの脂肪族ジイソシアネートがある。これらのジイソシアネートから誘導されるビウレット型、イソシアヌレート型、ウレタン(アダクト)型、2官能プレポリマー型等の多官能イソシアネートがある。又、これらのイソシアネートのイソシアネート基がブロックされていて、加熱することによりイソシアネート基が遊離されるものも有効に用いることができる。イソシアネート基のブロック剤としては、比較的低温でイソシアネート基を遊離するものが好ましく、アセトキシム、メチルエチルケトオキシムなどのオキシム類、ε−カプロラクタム、β−プロピロラクタムなどのラクタム類、アセチルアセトン、マロン酸エチルエステルなどの活性メチレン化合物などが挙げられる。ブロックイソシアネート類は前記のイソシアネートとブロック化剤とを従来公知の方法で付加反応させて得られる。
本発明において特に好ましい架橋剤として、耐候性を考慮すると脂肪族多官能イソシアネートとポリカルボジイミド(イソシアネート基を含むものでもよい)が挙げられる。例えばヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるビウレット型、イソシアヌレート型、ウレタン(アダクト)型、2官能プレポリマー型等の多官能イソシアネートが挙げられる。
本発明の共重合ポリエステル樹脂と反応性を有する前記の架橋剤を2種以上併用することもできる。又、共重合ポリエステル樹脂を一種の架橋剤、例えばエポキシ化合物と一部反応させた後に、他の架橋剤、例えばイソシアネート化合物を混合することもできる。
本発明の保護シートをつくるための接合層は、該シートの最も外側の片面又は/及び両面に設けられていてもよい。太陽電池用保護シートはモジュールを組み立てる際セルの封止材との接着性が要求され、又電源ボックスなどを直接保護シートに接着する必要があり、表面の接着性が要求されるからである。
本発明の保護シートの接合層には、上記以外に有機あるいは無機添加剤を含有させることができる。例えば、紫外線吸収剤、紫外線遮蔽剤、接着促進剤、架橋反応触媒、光反射剤、消泡剤、顔料、水分吸収剤などが挙げられる。
本発明の太陽電池用保護シートの接合層は通常、共重合ポリエステル樹脂、架橋剤、必要により他の添加剤を有機溶剤や水に溶解または分散させた溶液または分散液を、樹脂フィルム又は金属箔に塗工、乾燥後、加熱ロール上で他のフィルム又は金属箔と圧着して得られる。この一連の工程は従来公知の設備、方法で実施できる。
以下に本発明を実施例により説明する。実施例に記載した実験及び測定は以下の方法により実施した。
(1)共重合ポリエステルの合成
攪拌機、冷却管、温度計を装備したステンレス製の反応釜にテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、2、2−ジメチルプロパンジオール、エチレングリコール、重合触媒として三酸化アンチモンを全酸成分に対して0.04モル%仕込み、160℃から240℃まで昇温しながら4時間かけてエステル化反応を行った。次いで、系内を徐々に減圧にしていき、1時間かけて650Paまで減圧した。更に温度を265℃まで上げると同時に40Paまで減圧にし、265℃、40Pa以下の減圧に保ち、3時間重合反応を行った。得られたポリエステル樹脂の特性と使用結果を表1、表2に示した。
攪拌機、冷却管、温度計を装備したステンレス製の反応釜にテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、2、2−ジメチルプロパンジオール、エチレングリコール、重合触媒として三酸化アンチモンを全酸成分に対して0.04モル%仕込み、160℃から240℃まで昇温しながら4時間かけてエステル化反応を行った。次いで、系内を徐々に減圧にしていき、1時間かけて650Paまで減圧した。更に温度を265℃まで上げると同時に40Paまで減圧にし、265℃、40Pa以下の減圧に保ち、3時間重合反応を行った。得られたポリエステル樹脂の特性と使用結果を表1、表2に示した。
(2)共重合ポリエステル樹脂の組成
樹脂0.1gを重クロロホルム5mlに溶解し、400MHzの高分解能核磁気共鳴装置(INOVA 400)を用い、25℃で測定し、得られたスペクトルの解析により組成を確認した。
樹脂0.1gを重クロロホルム5mlに溶解し、400MHzの高分解能核磁気共鳴装置(INOVA 400)を用い、25℃で測定し、得られたスペクトルの解析により組成を確認した。
(3)極限粘度
共重合ポリエステル樹脂0.10gをフェノール/テトラクロロエタン=60/40(重量比)の混合溶媒に溶解し、全体で25mlの溶液を作成した。30℃で、ウベローデ型粘度計を用い希釈法で濃度を変えて測定した還元粘度を濃度に対してプロットし、濃度0に外挿して極限粘度を求めた。
共重合ポリエステル樹脂0.10gをフェノール/テトラクロロエタン=60/40(重量比)の混合溶媒に溶解し、全体で25mlの溶液を作成した。30℃で、ウベローデ型粘度計を用い希釈法で濃度を変えて測定した還元粘度を濃度に対してプロットし、濃度0に外挿して極限粘度を求めた。
(4)比重
約20%塩化カルシウム水溶液を500mlのメスシリンダーに入れ、30±0.05℃に調整する。
この中に共重合ポリエステル樹脂試料を入れ、試料がメスシリンダーの中間に留まるように塩化カルシウム水溶液の比重を調節する。この時の塩化カルシウム水溶液の比重を比重計(基準比重浮ひょう)により測定し、これを試料の比重とした。
約20%塩化カルシウム水溶液を500mlのメスシリンダーに入れ、30±0.05℃に調整する。
この中に共重合ポリエステル樹脂試料を入れ、試料がメスシリンダーの中間に留まるように塩化カルシウム水溶液の比重を調節する。この時の塩化カルシウム水溶液の比重を比重計(基準比重浮ひょう)により測定し、これを試料の比重とした。
(5)ゲル分率(重量%)
架橋した樹脂試料2.5gと酢酸エチル50mlを100mlのフラスコに入れ、50℃で5hr加熱する。室温に冷却後、不溶解部をガラスフィルターで濾過し、50℃で2時間真空乾燥する。初期重量に対する不溶解部の重量の割合をパーセント表示し、ゲル分率とした。
架橋した樹脂試料2.5gと酢酸エチル50mlを100mlのフラスコに入れ、50℃で5hr加熱する。室温に冷却後、不溶解部をガラスフィルターで濾過し、50℃で2時間真空乾燥する。初期重量に対する不溶解部の重量の割合をパーセント表示し、ゲル分率とした。
(6)太陽電池用保護シートの作成
上記(1)で合成した樹脂18gを酢酸エチル27gに溶解し、その中へデュラネートTPA−100(旭化成ケミカル株式会社製3官能イソシアネート化合物)1.8gを溶解した溶液を調整した。
一方250μmの市販のポリエチレンテレフタレートフィルム(東方#6021)及び30μmのポリフッ化ビニリデン系フィルム(Arkema社#302)の夫々両面をコロナ処理したフィルムを準備した。ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に先に調整した溶液を塗工、90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗工層の厚さは17μmであった。この塗工面に上記のポリフッ化ビニリデン系フィルムを重ね、80℃、2.5kg/cm2で3分間加熱・圧着後、80℃で3時間加熱し、架橋反応を行った。この積層フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルム側の表面に同様に先に調整した溶液を塗工し、90℃で10分間乾燥後、この塗工面に更に一枚のポリフッ化ビニリデン系フィルムを重ね、80℃、2.5kg/cm2で3分間加熱圧着し、積層体を作成した。この積層体を80℃で3時間、120℃で2時間、更に140℃で2時間加熱し、架橋反応を行った。
こうして得られた積層体を太陽電池用の保護シートとした。
上記(1)で合成した樹脂18gを酢酸エチル27gに溶解し、その中へデュラネートTPA−100(旭化成ケミカル株式会社製3官能イソシアネート化合物)1.8gを溶解した溶液を調整した。
一方250μmの市販のポリエチレンテレフタレートフィルム(東方#6021)及び30μmのポリフッ化ビニリデン系フィルム(Arkema社#302)の夫々両面をコロナ処理したフィルムを準備した。ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に先に調整した溶液を塗工、90℃で10分間乾燥した。乾燥後の塗工層の厚さは17μmであった。この塗工面に上記のポリフッ化ビニリデン系フィルムを重ね、80℃、2.5kg/cm2で3分間加熱・圧着後、80℃で3時間加熱し、架橋反応を行った。この積層フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルム側の表面に同様に先に調整した溶液を塗工し、90℃で10分間乾燥後、この塗工面に更に一枚のポリフッ化ビニリデン系フィルムを重ね、80℃、2.5kg/cm2で3分間加熱圧着し、積層体を作成した。この積層体を80℃で3時間、120℃で2時間、更に140℃で2時間加熱し、架橋反応を行った。
こうして得られた積層体を太陽電池用の保護シートとした。
(7)層間剥離力
島津製作所製 AGS−Jを用い、ASTM D1876に従って測定した。
島津製作所製 AGS−Jを用い、ASTM D1876に従って測定した。
(8)85℃、85%RH、1000時間処理
Weiss−Voetsh Environmental Testing Instruments社製 C340を用い、IEC61215−10.13に従って処理した。
Weiss−Voetsh Environmental Testing Instruments社製 C340を用い、IEC61215−10.13に従って処理した。
(9)紫外線照射処理
コウソガイモクセイ試験機器科学有限公司社製 ZN−Pを使用し、IEC61215−10.10に従って処理した。
コウソガイモクセイ試験機器科学有限公司社製 ZN−Pを使用し、IEC61215−10.10に従って処理した。
実施例1の方法で共重合ポリエステル樹脂実施例2〜実施例5および比較例1を合成した。
実施例1の樹脂と合わせて表1に記す。
表1中、TPA:テレフタル酸、IPA:イソフタル酸、AA:アジピン酸、SA:セバチン酸、DA:1,10−デカメチレンジカルボン酸、TMA:無水トリメリット酸、2−MPD:2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−DMPD:2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,5−PD:1,5−ペンタンジオール、1,6−HD:1,6−ヘキサンジオール、EG:エチレングリコール、DEG:ジエチレングリコール である。
実施例1の樹脂と合わせて表1に記す。
実施例1〜5及び比較例1で合成した共重合ポリエステル樹脂を用い、実施例1の方法で、樹脂と架橋剤を含む接着剤溶液を作り、実施例1記載の方法で太陽電池用保護シートを作成し評価した。
結果を表2にまとめた。
表2中、
デュラネートTPA−100:旭化成ケミカル社製ヘキサメチレンイソシアネート系(イソシアヌレートタイプ)3官能イソシアネート、
コロネート−L:日本ポリウレタン工業社製トリレンジイソシアネート系(アダクトタイプ)3官能イソシアネート、
エピコート827:ジャパンエポキシレジン社製エポキシ樹脂(ビスフェノールAタイプ)2官能エポキシ樹脂、
カルボジライトV−05:日清紡社製ポリカルボジイミド樹脂 である。
結果を表2にまとめた。
デュラネートTPA−100:旭化成ケミカル社製ヘキサメチレンイソシアネート系(イソシアヌレートタイプ)3官能イソシアネート、
コロネート−L:日本ポリウレタン工業社製トリレンジイソシアネート系(アダクトタイプ)3官能イソシアネート、
エピコート827:ジャパンエポキシレジン社製エポキシ樹脂(ビスフェノールAタイプ)2官能エポキシ樹脂、
カルボジライトV−05:日清紡社製ポリカルボジイミド樹脂 である。
Claims (5)
- ポリエステル系樹脂層又はポリカーボネート系樹脂層を主たる電気絶縁層とし、防湿層及び/又は耐候層を、接合層を介して積層して得られる太陽電池用保護シートにおいて、該接合層が、芳香族ジカルボン酸成分50モル%以上と他のジカルボン酸成分50モル%未満を含む酸成分および炭素数3個以上のアルキレングリコール成分25モル%以上と他のグリコール成分75モル%未満を含むグリコール成分からなる共重合ポリエステル樹脂であって、比重が1.15〜1.30であり、極限粘度が0.2〜1.2である共重合ポリエステル樹脂100重量部に対して架橋剤30重量部未満を反応させて得られる、ゲル分率が30重量%以上の樹脂層であることを特徴とする太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール。
- 請求項1記載の接合層を形成する樹脂層において、架橋剤が、多官能イソシアネート化合物及び/又はポリカルボジイミド化合物であることを特徴とする請求項1の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール。
- 請求項1記載の主たる電気絶縁層が、リン化合物および無機水酸化物を含有する難燃性ポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項1の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール。
- 請求項1記載の耐候層が、フッ素系樹脂及び/又はアクリル系樹脂から主としてなる層であることを特徴とする請求項1の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール。
- 請求項1記載の防湿層が金属アルミニウム又は無機酸化物からなる層であることを特徴とする請求項1の太陽電池用保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール。
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-
2009
- 2009-06-08 JP JP2009154324A patent/JP2010283316A/ja active Pending
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