JP2011014559A - 太陽電池モジュール用保護フィルム及び該保護フィルムを使用した太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 フッ素系樹脂フィルムの一方の面に、プラズマ化学気相成長法により珪素酸化物の蒸着膜を設け、さらに、その蒸着面に反応性イオンクラスタービーム法による珪素酸化物の蒸着層を形成し、ガスバリア性多層蒸着膜を有するフッ素系樹脂フィルムに、着色用添加剤、紫外線吸収剤及び光安定化剤を含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、又は、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層することで課題を解決した太陽電池モジュール用保護フィルム及びそれを使用した太陽電池モジュールに関するものである。
【選択図】 図1
Description
そして、太陽電池のより一層の利用促進のためコストの低減、生産性の向上、優れた取扱性、耐久性を向上するために太陽電池モジュールを構成する各部材の一層の改善が求められる。その一つの方向性として太陽電池モジュールの構成部材のプラスチック化が進められている。
太陽電池モジュールの保護部材として耐候性、耐熱性、耐湿性などの面から、ガラスが一般的であったが、軽量化や耐衝撃性などの理由で可撓性を有するプラスチックフィルムでの代替が進み、プラスチック化による太陽電池モジュールの取扱性、生産性は確実に向上してきている。しかし、プラスチック故に劣化の問題があり、プラスチック化によりコストの低減には一層の太陽電池モジュールの構成部材の低コスト化、長期耐久性を実現することが求められている。
太陽電池を外的環境からしっかりと保護することは耐久性に直結するもので、保護部材の耐久性は非常に重要であり、本発明は、特に太陽電池モジュールの保護フィルムに着目した。
フッ素系樹脂又はポリメチルメタクリレートよりなるシートに、ガラス転移温度が80℃以上の非晶性環状オレフィン共重合体よりなるフィルムを積層した積層体からなる太陽電池モジュールを構成する表面又は裏面保護フィルムが提案されている(特許文献1、2)。しかしながら、現在、太陽電池モジュール用表面又は裏面保護フィルムとしては、通常、0.1g/m2・day、40℃・100%RH程度の水蒸気透過度を必要とされるものであるが、前記のような積層体からなる太陽電池モジュール用表面又は裏面保護フィルムにおいては、0.8〜1.0g/m2・day、40℃・100%RH程度の水蒸気透過度しか充足していないものであり、その防湿性等の改良効果は、多少、認められるものの、相変わらず、太陽電池素子等の構造が、湿気等の侵入により劣化することは否めないものであり、充分に満足し得るものであるとはいえないものである。
ガスバリア層が無機酸化物蒸着層であるガスバリア性フィルムを表面保護フィルムに使用したもの(特許文献3、4)がある。また、基材フィルムの片面に、無機酸化物の蒸着膜を設け、さらに、無機酸化物の蒸着膜を設けた基材フィルムの両面に、白色化剤と紫外線吸収剤とを含む耐熱性のポリプロピレン系樹脂フィルムを積層した太陽電池モジュール用保護フィルム(特許文献5)が提案されている。
そこで、本発明は、強度に優れ、かつ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、防湿性、防汚性、耐突き刺し性、その他等の諸特性に優れ、特に、水分、酸素等の侵入を防止する防湿性を著しく向上させ、その長期的な性能劣化を最小限に抑え、極めて耐久性に富み、保護能力に優れ、かつ、より低コストで安全な太陽電池モジュールを構成する表面又は裏面に用いることができる保護フィルムを安定的に提供することである。
そこで本発明は、水分、酸素等の侵入を防止する防湿性を著しく向上させ、その長期的な性能劣化を最小限に抑え、特に、加水分解劣化等を防止し、極めて耐久性に富み、その保護能力に優れ、着色等により意匠性を具備しあるいは透明性付与により採光性も付与でき、かつ、より低コストで安全な太陽電池モジュールを構成する保護フィルム及びそれを使用した太陽電池モジュールを安定的に提供することである。
このような太陽電池モジュール用保護フィルム及びそれを用いた太陽電池モジュールとしたところ、強度に優れ、さらに、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、防汚性、その他等の諸特性に優れ、特に、水分、酸素等の侵入を防止する防湿性に優れ、また、光反射性、光拡散性、意匠性等についても著しく向上させ、その長期的な性能劣化を最小限に抑え、特に、水分等による加水分解劣化等を防止し、極めて耐久性に富み、保護能力に優れ、着色等により意匠性を具備しあるいは透明性付与により採光性も付与でき、かつ、より低コストで安全な太陽電池モジュールを安定的に製造し得ることを見出して本発明を完成したものである。
無機酸化物の珪素酸化物の連続蒸着膜の形成時の真空度は、1×10-1〜1×10-4Torr位、好ましくは、1×10-1〜1×10-2Torr位に調製することから、従来の真空蒸着法により珪素酸化物等の無機酸化物の蒸着膜を形成する時の真空度、1×10-4〜1×10-5Torr位に比較して低真空度であることから、基材フィルムを原反交換時の真空状態設定時間を短くすることができ、真空度を安定しやすく、成膜プロセスが安定するものであり、コスト低減につながる。
本発明のイオンクラスタービーム法により形成される蒸着膜は、その蒸着膜中に空孔の最大直径を0.5nm以下に制御した微細構造を形成することができ、極めて緻密であり、第1層のプラズマCVD法の蒸着膜が介在することでフッ素系樹脂フィルムとの密接着性が向上し、かつ蒸着膜間の密着した多層蒸着膜構造が形成でき、優れたガスバリア性を発揮するものである。
本発明に係る太陽電池モジュール用保護フィルム及びそれを使用した太陽電池モジュール及び比較例についてその層構成を図面によりさらに具体的に説明する。
なお、本発明において、シートとは、シート状物又はフィルム状物のいずれの場合も意味するものであり、また、フィルムとは、フィルム状物又はシート状物のいずれの場合も意味するものである。
また、別のガスバリア性フィルムの例としては、図2に示すように、ガスバリア性多層蒸着膜を有するフッ素系樹脂フィルムを2層以上重層した層構成からなるガスバリア性多層蒸着膜フィルムを重層したフッ素系樹脂フィルムである。例示は、本発明に係る太陽電池モジュール用保護フィルムにおける本発明の目的を達成する改善されたガスバリア性を有するガスバリア性フッ素系樹脂フィルムの基本的な多層蒸着膜を例示するものであり、本発明は、これによって限定されるものではないことは勿論である。
また、図示しないが、太陽電池モジュールにおいて、前記の着色用添加剤と紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、又は紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムが、外面側に位置して積層され、他方、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムが内面側に位置して積層されることが望ましいものである。
次に、本発明において、本発明に係る太陽電池モジュール用保護フィルム及びそれを使用した太陽電池モジュールを構成する材料、製造法等についてさらに詳しく説明すると、まず、本発明に係る太陽電池モジュール用保護フィルム、太陽電池モジュール等を構成する基材フィルムとしては、フッ素系樹脂である。
フッ素系樹脂フィルムは、無機酸化物のプラズマCVD法により形成される蒸着膜等を形成する際の蒸着条件、その他等に耐え、かつ、それらの無機酸化物の蒸着膜等との密接着性に優れ、それらの膜の特性を損なうことなく良好に保持し得ることができ、また、強度に優れ、かつ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性等の諸堅牢性に優れ、特に、水分、酸素等の侵入を防止する防湿性に優れ、また、表面硬度が高く、かつ、表面の汚れ、ゴミ等の蓄積を防止する防汚性に優れ、極めて耐久性に富み、その保護能力が高いこと等の特性を有するものを使用することができる。
次に、本発明において、本発明に係る太陽電池モジュール用保護フィルム、太陽電池モジュール等を構成する着色用添加剤と紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、又は紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムについて説明すると、ポリオレフィン系樹脂としては、強度に優れ、さらに、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、防汚性、防湿性、その他等の諸特性に優れ、その長期的な性能劣化を最小限に抑え、極めて耐久性に富み、保護能力に優れるポリオレフィン系樹脂、例えば、ポリプロピレン系樹脂、又はポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリブテン、ポリイソブチレン若しくは環状ポリオレフィン等のポリエチレン系樹脂の1種又は2種以上を使用することができる。
本発明において、前記ポリプロピレン系樹脂を使用することにより、太陽電池モジュールを製造する際に、充填剤層等との密接着性に優れ、さらに、水分、酸素等の侵入を防止する防湿性を著しく向上させ、その長期的な性能劣化を最小限に抑え、特に、加水分解劣化等を防止し、極めて耐久性に富み、その保護能力に優れ、かつ、より低コストで安全な太陽電池モジュールを構成することができるものである。
さらに、本発明において、ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独重合体(ホモ)とエチレン−プロピレンのランダム共重合体との混合物を使用することが好ましいものである。
前記プロピレンの単独重合体(ホモ)とエチレン−プロピレンのランダム共重合体との混合割合としては、前者、5〜50重量%に対し後者95〜50重量%位の配合割合、さらには、前者、10〜30重量%に対し後者90〜70重量%位の配合割合が好ましいものである。
着色用添加剤と紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、あるいは、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムの厚さとしては、10μm〜300μm位、好ましくは、15μm〜150μm位が望ましいものである。
本発明において、各種の樹脂のフィルム又はシートの膜厚としては、9〜300μm位、より好ましくは、12〜200μm位が望ましい。
上記フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂において、一般的な添加剤としては、例えば、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、充填剤、滑剤、強化繊維、補強剤、帯電防止剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料、その他等を使用することができる。
本発明においては、前記添加剤の中でも、特に、紫外線吸収剤、光安定化剤、あるいは、酸化防止剤等を練れ込み加工してなる上記フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂のフィルム又はシートを使用することが好ましいものである。
また、光安定化剤としては、例えば、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダートピペリジン系化合物、その他等の1種又はそれ以上を使用することができる。
さらに、酸化防止剤としては、高分子の光あるいは熱等による酸化劣化等を防止するものであり、例えば、フェノール系、アミン系、硫黄系、燐酸系、その他等の酸化防止剤を使用することができる。
紫外線吸収剤、光安定化剤あるいは酸化防止剤の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、約0.1〜10重量%位が好ましい。
本発明において、表面処理としては、例えば、コロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガス若しくは窒素ガス等を用いたプラズマ処理、グロー放電処理、化学薬品等を用いて処理する酸化処理等の処理を用いることができ、その表面処理による前処理を任意に施し、例えば、コロナ処理面、オゾン処理面、プラズマ処理面、酸化処理面、その他等の表面処理面等を設けることができる。
表面前処理は、別工程で実施してもよく、また、例えば、プラズマ処理やグロー放電処理等による表面前処理の場合は、無機酸化物の蒸着膜等を形成する前処理としてインライン処理により前処理で行うことができ、このような場合は、その製造コストを低減することができるという利点がある。
なお、前記の樹脂組成物には、密接着性を向上させるために、エポキシ系のシランカップリング剤、あるいは、基材フィルムのブロッキング等を防止するために、ブロッキング防止剤、その他等の添加剤を任意に添加することができる。その添加量は、0.1重量%〜10重量%位が好ましいものである。
前記白色化剤としては、太陽電池モジュールにおいて透過した太陽光を光反射あるいは光拡散させて再利用するために光反射性、光拡散性等を付与することを目的として添加するものであり、その他、さらに、太陽電池モジュールに意匠性、装飾性等を付与し、また、太陽電池モジュールを屋根等に設置した場合、照り返す太陽光等を光反射あるいは光拡散させるという作用効果を奏するものであり、例えば、塩基性炭酸鉛、塩基性硫酸鉛、塩基性珪酸鉛、亜鉛華、硫化亜鉛、リトポン、三酸化アンチモン、アナタス形酸化チタン、ルチル形酸化チタン、その他等の白色顔料の1種又は2種以上を使用することができる。
その使用量としては、ポリプロピレン系樹脂組成物において、0.1重量%〜30重量%位、好ましくは、0.5重量%〜10重量%位添加して使用することが望ましいものである。
なお、本発明においては、白色化剤と後述する黒色化剤とを混合した灰色系の無彩色系染料・顔料等も使用することができるものである。
前記黒色化剤としては、太陽電池モジュールを、例えば、屋根等に設置する場合、その周囲の環境に合う意匠性、装飾性等を付与するという作用効果を奏するものであり、例えば、カーボンブラック(チャンネル又はファーネス)、黒色酸化鉄、その他等の黒色顔料の1種又は2種以上を使用することができる。
而して、本発明において、黒色化剤によって形成される黒色層としては、茶色系あるいは褐色系の黒色層、灰色系の黒色層、その他等の黒色味を帯びたいずれの黒色層でもよいものである。
上記において、黒色化剤の使用量としては、ポリプロピレン系樹脂組成物において、0.1重量%〜30重量%位、好ましくは、0.5重量%〜10重量%位添加して使用することが望ましいものである。
本発明においては、有彩色系の着色用添加剤の中でも、特に、青色系の青色化剤を使用することが好ましい。その理由は、現行の太陽電池モジュールの過半を占めている多結晶シリコン系太陽電池素子が青色系であり、該太陽電池素子の意匠的な適合性に優れているためである。
上記において、その使用量としては、ポリプロピレン系樹脂組成物において、0.1重量%〜30重量%位、好ましくは、0.5重量%〜10重量%位添加して使用することが望ましいものである。
次に、本発明において、太陽電池モジュール等を構成する強靱性樹脂フィルムとしては、太陽電池モジュール自身の強度、剛性、腰等を保持し、さらに、太陽電池モジュール等に水分等が浸入して生じる加水分解による強度劣化、あるいは太陽電池モジュールを構成する充填剤層等が分解して発生する酢ビ系ガス等の脱ガスによる強度劣化等を防止するものであることから、機械的、物理的、化学的、その他等において優れた性質を有し、特に、強度に優れ、かつ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、防湿性、その他等の諸特性に優れ、特に、水分、酸素等の侵入を防止する防湿性を著しく向上させ、その長期的な性能劣化を最小限に抑え、特に、加水分解劣化等を防止し、極めて耐久性に富み、その保護能力に優れている強靱性な樹脂のフィルム又はシートを使用することができ、具体的には、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアラミド系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、フッ素系樹脂、その他等の強靱な樹脂のフィルム又はシートを使用することができる。前記樹脂のフィルム又はシートとしては、未延伸フィルム、あるいは1軸方向又は2軸方向に延伸した延伸フィルム等のいずれのものでも使用することができる。
また、本発明において、その樹脂のフィルム又はシートの厚さとしては、強度、剛性、腰等を保持するに必要な最低限の厚さであればよく、厚すぎると、コストを上昇するという欠点もあり、逆に、薄すぎると、強度、剛性、腰等が低下して好ましくないものである。本発明においては、前記のような理由から、約10μm又は200μm位、好ましくは、約30μm又は100μm位が最も望ましい。
次に、本発明において、本発明に係る太陽電池モジュール用保護フィルム、太陽電池モジュール等を構成する無機酸化物の蒸着膜について説明すると、無機酸化物の蒸着膜としては、化学的気相成長法と物理気相成長法とを併用して形成される無機酸化物の多層蒸着膜構造である。すなわち、基材フィルムに直接形成する無機酸化物の蒸着膜は、化学気相成長法により形成される蒸着膜であり、該形成した蒸着膜上にさらに物理気相成長法であるイオンクラスタービーム法により形成されたガスバリア性の蒸着膜を形成した多層蒸着膜構造を有するものである。
前記の化学気相成長法による無機酸化物の蒸着膜についてさらに説明すると、化学気相成長法による無機酸化物の蒸着膜としては、例えば、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)等を用いて無機酸化物の蒸着膜を形成することができる。
本発明においては、基材フィルムの一方の面に、有機珪素化合物の蒸着用モノマーガスを原料とし、キャリヤーガスとして、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを使用し、さらに、酸素供給ガスとして、酸素ガス等を使用し、低温プラズマ発生装置等を利用する低温プラズマCVD法を用いて無機酸化物である珪素酸化物の蒸着膜を形成することができる。
前記の低温プラズマ発生装置としては、例えば、高周波プラズマ、パルス波プラズマ、マイクロ波プラズマ等の発生装置を使用することができ、而して、本発明においては、高活性の安定したプラズマを得るためには、高周波プラズマ方式による発生装置を使用することが望ましい。
而して、本発明においては、ガス供給装置46、47及び、原料揮発供給装置48等から酸素ガス、不活性ガス、有機珪素化合物等の蒸着用モノマーガス、その他等を供給し、それらからなる蒸着用混合ガス組成物を調整しなから原料供給ノズル49を通して真空チャンバー42内に該蒸着用混合ガス組成物を導入し、そして、冷却・電極ドラム45周面上に搬送された基材フィルム1の上に、グロー放電プラズマ50によってプラズマを発生させ、これを照射して、珪素酸化物等の無機酸化物の蒸着膜を形成し、成膜化する。
本発明においては、その際に、冷却・電極ドラム45は、チャンバー外に配置されている電源51から所定の電力が印加されており、また、冷却・電極ドラム45の近傍には、マグネット52を配置してプラズマの発生が促進されており、次いで、上記で珪素酸化物等の無機酸化物の蒸着膜を形成した基材フィルム1は、補助ロール53を介して巻き取りロール54に巻き取って、本発明に係るプラズマ化学気相成長法による珪素酸化物の蒸着膜を製造することができるものである。なお、図中、55は真空ポンプを表す。
前記例示は、その一例を例示するものであり、これによって本発明は限定されるものではないことは言うまでもないことである。
また、本発明においては、低温プラズマ化学気相成長装置を用いて、まず、第1層の無機酸化物の蒸着膜を形成し、次いで、同様にして、該無機酸化物の蒸着膜の上に、さらに、無機酸化物の蒸着膜を形成するか、あるいは、前記のような低温プラズマ化学気相成長装置を用いて、これを2連に連接し、連続的に、無機酸化物の蒸着膜を形成することにより、2層以上の多層蒸着膜からなる無機酸化物の蒸着膜を形成することもできる。本発明においては、主として有機珪素化合物を用いて珪素酸化物の蒸着膜を形成する。
なお、このときの真空チャンバー内の真空度は、1×10-1〜1×10-4Torr位、好ましくは、真空度1×10-1〜1×10-2Torr位に調製することが望ましく、また、基材フィルムの搬送速度は、10〜300m/分位、好ましくは、50〜150m/分位に調製することが望ましいものである。
一方、冷却・電極ドラムには、電源から所定の電圧が印加されているため、真空チャンバー内の原料供給ノズルの開口部と冷却・電極ドラムとの近傍でグロー放電プラズマが生成され、このグロー放電プラズマは、混合ガス中の1つ以上のガス成分から導出されるものであり、この状態において、基材フィルムを一定速度で搬送させ、グロー放電プラブマによって、冷却・電極ドラム周面上の樹脂フィルムの上に、珪素酸化物の蒸着膜を形成することができるものである。
上記において、xの値は、蒸着モノマーガスと酸素ガスのモル比、プラズマのエネルギー等により変化するが、一般的に、xの値が小さくなればガス透過度は小さくなるが、膜自身が黄色性を帯び、透明性が悪くなる。
具体例を挙げると、CH3部位を持つハイドロカーボン、SiH3 シリル、SiH2 シリレン等のハイドロシリカ、SiH2、OHシラノール等の水酸基誘導体等を挙げることができる。
前記の化合物が、珪素酸化物の蒸着膜中に含有する含有量としては、0.1〜50%位、好ましくは、5〜20%位が望ましいものである。含有率が、0.1%未満であると、珪素酸化物の蒸着膜の耐衝撃性、延展性、柔軟性等が不十分となり、曲げなどにより、擦り傷、クラック等が発生し易く、高いバリア性を安定して維持することが困難になり、また、50%を越えると、バリア性が低下して好ましくないものである。
さらに、本発明においては、珪素酸化物の蒸着膜において、前記の化合物の含有量が、珪素酸化物の蒸着膜の表面から深さ方向に向かって減少させることが好ましく、これにより、珪素酸化物の蒸着膜の表面においては、前記の化合物等により耐衝撃性等を高められ、他方、基材フィルムとの界面においては、前記の化合物の含有量が少ないために、基材フィルムと珪素酸化物の蒸着膜との密接着性が強固なものとなるという利点を有するものである。
また、本発明において、前記の珪素酸化物の蒸着膜の膜厚としては、膜厚50Å〜4000Å位であることが望ましく、具体的には、その膜厚としては、100〜1000Å位が望ましく、而して、上記において、1000Å、さらには、4000Åより厚くなると、その膜にクラック等が発生し易くなるので好ましくなく、また、100Å、さらには、50Å未満であると、バリア性の効果を奏することが困難になることから好ましくないものである。
その膜厚は、例えば、株式会社理学製の蛍光X線分析装置(機種名、RIX2000型)を用いて、ファンダメンタルパラメーター法で測定することができる。
また、前記の珪素酸化物の蒸着膜の膜厚を変更する手段としては、蒸着膜の体積速度を大きくすること、すなわち、モノマーガスと酸素ガス量を多くする方法や蒸着する速度を遅くする方法等によって行うことができる。
本発明において、前記のような有機珪素化合物の中でも、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、又は、ヘキサメチルジシロキサンを原料として使用することが、その取り扱い性、形成された連続膜の特性等から、特に、好ましい原料である。
また、上記において、不活性ガスとしては、例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス等を使用することができる。
本発明において、反応性イオンクラスタービーム法による無機酸化物の蒸着膜を形成する方法について、その具体例を挙げると、図8は、反応性イオンクラスタービーム法による蒸着装置の一例を示す概略的構成図である。
前記の珪素酸化物の蒸着膜としては、透明性、バリア性等の点から、一般式SiOx (ただし、xは、1.3〜1.9の数を表す)で表される珪素酸化物の蒸着膜を主体とする薄膜であることが好ましいものである。
また、珪素酸化物である場合は、SiOxCyで表される炭素含有酸化ケイ素であってもよい[式中、xは1.5〜2.2の範囲内にあって、yは0.15〜0.80の範囲内にあるのが好ましく、そしてxが1.7〜2.1の範囲内にあって、yが0.39〜0.47の範囲内にあるのがさらに好ましい。
本発明のガスバリア性フィルムを構成する珪素酸化物の蒸着膜は、直径が0.5nm以下の範囲に制御された微細空孔を有する薄膜である。このような薄膜を形成するためには、蒸着工程において、イオンクラスタービーム法を用いることができる。
イオンクラスタービーム法は、無機酸化物蒸着材料を坩堝内で蒸気化し、この蒸気粒子をクラスター状にし、次いでこれをイオン化し、さらに加速電圧を供給して運動エネルギーを付加し、基材表面に衝突させることにより蒸着する方法である。本発明において、このイオンクラスタービーム法を用いることにより、無機酸化物の蒸気粒子は、大きな質量を持ったクラスターとして基材表面に衝突するため、単原子イオンが衝突する場合と比べて高いスパッタリング効果が得られ、極めて緻密な無機酸化物蒸着膜を得ることができる。
隔壁22はクラスターが通過するための開口部29を有する。また、第2室24内には、基材となるプラスチックフィルム30を支持する冷却ドラム31が配置されており、隔壁22の開口部29と蒸着部である冷却ドラム31との間には、酸素ガス等の反応ガスが導入されるように、ガス導入管の出口部32が設けてある。
装置作動時には、蒸着材料は、坩堝25内で、その蒸気圧が例えば1×100〜1×103Paとなるように加熱され、蒸気化される。次いで、得られた蒸気粒子は坩堝25の噴射ノズル26より真空下の第1室23へ噴射される。噴射ノズル26から噴射された蒸気粒子は断熱膨張によりクラスターを形成し、イオン化部27においてイオン化された後、加速電極部28において例えば0〜5kVの加速電圧により加速され、ここでイオン化クラスタービームとなる。
このイオン化クラスタービームは、隔壁22の開口部29を通過して第2室24へ進入し、ここで反応ガスと反応し、冷却ドラム31上に適当なライン速度で案内されたプラスチックフィルム30の表面に衝突する。この衝突によりイオン化クラスターは個々の原子に分離し、緻密な蒸着膜を得ることができる。こうして無機酸化物蒸着膜が形成されたフィルムは、次いで、巻き取りロールに巻き取られる。
図示しないが、本発明において、無機酸化物蒸着膜の層は、単層であっても、2層以上からなる多層であってもよく、また、使用する無機酸化物は、単独で使用しても、2種以上の混合物として使用してもよい。
本発明の太陽電池モジュール用保護フィルムは、上述した本発明のガスバリア性多層蒸着膜を有するフッ素系樹脂フィルムと、少なくともガスバリア性多層蒸着膜上に積層される前記着色用添加剤と紫外性吸収剤と光安定化剤を含む又は紫外性吸収剤と光安定化剤を含む耐熱性の着色又は透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂とを有するものであれば、特に限定されるものではない。本発明においては、太陽電池モジュール用保護フィルムが、太陽電池モジュールを作製した後に、太陽電池素子により発電した電流を外部に取り出すための端子を通すための貫通孔を有していることが好ましい。このような貫通孔の形態としては特に限定されるものではなく、位置、大きさ、形及び数等の具体的な態様は、太陽電池モジュール用保護フィルムを用いる太陽電池モジュールの配線形態等に応じて任意に決定すればよい。
本発明の太陽電池モジュール用保護フィルムには、上記ガスバリア性フィルム以外の他の構成を有していても良い。このような他の構成としては、例えば、端子ボックス取付用のプライマー層を挙げることができる。
次に、本発明の太陽電池モジュール用保護フィルムの製造方法について説明する。本発明の太陽電池モジュール用保護フィルムの製造方法としては、上述した太陽電池モジュール用保護フィルムの各構成を密着性良く積層できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては例えば、接着剤層を介して、上述した本発明の太陽電池保護フィルム用フィルム上に、上記樹脂フィルムをドライラミネートする方法を例示することができる。また、上記ガスバリア性フィルムを用いる場合には、上記ガスバリア性フィルムの両面に接着剤層を介して、それぞれ太陽電池保護フィルム用フィルム、及び樹脂フィルムをドライラミネートする方法を例示することができる。
前記の接着剤の組成系は、水性型、溶液型、エマルジョン型、分散型等のいずれの組成物形態でもよく、また、その性状は、フィルム、シート状、粉末状、固形状等のいずれの形態でもよく、さらに、接着機構については、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれの形態でもよいものである。
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。
また、本発明において、ラミネート用接着剤としては、高耐熱性、耐湿熱性等に対応するために、接着剤を構成するビヒクルの主成分としての樹脂等が、架橋又は硬化して三次元網目状の架橋構造等を形成し得るものを使用することが望ましいものである。
具体的には、ラミネート用接着剤層を構成する接着剤が、硬化剤又は架橋剤の存在下、熱又は光等からなる反応エネルギーにより架橋構造を形成することが好ましいものである。
脂肪族系イソシアネートとしては、例えば、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、脂環系イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、芳香族系イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフチレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)等を使用することができる。
紫外線吸収剤あるいは光安定化剤としては、前述の紫外線吸収剤の1種又はそれ以上、あるいは、光安定化剤の1種又はそれ以上を同様に使用することができる。その使用量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、約0.1〜10重量%位が好ましい。
アンカーコート剤としては、例えば、アルキルチタネート等の有機チタン系、イソシアネート系、ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系、その他等の水性又は油性の各種のアンカーコート剤を使用することができる。
アンカーコート剤は、例えば、ロールコート、グラビアロールコート、キスコート、その他等のコーティング法を用いてコーティングすることができ、そのコーティング量としては、0.1〜5g/m2 (乾燥状態)位が望ましい。
その溶融押出樹脂層の膜厚としては、5〜100μm位、好ましくは、10〜50μm位が望ましい。
プライマーコート剤としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂あるいはその共重合体又は変性樹脂、セルロース系樹脂、その他等をビヒクルの主成分とする樹脂組成物を使用することができる。
本発明においては、例えば、ロールコート、グラビアロールコート、キスコート、その他等のコーティング法を用いてコーティングしてプライマーコート剤層を形成することができ、而して、そのコーティング量としては、0.1〜5g/m2(乾燥状態)位が望ましい。
次に、本発明において、太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール用表面保護フィルムの下に積層する充填剤層について説明すると、充填剤層としては、太陽光が入射し、これを透過して吸収することから透明性を有することが必要であり、また、表面保護フィルム及び裏面保護フィルムとの接着性を有することも必要であり、さらに、光起電力素子としての太陽電池素子の表面の平滑性を保持する機能を果たすために熱可塑性を有すること、さらには、光起電力素子としての太陽電池素子の保護ということから、耐スクラッチ性、衝撃吸収性等に優れていることが必要である。
具体的には、充填剤層としては、例えば、フッ素系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸、又は、メタクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、その他等の樹脂の1種又は2種以上の混合物を使用することができる。
而して、本発明においては、太陽光の入射側の充填剤としては、耐光性、耐熱性、耐水性等の耐候性を考慮すると、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂が望ましい素材である。
充填剤層の厚さとしては、200〜1000μm位、好ましくは、350〜600μm位が望ましい。
次に、本発明において、太陽電池モジュールを構成する光起電力素子としての太陽電池素子について説明すると、太陽電池素子としては、従来公知のもの、例えば、単結晶シリコン型太陽電池素子、多結晶シリコン型太陽電池素子等の結晶シリコン太陽電子素子、シングル接合型あるいはタンデム構造型等からなるアモルファスシリコン太陽電池素子、ガリウムヒ素(GaAs)やインジウム燐(InP)等のIII−V族化合物半導体太陽電子素子、カドミウムテルル(CdTe)や銅インジウムセレナイド(CuInSe2 )等のII−VI族化合物半導体太陽電子素子、有機太陽電池素子、その他等を使用することができる。さらに、薄膜多結晶性シリコン太陽電池素子、薄膜微結晶性シリコン太陽電池素子、薄膜結晶シリコン太陽電池素子とアモルファスシリコン太陽電池素子とのハイブリット素子等も使用することができる。本発明において、太陽電池素子は、例えば、ガラス基板、プラスチック基板、金属基板、その他等の基板の上に、pn接合構造等の結晶シリコン、p−i−n接合構造等のアモルファスシリコン、化合物半導体等の起電力部分が形成されて太陽電池素子を構成するものである。
次に、本発明において、太陽電池モジュールを構成する光起電力素子の下に積層する充填剤層について説明すると、充填剤層としては、太陽電池モジュール用表面保護フィルムの下に積層する充填剤層と同様に、裏面保護フィルムとの接着性を有することも必要であり、さらに、光起電力素子としての太陽電池素子の裏面の平滑性を保持する機能を果たすために熱可塑性を有すること、さらには、光起電力素子としての太陽電池素子の保護ということから、耐スクラッチ性、衝撃吸収性等に優れていることが必要である。
しかし、太陽電池モジュールを構成する光起電力素子の下に積層する充填剤層としては、太陽電池モジュール用表面保護フィルムの下に積層する充填剤層と異なり、必ずしも、透明性を有することを必要としないものである。
本発明においては、充填剤層を構成する樹脂には、耐熱性、耐光性、耐水性等の耐候性等を向上させるために、その透明性を損なわない範囲で、例えば、架橋剤、熱酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、光酸化防止剤、その他等の添加剤を任意に添加し、混合することができるものである。
充填剤層の厚さとしては、200〜1000μm位、より好ましくは、350〜600μm位が望ましい。
次に、本発明において、前記のような材料を使用して太陽電池モジュールを製造する方法について説明すると、製造法としては、公知の方法、例えば、本発明に係る太陽電池モジュール用裏面保護フィルムを使用し、例えば、太陽電池モジュール用表面保護フィルム、充填剤層、光起電力素子としての太陽電池素子、充填剤層、及び、本発明に係る太陽電池モジュール用裏面保護フィルムを順次に積層し、さらに、必要ならば、各層間に、その他の素材を任意に積層し、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ラミネーション法等の通常の成形法を利用し、各層を一体成形体として加熱圧着成形して、太陽電池モジュールを製造することができる。
太陽電池モジュールにおいて、着色用添加剤と紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、又は、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムが、外面側に位置して積層され、他方、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムが、内面側に位置して積層されることが望ましいものである。
また、必要ならば、各層間の接着性等を高めるために、(メタ)アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、その他等の樹脂をビヒクルの主成分とする加熱溶融型接着剤、溶剤型接着剤、光硬化型接着剤、その他等を使用することができる。
前処理のコート剤層としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂あるいはその共重合体又は変性樹脂、セルロース系樹脂、その他等をビヒクルの主成分とする樹脂組成物を使用することができる。
また、上記において、コート剤層の形成法としては、例えば、溶剤型、水性型、あるいは、エマルジョン型等のコート剤を使用し、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を用いてコートすることができる。
(測定方法)
作成した太陽電池モジュール用のガスバリア性フッ素系樹脂フィルムの水蒸気透過度、接着強度、空隙サイズ及び耐久性及び耐候性試験、膜厚についての評価は、以下の測定方法により測定し、評価した。
ポリエステルフィルムの両面にプラズマCVD法により炭素含有珪素酸化物薄膜を形成し、ガスバリア性塗膜層、硬化樹脂層及び透明電極層を設けた耐湿熱性透明導電積層体のヘイズ値を求めた。ヘイズの測定は、スガ試験機製ヘイズメーターを使用し、85℃、85%RHの恒温恒湿槽に6時間保持した後、JIS K−7105に準拠してヘイズを測定した。
フッ素系樹脂フィルムの片面にプラズマCVD法により珪素酸化物薄膜を形成し、さらに反応性イオンクラスタービーム法を用いて珪素酸化物薄膜を形成したガスバリア性多層蒸着膜を施したフッ素系樹脂フィルム等の処理したフッ素系樹脂フィルムの水蒸気透過度を測定した。水蒸気透過度の測定は、JIS K6549に準拠し、カップ法を使用し、測定温度40℃、湿度90%RHの条件下で水蒸気透過度測定装置(米国MOCON社製、AQUATRAN)を用いて測定した。
JIS Z0237に準拠し、試料シートを長さ50mm×幅15mmで切り出した短冊状シートにおけるガスバリア性フィルムの接着力評価を、T字剥離(90°)法によりテンシロン万能試験機を用いて、剥離速度50mm/minにて実施した。
フッ素系樹脂基材の表面に各種蒸着装置を用いて形成した珪素酸化物の膜を常温常圧下、ナノ空孔計測装置PALS−1(フジ・インバック株式会社製)を用いて短パルス化した低速陽電子ビームを利用することにより測定した。
図6に示すような太陽電池モジュールを想定した評価用サンプルを作製し、耐久(高温高湿)試験として、85℃、85%RHの条件下で、3500時間保管し、ガスバリア性フィルムにおける基材フィルムと蒸着層間の外観検査により評価を実施した。また、耐候性試験として、紫外線照射装置を用いて、サンシャインカーボン燈を照射する条件下で、3500時間照射した後のシートの黄変度により評価を行った。
蛍光X線分析装置RIX2000(株式会社リガク製)を用いて、各蒸着法により形成した蒸着フィルムの珪素(Si)のピーク強度を測定し、その測定値を酸化珪素(SiO2)膜厚として換算した。
次に、本発明の実施例及び比較例において、基材フィルムに珪素酸化物の蒸着膜を形成する際に用いている、プラズマCVD法、反応性イオンクラスタービーム法、真空蒸着法の各蒸着法による珪素酸化物の蒸着膜を形成する方法を以下に説明する。
本発明において、珪素酸化物薄膜をプラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)により形成する場合、まず、厚さ30μmの紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルム(電気化学工業製 デンカDXフィルム(DX-14S))からなる基材フィルムを巻き取り式のプラズマ化学気相成長装置の送り出しロールに装着し、そのフィルムの蒸着層を形成する面に、コロナ放電処理を施すか、又はコロナ処理が施されたフィルムのコロナ処理面に下記に示す条件下で厚さ10nmの珪素酸化物の蒸着層を形成した。
(蒸着条件)
反応ガス混合比:へキサメチルジシロキサン:酸素ガス:ヘリウム:アルゴン=12:5:5:5(単位:slm)
蒸着圧力:1.8×10-2Pa
搬送速度:150m/min
出力:15kW
本発明において、ガスバリア性層を適用する際に使用する蒸着膜を反応性イオンクラスタービーム法により形成する場合については、プラズマCVD法による珪素酸化物膜を形成した紫外線吸収性フッ素系樹脂の珪素酸化物膜面に下記に示す条件下で厚さ40nmの珪素酸化物の蒸着膜を形成した。
(蒸着条件)
蒸着材料:酸化珪素(SiO)
反応ガス:酸素ガス
真空度 :第1室(クラスター発生部) 6.3×10-3Pa
:第2室(蒸着部) 4.2×10-1Pa
ライン速度:10m/min
パワー :2kW
本発明において、ガスバリア性層を適用する際に使用する蒸着膜を真空蒸着法により形成する場合、プラズマCVD法による珪素酸化物膜を形成した紫外線吸収性フッ素系樹脂を巻き取り式の真空蒸着装置の送り出しロールに装着し、そのフィルムの珪素酸化物膜面に、酸化珪素を蒸着源に用いて、酸素ガスを供給しながら、電子ビーム(EB)加熱方式を用いて、下記に示す条件下で厚さ40nmの珪素酸化物の蒸着層を形成した。
(蒸着条件)
蒸着材料:酸化珪素(SiO)
反応ガス:酸素ガス
真空度 :4.8×10-2Pa
搬送速度:540m/min
パワー:2kW
厚さ30μmの紫外線吸収性化合物を含有したフッ素系樹脂フィルム(紫外性吸収性フッ素系樹脂:電気化学工業株式会社製 デンカDXフィルム(DX-14S))の片面に高周波プラズマCVD法によりヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を蒸着モノマー材料として用い、厚さ10nmの珪素酸化物膜を形成後、さらに形成した珪素酸化物蒸着膜の上に反応性イオンクラスタービーム法を用いて厚さ50nmの珪素酸化物膜を形成し、ガスバリア性多層蒸着膜層とした(図1参照)。得られたガスバリア性多層蒸着膜を形成した紫外性吸収性フッ素系樹脂フィルムに、ウレタン系接着剤(東洋モートン株式会社製AD503)10部、イソシアネート系硬化剤(東洋モートン株式会社製CAT−10)1部の割合の接着剤を塗布量が4.0g/m2となるように適用し、厚さ10μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP:東レフィルム加工株式会社製トレファンNO ZK93KM)を貼り合わせ、太陽電池モジュール用保護フィルムを作製した(図5参照)。作製した太陽電池モジュール用保護フィルムについて、水蒸気透過度、接着強度についての測定を行い、評価を実施した。また、太陽電池モジュールに求められる耐久性及び耐候性試験については、作製した太陽電池モジュール用保護フィルムのガスバリア性多層蒸着膜が形成された面同士を向かい合わせ、太陽電池充填材(セル)を両側からサンドイッチするように上記接着剤を用いて接着一体化して太陽電池モジュールを想定した評価用サンプルを作製し、耐久(高温高湿)試験として、85℃、85%RHの条件下で、3500時間保管し、蒸着層間の外観検査により、また、耐候性試験として、紫外線照射装置を用いて、サンシャインカーボン燈を照射する条件下で、3500時間照射した後のシートの黄変度により、それぞれ評価を実施した。
その結果は、表のとおりで、水蒸気透過度、接着強度、外観変化のない優れた耐久性及び耐候性を示した。
下記の点を除き、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用保護フィルム、評価用サンプルとしての太陽電池モジュールを作製した。
厚さ30μmの紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルムの片面にプラズマCVD法を用いて形成した厚さ10nmの珪素酸化物膜を形成し、さらに反応性イオンクラスタービーム法により厚さ40nmの珪素酸化物膜を順次積層形成してガスバリア性多層蒸着膜とし、その上にさらに水酸基含有アクリル樹脂、イソシアネート化合物及びシランカップリング剤を含むアンカーコート剤をグラビアコート法により塗工し、反応硬化させて得られる厚さ0.5μmの平滑層を形成した後、反応性イオンクラスタービーム法により厚さ40nmの珪素酸化物膜を重層させ、ガスバリア性多層蒸着膜層を形成した(図2参照)。
得られたガスバリア性の紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルムに、実施例1と同様に厚さ100μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを接着剤により貼り合わせ、太陽電池モジュール用保護フィルム及び評価用太陽電池モジュールを作製し、測定・評価を実施した。
厚さ30μmの紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルムの片面に、真空蒸着法(電子ビーム方式)により前記蒸着条件下で厚さ50nmの珪素酸化物膜を形成した(図3参照)。得られたガスバリア性の紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルムに、実施例1と同様に厚さ100μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを接着剤を介して貼り合わせ、太陽電池モジュール用保護フィルム及び評価用太陽電池モジュールを作製し、測定・評価を実施した。
厚さ30μmの紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルムの片面に高周波プラズマCVD法を用いて厚さ10nmの珪素酸化物膜を形成後、さらに真空蒸着法(電子ビーム方式)により厚さ40nmの珪素酸化物膜を形成した(図4参照)。得られたガスバリア性の紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルムに、実施例1と同様に厚さ100μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを接着剤により貼り合わせ、太陽電池モジュール用保護フィルム及び評価用太陽電池モジュールを作製し、測定・評価を実施した。
厚さ30μmの紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルムの片面に、実施例1の高周波プラズマCVD法の蒸着条件を、搬送速度:25m/min、蒸着圧力:1.1×10-2Paに変更した以外は同じ条件下で厚さ50nmの珪素酸化物膜を形成した(図3参照)。上記得られたガスバリア性の紫外線吸収性フッ素系樹脂フィルムに、実施例1と同様に厚さ100μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを接着剤により貼り合わせ、太陽電池モジュール用保護フィルム及び評価用太陽電池モジュールを作製し、測定・評価を実施した。
実施例1、2に見られるようにガスバリア性はプラズマCVD法処理後に、反応性イオンクラスタービーム法を適用した多層蒸着膜構造とすることにより水蒸気透過度は非常に小さな値となり、従来のガスバリア性層では得られなかった優れた性能を示すとともに、実施例1、2、4及び5のCVD法処理により珪素酸化物の蒸着膜を形成した後、イオンクラスタービーム法により珪素酸化物の蒸着膜を形成した実施例と従来の物理蒸着の蒸着膜を直接形成した比較例1の剥離強度及び耐久性試験の結果の比較から、CVD法による蒸着膜を介在させることで非常に密接着性が良く、接着界面での浮き上がりが生じることのない、優れた結果を示していることがわかる。また反応性イオンクラスタービーム法による蒸着膜が形成されたものは、蒸着膜の空隙サイズが小さく、ガスバリア性がよい傾向にある。
ガスバリア性蒸着層を多重層化することで非常に優れたガスバリア性が得られることがわかる。
2:CVD法で成膜した珪素酸化物の蒸着膜
3:反応性イオンクラスタービーム法で成膜した蒸着膜
4:平滑層
5:真空蒸着法で成膜した珪素酸化物蒸着層
6:ガスバリア性フィルム
7:ポリオレフィン系樹脂フィルム
8:太陽電池モジュール用保護フィルム
9:太陽電池部(セル)
10:太陽電池用モジュール
21:イオンクラスタービーム装置
22:隔壁
23:第1室
24:第2室
25:坩堝
26:噴射ノズル
27:イオン化部
28:加速電極部
29:開口部
30:プラスチックフィルム
31:冷却ドラム
32:ガス導入管の出口部
41:プラズマ化学気相成長装置
42:真空チャンバー
43:巻き出しロール
44、53:補助ロール
45:冷却・電極ドラム
46、47:ガス供給装置
48:原料揮発供給装置
49:原料供給ノズル
50:グロー放電プラズマ
51:電源
52:マグネット
54:巻き取りロール
55:真空ポンプ
Claims (16)
- 保護フィルム、充填剤層、光起電力素子、充填剤層、及び保護フィルムの積層構造を含む太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール用保護フィルムにおいて、該保護フィルムがフッ素系樹脂フィルムの一方の面に、CVD法により珪素酸化物の蒸着膜を設け、さらに、反応性イオンクラスタービーム法により珪素酸化物の蒸着膜を重層してなるガスバリア性層を設けたガスバリア性フィルムを含むことを特徴とする太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 保護フィルム、充填剤層、光起電力素子、充填剤層、及び保護フィルムの積層構造を含む太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール用保護フィルムにおいて、該保護フィルムがフッ素系樹脂フィルムの一方の面に、CVD法により珪素酸化物の蒸着膜を設け、さらに、反応性イオンクラスタービーム法により珪素酸化物の蒸着膜を重層してなるガスバリア性層を設けたガスバリア性フィルムのガスバリア性層に、さらに平滑層を介して反応性イオンクラスタービーム法により珪素酸化物の蒸着膜を重層してなるガスバリア性層を設けてなるガスバリア性フィルムを含むことを特徴とする太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 保護フィルム、充填剤層、光起電力素子、充填剤層、及び保護フィルムの積層構造を含む太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール用保護フィルムにおいて、該保護フィルムがフッ素系樹脂フィルムの一方の面に、CVD法により珪素酸化物の蒸着膜を設け、さらに、反応性イオンクラスタービーム法により珪素酸化物の蒸着膜を重層してなるガスバリア性層を設けたガスバリア性フィルムの少なくとも多層蒸着膜面側に、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性のポリオレフィン系樹脂フィルム、又は、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層した構成からなる紫外線カット性及びガスバリア性を有するプラスチックフィルムであることを特徴とする太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 保護フィルム、充填剤層、光起電力素子、充填剤層、及び保護フィルムの積層構造を含む太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール用保護フィルムにおいて、該保護フィルムがフッ素系樹脂フィルムの一方の面に、CVD法により珪素酸化物の蒸着膜を設け、さらに、反応性イオンクラスタービーム法により珪素酸化物の蒸着膜を重層してなるガスバリア性層を設けたガスバリア性フィルムのガスバリア性層に、さらに平滑層を介して反応性イオンクラスタービーム法により珪素酸化物の蒸着膜を重層してなるガスバリア性層を設けてなるガスバリア性フィルムの少なくとも多層蒸着膜面側に、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性のポリオレフィン系樹脂フィルム、又は、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層した構成からなる太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 保護フィルム、充填剤層、光起電力素子、充填剤層、及び保護フィルムの積層構造を含む太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール用保護フィルムにおいて、該保護フィルムが前記請求項1又2に記載の太陽電池モジュール用保護フィルムにおけるガスバリア性フィルムの2層以上を強靱性樹脂フィルムを介して重層したガスバリア性フィルムの重層体の少なくとも多層蒸着膜面側に、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性のポリオレフィン系樹脂フィルム、又は紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層した構成からなる太陽電池モジュール用保護フィルム。
- ポリオレフィン系樹脂フィルムが、ポリプロピレン系樹脂フィルム、又は、ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリブテン、ポリイソブチレン若しくは環状ポリオレフィンからなるポリエチレン系樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- ポリオレフィン系樹脂フィルムが、プロピレンの単独重合体又はプロピレンと他のモノマーとの共重合体からなるポリプロピレン系樹脂フィルムからなることを特徴とする請求3〜6のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 強靱性樹脂フィルムが、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリプロピレン系樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- ガスバリア性フィルムのプラズマCVD法によって形成された珪素酸化物の蒸着層が有機珪素系化合物を蒸着原料とした珪素酸化物の蒸着膜であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- フッ素系樹脂フィルムが紫外線吸収性化合物を含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 紫外線吸収剤が、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サルチレート系、アクリルニトリル系、無機系の紫外線吸収剤の1種又はそれ以上からなることを特徴とする請求項3〜10のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 光安定化剤が、ヒンダードアミン系化合物の1種又はそれ以上からなることを特徴とする請求項3〜11のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 平滑層がアンカーコート剤であって、水酸基含有アクリル樹脂、イソシアネート化合物及びシランカップリング剤を含むアンカーコート剤をグラビアコート法により塗工し、反応硬化させたものであることを特徴とする請求項2、4、又は6〜12のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 平滑層が珪素酸化物の蒸着膜に形成したアンカーコート剤であって、アンカーコート剤の厚さが0.5μmであることを特徴とする請求項2、4、又は6〜13のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用保護フィルム。
- 保護フィルム、充填剤層、光起電力素子としての太陽電池素子、充填剤層、及び保護フィルムを含む太陽電池モジュールにおいて、前記保護フィルムが請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール用保護フィルムであって、該保護フィルムの少なくともガスバリア性フィルムの多層蒸着膜の面に、着色用添加剤と紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、又は紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層した構成からなる太陽電池モジュール用保護シート、又は、ガスバリア性多層蒸着膜にさらに平滑層を介して反応性イオンクラスタービーム法により珪素酸化物を重層し、少なくとも重層したガスバリア性多層蒸着膜の面に、着色用添加剤と紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、又は紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層した構成からなる太陽電池モジュール用保護シート、あるいは請求項1又は2に記載のガスバリア性多層蒸着膜を2層以上を強靱性樹脂フィルムを介して重層し、さらに、少なくとも重層した重層体のガスバリア性多層蒸着膜の面に、着色用添加剤と紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、又は紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層した構成からなる太陽電池モジュール用保護シートを順次に積層し、これらを真空吸引して加熱圧着ラミネーション法等により一体成形体としたことを特徴とする太陽電池モジュール。
- 着色用添加剤と紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の着色ポリオレフィン系樹脂フィルム、あるいは紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムが、外面側に位置して積層され、他方、紫外線吸収剤と光安定化剤とを含む耐熱性の透明又は半透明ポリオレフィン系樹脂フィルムが、内面側に位置して積層されることを特徴とする上記の請求項15に記載する太陽電池モジュール。
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