JP2010528454A - 光起電性モジュールのカプセル化材料としてのポリアミドの使用 - Google Patents

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Abstract

本発明は光起電性モジュールを製造するためのカプセル化材料としてのポリアミドの使用に関する。
【選択図】 なし

Description

本発明は光起電性モジュールのカプセル化材料としてのポリアミドの使用に関する。
光起電性モジュールは電気エネルギーを発生させるために使用される。この場合光起電性モジュールの構造の一部は太陽電池を含んで成り、太陽電池は日光に露出すると電荷を発生し、これを電流として取り出すことができる。これらの太陽電池は、その型式に依存して機械的な影響または天候による影響に対する感度が種々の程度に異なっている。太陽電池をこのような影響から保護するためにカプセル化材料が使用される。これらの材料はガラスおよび／またはプラスティックス複合体からつくられた一つまたはそれ以上の層から成っていることができる。
現在、カプセル化材料の標準品としてはフルオロポリマー材料およびポリエステル（ＰＥＴ）の組成物が使用されている。この場合、外側においてフルオロポリマーの層が耐候性を付与し、芯になっているＰＥＴフィルムが機械的な安定性および所望の電気絶縁性を付与し、内側にある他のフルオロポリマーフィルムが太陽電池系のカプセル化材料に対する接合性を付与している。
これらの材料を用いた場合、埋め込み材料、例えば酢酸エチルビニル（ＥＶＡ）に対する接着性が低いことが見いだされている。
さらに、所望の電気絶縁性を得るためには比較的厚い複合体が必要である。このことは、一方ではフルオロポリマーの絶縁容量が低いこと、他方ではフィルムの間に標準的に使用されている接着層に原因がある。接着層の中に非常に小さな欠陥が存在するか混在物が含まれていると、高電流が点状の塊になって流れる結果を招く。予防措置として芯のＰＥＴのフィルムの厚さを厚くすることによってこの現象に対抗しなければならない。
本発明はこの点を改良しようとするものである。
本発明に従えば、光起電性モジュールの製造におけるカプセル化材料としてポリアミドの使用が提供される。
本発明のポリアミドの使用は、ポリアミド（ＰＡ）を含むフィルムまたはフィルム複合体として有利に行われる。さらに本発明においては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフテネート（ＰＥＮ）またはエチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）から成る群から選ばれる担体材料、並びに両側に隣接して該担体材料が配置されたポリアミド１２の層を含んで成るプラスティックス複合体の有利な使用が提供される。
ポリアミドを使用すると、カプセル化材料に対し非常に良好な接着性を得ることができる。カプセル化材料は上記のように例えばＥＶＡであることができる。特に、同じ厚さの単一のポリアミドフィルムを用いることにより、フルオロポリマーの層とＰＥＴとを含んで成る複合体に比べ電気絶縁性を著しく改善することができる。接着層の欠陥または混入物により高電流が流れる点状の塊になって可能性はない。
また、ポリアミドフィルムは耐候性をもち、紫外線に対して安定化されるように設計することができ、従ってこれらの性質に関しフルオロポリマーを使用した場合と同様な値を得ることができる。顔料を用いて種々の色の組み合わせをもつように調節することができ
る。さらに二つの製造段階、即ちＰＥＴ／フルオロポリマー層の複合体およびフルオロポリマー層／ＰＥＴ／フルオロポリマー層の複合体の製造段階を省くことができる。
光起電性モジュールに対しては、特に屋根に取り付けたりビルディングにおいて積層化を行う場合、燃焼遅延性に対し特殊な標準を用いることができる。これに関するる詳細な説明はＵｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ＵＬ９４およびＵＬ７９０の標準に記載されている。これらの条件下において本発明によるポリアミドの利点が利用できるようにするためには、外側における燃焼遅延剤の層としてフルオロポリマーの層を有する複合体をつくる必要がある。特殊な用途に対しては、フルオロポリマーの層とＰＡフィルムとの間に他のフィルム、例えばポリエチレンテレフタレートからつくられたフィルムをさらに用いることも必要である。
本発明の使用に関する他の具体化例は特許請求の範囲に記載されている。
次に添付図面１〜５、並びに可能な実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
本発明により使用される材料でカプセル化された光起電性モジュールの例示的な構造。 本発明により使用される材料でカプセル化された光起電性モジュールの他の例示的な構造。 力により連結された複合体をつくるための、耐候性フィルム、担体材料および接着促進剤として作用するフィルムを同時押出しする可能な装置の模式図。 担体材料の両側に配置されたポリアミド層を有する本発明において使用されるプラスティックス複合体。 材料１および５から成る力により連結された図３の複合体をつくるための可能な積層化装置。
図１には本発明により使用される材料１でカプセル化された光起電性モジュールの例示的な構造が示されている。カプセル化用の材料１は実質的に耐候性をもったフィルムであり、同時に埋め込み材料２に対する接着促進剤としての作用をする。埋め込み材料２は太陽電池３および埋め込み材料２’に対してノンポジティブに連結（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ；ｎｏｎ−ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）されている。埋め込み材料２’はさらにカプセル化材料４に対してノンポジティブに連結されている。
図２は本発明に用いられる材料１でカプセル化された光起電性モジュールの例示的な構造を示す。図１とは対照的に、この例示的な構造ではカプセル化材料１は太陽電池３の両側に使用されている。
図３は本発明に用いられる材料１でカプセル化された光起電性モジュールの例示的な構造を示す。例えば対応する標準ＵＬ９４およびＵＬ７９０に記載されたような燃焼遅延性に対する要求をさらに満たすためには、太陽電池３から遠い方の側においてカプセル化材料１に対する付加的な層としてフルオロポリマーの層５を使用する。従ってこの例示的な設計では、フルオロポリマー層５およびカプセル化材料４はそれぞれ光起電性モジュールの最も外側の層を構成している。
図４は、担体材料１３の両側に配置されたポリアミド層１２を有するプラスティックス複合体１、１’の本発明における使用を示す。担体材料はポリエチレンテレフタレートま
たはポリエチレンナフテネート、或いはエチレン／テトラフルオロエチレン共重合体から成っている。
図５は材料１および５から成るノンポジティブに連結された図３の複合体６をつくることができる積層化装置を示す。被覆装置７を用い、この実施例において選ばれたカプセル化材料１に接着剤を被覆し、乾燥機１０を通した後接着剤でフルオロ重合体５に接合する。二つのフィルムの間の接触はローラ１１の間のプレス圧力によって調節する。この場合材料１は各製造段階の前に物理的手段９によって前処理することができる。
カプセル化材料１とフルオロポリマー層５との間のノンポジティブな連結はまた同時押し出しによってもつくることができる。この場合材料１と５の間に接着促進層を挿入し、三層同時押し出し物をつくることもできる。カプセル化層１自身は単一層か、或いは数層の同時押し出し物を含んで成っていることができる。
本発明によりカプセル化材料１を使用する前に、或いは接着剤によりフルオロポリマー層５と接合した後に、材料１は化学的または物理的手段により前処理することができる。この前処理はカプセル化材料１の片側または両側に対して行うことができる。
下記実施例はそれぞれの層の成分として選択し得る種々の材料を示す。
フィルムとしてのカプセル化材料１：ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド７、ポリアミド９、ポリアミド１０、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６９、ポリアミド６ １０、ポリアミド６ １２型のポリアミド（ＰＡ）、ＰＡ−６−３−Ｔ、ＰＡ ６Ｉ、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、並びにこれらの種類の他の可能な芳香族、部分的芳香族ポリアミド、およびポリアミド共重合体。
埋め込み材料２、２’：酢酸エチルビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、イオノマー、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリウレタン、ポリエステル、ホットメルト、またはシリコーンエラストマー。
カプセル化材料４：ガラス。
フィルムとしてのフルオロポリマー５：ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、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−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル−共重合体（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）。
皮膜としてのフルオロポリマー５：選択的可溶性をもつ群から選ばれたフルオロポリマー。
上記の成分からつくられた光起電性モジュールは、特にポリアミドが埋め込み材料に良好に接着しているために、屋外で使用した場合極めて安定である。

Claims (31)

  1. 光起電性モジュールを製造するためのカプセル化材料としてのポリアミドの使用。
  2. ポリアミドはポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド７、ポリアミド９、ポリアミド１０、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６９、ポリアミド６ １０、ポリアミド６ １２、ＰＡ−６−３−Ｔ、ＰＡ ６Ｉ、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）から成る群から選ばれることを特徴とする請求項１記載の使用。
  3. ポリアミドは種々の芳香族または部分的芳香族単量体の共重合体であることを特徴とする請求項１または２記載の使用。
  4. ポリアミドは単一フィルムとして使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載された使用。
  5. ポリアミドはフィルム複合体の中に含まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載された使用。
  6. ポリアミドフィルムまたはポリアミドフィルム複合体は着色していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載された使用。
  7. 添加物、好ましくは紫外線安定剤、加水分解安定剤、酸化防止剤、加熱安定剤、または燃焼遅延剤がポリアミドフィルムまたはポリアミドフィルム複合体に加えられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載された使用。
  8. ポリアミドフィルムまたはポリアミドフィルム複合体は充填剤を含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載された使用。
  9. ポリアミドフィルムは物理的手段により前処理されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載された使用。
  10. フィルム複合体はポリアミドフィルムまたはフルオロポリマーフィルムを含んでいることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載された使用。
  11. フルオロポリマーはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、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−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル−共重合体（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）から成る群から選ばれることを特徴とする請求項１０記載のフィルム複合体の使用。
  12. フルオロポリマーフィルムは着色していることを特徴とする請求項１０または１１記載の使用。
  13. フィルムの間のノンポジティブな連結は接着剤の層によりつくられることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一つに記載された使用。
  14. 該接着剤の層はポリウレタンまたはポリエステル接着剤を含んで成ることを特徴とする請求項１３記載の使用。
  15. フィルムの間のノンポジティブな連結は同時押し出しによりつくられることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一つに記載された使用。
  16. 同時押し出しを行う際フィルムの間にさらに少なくとも１種の接着促進剤を押し出すことを特徴とする請求項１５記載の使用。
  17. ポリアミドフィルムはさらにフルオロポリマー層を含んで成っていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載された使用。
  18. フルオロポリマー層は選択的可溶性をもったフルオロポリマーを含んでいることを特徴とする請求項１７記載の使用。
  19. フルオロポリマー層は着色していることを特徴とする請求項１７または１８記載の使用。
  20. 接着促進層はポリアミドフィルムとフルオロポリマー層との間にあることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一つに記載された使用。
  21. 接着促進層はポリウレタンおよび／またはポリエステルおよび／またはポリアクリレートであることを特徴とする請求項２０記載の使用。
  22. ポリアミドフィルムおよびフルオロポリマー層の間にさらにポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のフィルムが取り付けられていることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一つに記載された使用。
  23. ノンポジティブな連結は接着剤の層によってつくられていることを特徴とする請求項２２記載の使用。
  24. 接着剤はポリウレタンまたはポリエステル接着剤であることを特徴とする請求項２３記載の使用。
  25. ノンポジティブな連結は同時押し出しによってつくられていることを特徴とする請求項２２記載の使用。
  26. 同時押し出しを行う際フィルムの間にさらに少なくとも１種の接着促進剤を押し出すことを特徴とする請求項２５記載の使用。
  27. 光起電性モジュールをつくるために、酢酸エチルビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、イオノマー、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリウレタン、ポリエステル、ホットメルト、またはシリコーンエラストマーから選ばれた埋め込み材料と組み合わせられていることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか一つに記載されたカプセル化材料の使用。
  28. 同時押し出しにより埋め込み材料をカプセル化材料に被覆することを特徴とする請求項２７記載の使用。
  29. 接着促進剤の層はカプセル化材料と埋め込み材料との間にあることを特徴とする請求項２８記載の使用。
  30. 接着促進剤は単一層または多層であり、ポリウレタンおよび／またはポリエステルおよび／またはポリアクリレートから成っていることを特徴とする請求項２９記載の使用。
  31. 光起電性モジュールを製造するためのカプセル化材料としての、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフテネートまたはエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体から成る群から選ばれる担体材料、並びに担体材料の両側に隣接して存在するポリアミド１２の層を含んで成るプラスティックス複合体の使用。
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