JP2012084587A - 太陽電池モジュール用保護シート及び太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール用保護シート及び太陽電池モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】基材フィルムとフッ素樹脂層との接着強度を長期間にわたって十分に確保することが可能な太陽電池モジュール用保護シートおよびこれを用いた太陽電池モジュールの提供。
【解決手段】基材フィルムの少なくとも一方の面に、官能基を有する熱接着性樹脂からなる熱接着性樹脂層が直接接着され、該熱接着性樹脂層に前記熱接着性樹脂の官能基と反応して化学結合を形成可能な官能基を有するフッ素樹脂からなるフッ素樹脂層が直接接着されてなることを特徴とする太陽電池モジュール用保護シート。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールの表面保護シートまたは裏面保護シートとして用いられる太陽電池モジュール用保護シートと、それを備えた太陽電池モジュールに関する。
太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールは、大気汚染や地球温暖化などの環境問題に対応して、二酸化炭素を排出せずに発電できるクリーンなエネルギー源として注目されている。
一般に、太陽電池モジュールは、光電変換を行う太陽電池セルと、太陽電池セルの両面に積層された封止材（充填層）と、封止材の表面側に積層された表面保護シート（フロントシート）と、封止材の裏面側に積層された裏面保護シート（バックシート）とから概略構成されている。
太陽電池モジュールの主な構成は、光発電素子である太陽電池セル、電気回路のショートを防ぐ電気絶縁体である封止材、およびそれらを保護する保護シートからなる。この太陽電池モジュールの受光面側（表面側）とその裏面側には、それぞれ表面保護シートと裏面保護シートが接着されている。屋外および屋内において長期間の使用に耐えうる耐候性および耐久性を太陽電池モジュールに持たせるためには、太陽電池セルおよび封止材を風雨、湿気、砂埃、機械的な衝撃などから守り、太陽電池モジュールの内部を外気から遮断して密閉した状態に保つことが必要である。このため、太陽電池モジュール用保護シートには、耐候性に優れることが求められる。
一般的な太陽電池モジュール用保護シートの構成としては、基材フィルムに耐候性および耐久性を付与するためにポリフッ化ビニル樹脂フィルムが貼り合わされているものが多い。しかし、ポリフッ化ビニル樹脂フィルムは価格が高く、さらに供給量が少ないため入手しにくいという問題点があった。
そこで、ポリフッ化ビニル樹脂フィルムに代えて、ポリエステルフィルムなどの基材フィルム上にフッ素樹脂塗料で同様の層を形成することが提案されている。しかし、通常のフッ素樹脂塗料は、基材フィルム上に塗布、硬化させてフッ素樹脂層を形成した場合、該フッ素樹脂層と基材フィルムとの接着性が十分に得られず、剥離し易いという問題があった。この問題を解消するため、他の材料との接着性が高いフッ素樹脂として、例えば、特許文献１，２に開示された技術が提案されている。
特許文献１（ＷＯ２００６／１３４７６４）には、酸無水物残基等の官能基を含有するフッ素樹脂層と、エポキシ基等の官能基を有する熱接着性樹脂層とが、共押出等の手段により直接積層されたフッ素樹脂多積層体が開示されている。
特許文献２（特表２００５−５３４５２０号公報）には、任意成分としての保護層（Ａ）、フロオロポリマーと、アルキル（メタ）アクリレート単位からなる官能化されたポリマーからなる層（Ｂ）、エチレン／アルキル（メタ）アクリレート／不飽和エポキシドコポリマーをベースにした層（Ｃ）、ポリオレフィンの結合層（Ｄ）を共押出等により積層した多層フィルムが開示されている。
ＷＯ２００６／１３４７６４ 特表２００５−５３４５２０号公報
太陽電池モジュール用保護シートは、野外での長期使用に耐えるために十分な耐候性、耐水性等が要求され、そのためには基材フィルムとフッ素樹脂層との接着強度が長期間にわたって十分に確保されていなければならない。前記基材フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）などが主に用いられている。
しかしながら、特許文献１，２には、ＰＥＴなどの基材フィルムに対する前記積層フィルムの接着性については十分記載されておらず、ＰＥＴフィルムに積層する場合に十分な接着強度が得られる各樹脂層の構成、特に、基材フィルムとフッ素樹脂層との接着強度を長期間にわたって十分に確保するための各樹脂層の構成については全く記載されていない。
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、基材フィルムとフッ素樹脂層との接着強度を長期間にわたって十分に確保することが可能な太陽電池モジュール用保護シートおよびこれを用いた太陽電池モジュールの提供を課題とする。
前記課題を達成するため、本発明は、基材フィルムの少なくとも一方の面に、官能基を有する熱接着性樹脂からなる熱接着性樹脂層が直接接着され、該熱接着性樹脂層に前記熱接着性樹脂の官能基と反応して化学結合を形成可能な官能基を有するフッ素樹脂からなるフッ素樹脂層が直接接着されてなることを特徴とする太陽電池モジュール用保護シートを提供する。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記フッ素樹脂の官能基が酸無水物残基であることが好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記フッ素樹脂がエチレン／テトラフルオロエチレン系共重合体とエチレン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体との一方又は両方からなるものであることが好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記熱接着性樹脂の官能基がグリシジル基であることが好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記熱接着性樹脂がポリオレフィン系樹脂からなることが好ましい。
また本発明は、前記太陽電池モジュール用保護シートを用いてなる太陽電池モジュールを提供する。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートは、基材フィルムの少なくとも一方の面に、官能基を有する熱接着性樹脂からなる熱接着性樹脂層が直接接着され、該熱接着性樹脂層に前記熱接着性樹脂の官能基と反応して化学結合を形成可能な官能基を有するフッ素樹脂からなるフッ素樹脂層が直接接着されてなる構成としたことによって、基材フィルムとフッ素樹脂層との接着強度を長期間にわたって十分に確保することができ、耐久性に優れた太陽電池モジュール用保護シートを提供できる。
本発明の太陽電池モジュールは、表面保護シートと裏面保護シートとの一方又は両方に、本発明に係る前記太陽電池モジュール用保護シートを用いたものなので、長期間にわたり優れた耐候性を確保することができる。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第一の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第二の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第三の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第四の実施形態を示す概略断面図である。 比較例１で作製した太陽電池モジュール用保護シートを示す概略断面図である。 比較例２で作製した太陽電池モジュール用保護シートを示す概略断面図である。 比較例３で作製した太陽電池モジュール用保護シートを示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。
以下、図面を参照して本発明の太陽電池モジュール用保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュールの実施形態を説明する。
（１）第一の実施形態
図１は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第一の実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０は、基材フィルム１１の両方の面に、官能基を有する熱接着性樹脂からなる熱接着性樹脂層１２，１２が直接接着され、該熱接着性樹脂層１２，１２に前記熱接着性樹脂の官能基と反応して化学結合を形成可能な官能基を有するフッ素樹脂からなるフッ素樹脂層１３，１３が直接接着された構成になっている。
この太陽電池モジュール用保護シート１０は、太陽電池モジュールの表面保護シート（以下、フロントシートと記す）または裏面保護シート（以下、バックシートと記す）に適用されるものである。
基材フィルム１１としては、太陽電池モジュール用保護シートとして実用上十分な電気絶縁性、耐候性、防湿性を有し、かつ熱接着性樹脂層１２が積層可能であればよく、一般に太陽電池モジュール用保護シートにおける樹脂フィルムとして用いられている各種の樹脂フィルムの中から適宜選択して使用することができる。
基材フィルム１１に用いられる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのビニルアルコール系樹脂、ポリフェニレンオキサイド系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ビニルアセタール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、フッ素系樹脂などの樹脂からなる樹脂のフィルムまたはシートが用いられる。これらの樹脂フィルムのなかでも、ポリエステルからなるフィルムが好ましく、より具体的にはＰＥＴフィルムが好適である。
基材フィルム１１の厚みは、太陽電池モジュールに要求される電気絶縁性に基づいて適宜設定される。例えば、基材フィルム１１が樹脂フィルムである場合、その厚みが１０μｍ〜３００μｍの範囲であることが好ましい。より具体的には、基材フィルム１１がＰＥＴフィルムである場合、軽量性および電気絶縁性の観点から、その厚みが１０μｍ〜３００μｍの範囲であることが好ましく、２０μｍ〜２５０μｍの範囲であることがより好ましく、３０μｍ〜２００μｍの範囲であることが特に好ましい。
前記熱接着性樹脂層１２は、前記フッ素樹脂が有する官能基に対し、化学結合が可能な官能基を有する熱接着性樹脂からなり、基材フィルム１１の表面に直接接着されている。この熱接着性樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、密度：０．９１０ｇ／ｃｍ３以上、０．９３０ｇ／ｃｍ３未満）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ、密度：０．９３０ｇ／ｃｍ３以上、０．９４２ｇ／ｃｍ３未満）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、密度：０．９４２ｇ／ｃｍ３以上）などのポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、シクロオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体などが挙げられ、それらの中でもポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂が好ましい。
熱接着性樹脂層１２に含まれる官能基としては、前記フッ素樹脂が有する官能基に対し、化学結合が可能な官能基が選択される。前記フッ素樹脂が有する官能基が酸無水物残基である場合、熱接着性樹脂層１２に含まれる官能基としては、グリシジル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアナート基などが挙げられる。前記熱接着性樹脂中の官能基の含有量は、０．０１〜１０モル％（ここで、モル％とは、（官能基のモル数／熱接着性樹脂の全繰り返し単位モル数）×１００で算出された値を言う）の範囲が好ましく、０．０５〜５モル％の範囲がより好ましい。
本発明の特に好ましい実施形態において、前記フッ素樹脂が有する官能基が酸無水物残基である場合、熱接着性樹脂層１２に含まれる官能基はグリシジル基である。さらに、グリシジル基を有する熱接着性樹脂層１２としては、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体を用いることが好ましい。
このエチレン−グリシジルメタクリレート共重合体の好ましい市販品としては、「ＬＯＴＡＤＥＲ ＡＸ８８４０」（商品名、アルケマ社製）などが挙げられる。
前記フッ素樹脂層１３は、前記熱接着性樹脂層１２に含まれる官能基と化学結合可能な官能基を有するフッ素樹脂からなり、前記熱接着性樹脂層１２の表面に直接接着されている。前記フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン／ペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）系共重合体、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、テトラフルオロエチレン／ペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン系共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン系共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体などが挙げられる。本発明の特に好ましい実施形態において、前記フッ素樹脂は、エチレン／テトラフルオロエチレン系共重合体とエチレン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体との一方又は両方からなるものであることが好ましい。
前記フッ素樹脂に含まれる官能基としては、酸無水物残基、カルボキシル基、エポキシ基、酸ハライド基などが挙げられる。これらの官能基の中でも、フッ素樹脂層１３と熱接着性樹脂層１２との接着強度が強くなり、しかも高い接着強度を長期にわたり維持できる点から、酸無水物残基が好ましい。前記フッ素樹脂中の官能基の含有量は、０．０１〜１０モル％の範囲が好ましく、０．０５〜５モル％の範囲がより好ましい。
この酸無水物残基を含むフッ素樹脂を得るには、前記フッ素樹脂を構成する含フッ素モノマー、エチレンモノマーなどの他のモノマー、官能基含有モノマーを反応器に供給し、重合開始剤の存在下で共重合反応させて得ることができる。官能基含有モノマーとしては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などが挙げられる。この共重合反応は、一般に用いられているラジカル重合開始剤及び連鎖移動剤を用いて共重合させる方法を採用できる。重合方法としては、従来周知の塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などが挙げられる。
この重合に使用される重合開始剤としては、例えば、ピバロイルｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド等のペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート等のペルオキシイソブチレートなどが挙げられる。
溶液重合の媒体としては、フッ化炭化水素、フッ化塩化炭化水素、アルコール、炭化水素等の有機溶媒、水性媒体等が挙げられ、その中でもフッ化炭化水素が好ましい。
連鎖移動剤としては、１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン、等のクロロフルオロハイドロカーボン、ペンタンやヘキサン等の炭化水素が挙げられる。
この重合条件は特に限定されないが、例えば、重合温度は０〜１００℃が好ましく、３０〜８０℃がより好ましい。また重合圧力は０．１〜１０ＭＰａの範囲が好ましく、０．５〜３ＭＰａの範囲がより好ましい。重合時間は、重合温度、重合圧力、モノマーの種類等により適宜設定可能であり、通常は１〜３０時間程度が好ましい。
前記熱接着性樹脂層１２と前記フッ素樹脂層１３とは、共押出法によって前記基材フィルム１１の表面に積層することが好ましい。より好ましくは、前記熱接着性樹脂を共押出装置の一方の押出機に投入し、他方の押出機に前記フッ素樹脂を供給し、Ｔダイ共押出法によって基材フィルム１１を一定の速度にて移動させながら、基材フィルム１１の一方の面に、熱接着性樹脂層１２と、フッ素樹脂層１３との順に積層する。その後、基材フィルム１１の他方の面にも同様に熱接着性樹脂層１２とフッ素樹脂層１３とを積層することによって、図１に示す構成の太陽電池モジュール用保護シート１０を製造する。
前記共押出によって形成された熱接着性樹脂層１２とフッ素樹脂層１３との層間では、それぞれの官能基が反応し、化学結合が生じることで、これらの層間は強固に接着される。また、熱接着性樹脂層１２は、基材フィルム１１の表面に強固に熱融着される。その結果、基材フィルム１１の両面には、熱接着性樹脂層１２，１２を介してフッ素樹脂層１３，１３が強固に接着される。
この太陽電池モジュール用保護シート１０において、前記熱接着性樹脂層１２とフッ素樹脂層１３との厚みは特に限定されないが、通常は１０μｍ〜２００μｍの範囲であることがより好ましく、１５μｍ〜１５０μｍの範囲であることがさらに好ましい。
基材フィルム１１、熱接着性樹脂層１２及びフッ素樹脂層１３には、必要に応じて、顔料、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
顔料としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されない。例えば、二酸化チタン、カーボンブラック等が挙げられる。
紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、蓚酸アニリド系、シアノアクリレート系およびトリアジン系等が挙げられる。
本実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０は、基材フィルム１１の両方の面に、官能基を有する熱接着性樹脂からなる熱接着性樹脂層１２，１２が直接接着され、該熱接着性樹脂層１２，１２に前記熱接着性樹脂の官能基と反応して化学結合を形成可能な官能基を有するフッ素樹脂からなるフッ素樹脂層１３，１３が直接接着されてなる構成なので、基材フィルム１１とフッ素樹脂層１３との接着強度を長期間にわたって十分に確保することができ、耐久性に優れた太陽電池モジュール用保護シートを提供できる。
なお、本実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０は、基材フィルム１１の両方の面にそれぞれ熱接着性樹脂層１２，１２及びフッ素樹脂層１３，１３を積層した構成としているが、基材フィルム１１の片面のみに熱接着性樹脂層１２及びフッ素樹脂層１３を積層した構成としてもよい。
（第二の実施形態）
図２は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第二の実施形態を示す概略断面図である。
図２において、図１に示した太陽電池モジュール用保護シート１０と同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート２０は、太陽電池モジュールのバックシートに適用される。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート２０は、基材フィルム１１の一方の面に、前記熱接着性樹脂層１２が直接接着され、該熱接着性樹脂層１２上に前記フッ素樹脂層１３が直接接着され、基材フィルム１１の他方の面に、接着層１４を介して白色熱接着性層１５が積層された構成になっている。
前記接着層１４を構成する接着剤としては、ポリアクリル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルポリウレタン系接着剤などが用いられる。これらの接着剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記白色熱接着性層１５は、太陽電池モジュールを構成する封止材との接着に用いられる熱接着層をなしている。ここで、熱接着性とは、加熱処理によって接着性を発現する特性である。接着性を発現する加熱処理の温度は、５０〜２００℃の範囲が好ましい。また、この白色熱接着性層１５は、太陽電池モジュールの裏面側に接着し、太陽電池モジュールから漏れだした光を反射してモジュール側に戻すことで、太陽電池モジュールの発電効率を向上させる機能も意図されている。
前記白色熱接着性層１５は、ベースとなる熱接着性樹脂に白色顔料を均一に分散させた材料からなっている。この熱接着性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、密度：０．９１０ｇ／ｃｍ３以上、０．９３０ｇ／ｃｍ３未満）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ、密度：０．９３０ｇ／ｃｍ３以上、０．９４２ｇ／ｃｍ３未満）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、密度：０．９４２ｇ／ｃｍ３以上）などのポリエチレン樹脂；ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）；オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、シクロオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などが挙げられる。その中でも、太陽電池モジュールの封止材との熱接着性が良好に得られるなどの点から、ＥＶＡが好ましい。
前記白色熱接着性層１５に含有させる白色顔料としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、シリカなどが用いられる。具体的には、二酸化チタン、耐久性を付与するために酸化ケイ素で処理したルチル型二酸化チタンである「Ｔｉ−Ｐｕｒｅ Ｒ１０５」（商品名、デュポン社製）、ジメチルシリコーンの表面処理によってシリカ表面の水酸基を修飾した疎水性シリカである「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ ＴＳ ７２０」（商品名、Ｃａｂｏｔ社製）などが好適に用いられる。
前記白色熱接着性層１５の厚みは、本発明の効果を損なわない限り特に制限されず、例えば、１μｍ〜２００μｍの範囲であることが好ましく、軽量性および電気絶縁性などの観点から、１０μｍ〜２００μｍの範囲であることがより好ましく、１５μｍ〜１５０μｍの範囲であることがさらに好ましい。
本実施形態の太陽電池モジュール用保護シート２０は、前記第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０と同様の効果が得られ、さらに、白色熱接着性層１５が設けられたことにより、太陽電池モジュールの封止材に対する接着性を向上させることができる。したがって、本実施形態の太陽電池モジュール用保護シート２０を太陽電池モジュールに適用することにより、太陽電池モジュールの封止材から剥がれにくくなり、長期に亘り、耐候性に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
（第三の実施形態）
図３は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第三の実施形態を示す概略断面図である。
図３において、図１に示した太陽電池モジュール用保護シート１０と同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート３０は、太陽電池モジュールのバックシートに適用される。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート３０は、基材フィルム１１の両方の面に、官能基を有する熱接着性樹脂からなる熱接着性樹脂層１２，１２が直接接着され、該熱接着性樹脂層１２，１２に前記熱接着性樹脂の官能基と反応して化学結合を形成可能な官能基を有し、且つ白色顔料を含むフッ素樹脂からなる白色フッ素樹脂層１６，１６が直接接着された構成になっている。
前記白色フッ素樹脂層１６は、前記第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０におけるフッ素樹脂と同様のフッ素樹脂を用い、これに二酸化チタンなどの白色顔料を均一に分散させた材料で形成される。前記フッ素樹脂に白色顔料を均一に分散させるため、予めフッ素樹脂などのベース樹脂中に白色顔料を配合して均一に分散させたマスターバッチを用いることが好ましい。
この太陽電池モジュール用保護シート３０は、前記第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０の製造方法と同じく、共押出法によって前記基材フィルム１１の表面に熱接着性樹脂層１２と白色フッ素樹脂層１６とを積層して製造することが好ましい。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート３０は、前記第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０と同じく、基材フィルム１１と白色フッ素樹脂層１６との接着強度を長期間にわたって十分に確保することができ、耐久性に優れた太陽電池モジュール用保護シートを提供できる。また、白色フッ素樹脂層１６を用いたことによって、太陽電池モジュールの裏面側に接着し、太陽電池モジュールから漏れだした光を反射してモジュール側に戻すことで、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。
（第四の実施形態）
図４は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第四の実施形態を示す概略断面図である。
図４において、図１に示した太陽電池モジュール用保護シート１０と同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート４０は、太陽電池モジュールのバックシートに適用される。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート４０は、基材フィルム１１の一方の面側に前記熱接着性樹脂層１２が直接接着され、該熱接着性樹脂層１２上に前記白色フッ素樹脂層１６が直接接着され、基材フィルム１１の他方の面に、接着層１４を介して前記白色熱接着性層１５が積層された構成になっている。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート４０は、前記第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０と同じく、基材フィルム１１と白色フッ素樹脂層１６との接着強度を長期間にわたって十分に確保することができ、耐久性に優れた太陽電池モジュール用保護シートを提供できる。また、白色熱接着性層１５を用いたことによって、太陽電池モジュールの裏面側に接着し、太陽電池モジュールから漏れだした光を反射してモジュール側に戻すことで、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。
なお、前述した各太陽電池モジュール用保護シート１０，２０，３０，４０の構成は、本発明の単なる例示であって、本発明はこれらの例示に限定されない。各太陽電池モジュール用保護シート１０，２０，３０，４０は種々変更や修正が可能である。
例えば、基材フィルム１１は、防湿性、耐候性等を向上させるために、基材フィルム１１の両面または一方の面に、金属または半金属、金属または半金属の酸化物、窒化物、珪化物などの無機材料からなる蒸着膜を形成してもよい。
（太陽電池モジュール）
図８は、本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。
太陽電池モジュール１００は、結晶シリコン、アモルファスシリコンなどからなる太陽電池セル１０１と、太陽電池セル１０１を封止する電気絶縁体からなる封止材（充填層）１０２と、封止材１０２の表面に積層された表面保護シート（フロントシート）１０３と、封止材１０２の裏面に積層された裏面保護シート（バックシート）１０４とから概略構成されている。
この実施形態では、太陽電池モジュール１００は、上述の第一〜第四の実施形態における太陽電池モジュール用保護シート１０，２０，３０，４０が、フロントシート１０３またはバックシート１０４として設けられたものである。
第一〜第四の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０，２０，３０，４０を、太陽電池モジュールのフロントシートまたはバックシートに適用した太陽電池モジュールとすることにより、この太陽電池モジュール１００は、長期間にわたり優れた耐候性を確保することができる。
［フッ素樹脂の重合］
攪拌機付き重合釜中を脱気し、重合釜へ１Ｈ−トリデカフルオロヘキサン３００．０ｇ、１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン（和光ケミカル社製「ＨＣＦＣ−２２５」）７５．０ｇ、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロ−１−ヘキセン１．４９ｇを注ぎ入れた。さらに、ヘキサプルオロプロパン１５７．３ｇ、テトラフルオロエチレン４９．２ｇ、エチレン１．６ｇを圧入して、重合釜の温度を６６℃に昇温させた。重合開始剤であるピバロイルｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド０．５６４ｇを添加し、重合を開始させた。重合中に圧力を一定に保たせるために、テトラフルオロエチレン／エチレン＝５４／４６のモノマーガスを連続的に重合釜へ流入させた。さらに、１．０モル％の３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロ−１−ヘキセンと０．２５モル％の無水イタコン酸、１質量％の１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパンを含むテトラフルオロエチレン／エチレン混合モノマーガス（混合比：５４／４６）を連続的に流入させた。その後、モノマー混合ガスを７０ｇ仕込んだ時点で、重合を停止し、重合釜温度を室温まで冷却し、同時に常圧までパージを行った。得られたフッ素樹脂を１２０℃で２４時間乾燥させて、目的のフッ素樹脂を得た。
［白色フッ素樹脂の作製］
前記の通り得られたフッ素樹脂に、ＥＴＦＥと酸化チタンからなるマスターバッチ（商品名「Ｈ５１５０ホワイト」、大日精化工業社製）を、二酸化チタンの含有量が２０質量％になるように添加して混錬し、白色フッ素樹脂を得た。
［実施例１］
基材フィルムとしてポリエステルフィルム（商品名「テイジン テトロン フィルム ＳＬ」、厚み１２５μｍ、帝人デュポンフィルム社製）を用い、該基材フィルムの一方の面にコロナ処理（出力２０００Ｗ）を施した。その後、Ｔダイ製膜機（シリンダー温度：２００℃、Ｔダイ温度：３００℃）により、前記の通り作製したフッ素樹脂と、官能基含有熱接着性樹脂としてエチレン−グリシジルメタクリレート共重合体（商品名「ＬＯＴＡＤＥＲ ＡＸ８８４０」、アルケマ社製）とをそれぞれ厚さ２５μｍとなるように、前記基材フィルムのコロナ処理面に共押出コーティングした。さらに、基材フィルムの他方の面にも同様の方法によりフッ素樹脂／エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体層を作製し、図１に示すように基材フィルム１１の両方の面に、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体層（熱接着性樹脂層１２，１２）が直接接着され、該層にフッ素樹脂層１３，１３が直接接着された構成の太陽電池モジュール用保護シート１０を得た。
［実施例２］
基材フィルムとしてポリエステルフィルム（商品名「テイジン テトロン フィルム ＳＬ」、厚み１２５μｍ、帝人デュポンフィルム社製）を用い、該基材フィルムの一方の面にコロナ処理（出力２０００Ｗ）を施した。その後、Ｔダイ製膜機（シリンダー温度：２００℃、Ｔダイ温度：３００℃）により、前記の通り作製したフッ素樹脂と、官能基含有熱接着性樹脂としてエチレン−グリシジルメタクリレート共重合体（ＬＯＴＡＤＥＲ ＡＸ８８４０：アルケマ社製）をそれぞれ厚さ２５μｍとなるように、前記基材フィルム面に共押出コーティングした。
さらに、基材フィルムの他方の面に、接着剤（三井化学社製タケラックＡ−５１５と三井化学社製タケネートＡ−３とを９：１の割合で混合）をマイヤーバーで塗布して、８０℃、１分間乾燥して１０μｍとした接着層を形成した。この接着層と、白色熱接着性層として二酸化チタンを５質量％含有するＥＶＡフィルム（厚み１００μｍ）とをラミネートすることによって、図２に示すように、基材フィルム１１の一方の面に、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体層（熱接着性樹脂層１２）が直接接着され、該熱接着性樹脂層１２上に前記フッ素樹脂層１３が直接接着され、基材フィルム１１の他方の面に、接着層１４を介して白色熱接着性層１５が積層された構成の太陽電池モジュール用保護シート２０を作製した。
［実施例３］
フッ素樹脂を白色フッ素樹脂に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、図３に示すように、基材フィルム１１の両方の面に、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体層（熱接着性樹脂層１２，１２）が直接接着され、該熱接着性樹脂層１２，１２に白色フッ素樹脂層１６，１６が直接接着された構成の太陽電池モジュール用保護シート３０を作製した。
［実施例４］
フッ素樹脂を白色フッ素樹脂に変更した以外は、実施例２と同様にして、図４に示すように、基材フィルム１１の一方の面側にエチレン−グリシジルメタクリレート共重合体層（熱接着性樹脂層１２）が直接接着され、該熱接着性樹脂層１２上に白色フッ素樹脂層１６が直接接着され、基材フィルム１１の他方の面に、接着層１４を介して白色熱接着性層１５が積層された構成の太陽電池モジュール用保護シート４０を作製した。
［比較例１］
基材フィルム１１の両面に、熱接着性樹脂層１２を設けずフッ素樹脂層１３を直接押出コーティングし、図５に示すように基材フィルム１１の両面にフッ素樹脂層１３，１３を直接積層した構成の太陽電池モジュール用保護シート５０を作製した。
［比較例２］
フッ素樹脂を白色フッ素樹脂に変更したこと以外は、比較例１と同様にして、図６に示すように基材フィルム１１の両面に白色フッ素樹脂層１６、１６を直接積層した構成の太陽電池モジュール用保護シート６０を作製した。
［比較例３］
基材フィルムとしてポリエステルフィルム（テイジン テトロン フィルム ＳＬ」、厚み１２５μｍ、帝人デュポンフィルム社製）の一方の面に接着剤（三井化学社製タケラックＡ−５１５と三井化学社製タケネートＡ−３とを９：１の割合で混合）をマイヤーバーで塗布して、８０℃、１分間乾燥して厚み１０μｍの接着層１４を形成した。この接着層１４とＥＴＦＥフィルム１７（商品名「アフレックス２５ＷＰ」、厚み２５μｍ、旭硝子社製）をラミネートして貼り合わせた。さらに、基材フィルムの他方の面にも同様な方法により接着層を介してＥＴＦＥフィルム１７を貼り合わせ、図７に示すように基材フィルム１１の両方の面に接着層１４，１４を介してＥＴＦＥフィルム１７，１７を貼り合わせた構成の太陽電池モジュール用保護シート７０を作製した。
前述した通り作製した実施例１〜４、比較例１〜３の太陽電池モジュール用保護シート（以下、保護シートと記す）について、下記の測定方法及び評価基準に従って、はく離接着強さ、破断強さ及び黄変度ΔＹＩを測定・評価した。
なお、はく離接着強さ及び破断強さは、以下の耐久試験前の保護シートと耐久試験後の保護シートについて実施し、比較した。
また黄変度ΔＹＩは、以下の耐候試験後の保護シートについて測定した。
これらの結果を表１にまとめて記す。
＜耐久試験＞
温度１２１℃、湿度１００％ＲＨ、圧力２ａｔｍ条件下に各保護シートを２４時間曝した。
＜耐候試験（耐ＵＶ試験）＞
耐候性試験機（商品名「アイ スーパーＵＶテスター ＳＵＶ−Ｗ１３」、岩崎電気社製）を用い、照射４時間（ブラックパネル温度６３℃、湿度７０％）、レスト４時間（ブラックパネル温度７０℃、湿度９０％）、スプレー１０秒間、デュー４時間（ブラックパネル温度３０℃、湿度１００％）、スプレー１０秒間の条件で１００時間実施した。
＜はく離接着強さ＞
保護シートを２５ｍｍ×１５０ｍｍに切断し、ＪＩＳ Ｋ６８５４−３：１９９９（接着剤−はく離接着強さ試験方法−第３部：Ｔ形はく離）に準拠して、ポリエステルフィルムとフッ素樹脂層のはく離接着強さを測定した。はく離速度は３００ｍｍ／分とした。
＜破断強さ＞
保護シートを１５ｍｍ×１５０ｍｍに切断し、ＪＩＳ Ｋ７１２７：１９９９（プラスチック−引張特性の試験方法−第３部：フィルムおよびシートの試験条件）に準拠して、保護シートが破断したときの荷重を測定した。
＜黄変度ΔＹＩ＞
ＪＩＳ Ｋ７３７３：２００６（プラスチック−黄色度及び黄変度の求め方）に準じて耐候性試験後の保護シートの黄変度ΔＹＩを測定した。
Figure 2012084587
表１の結果から、本発明に係る実施例１〜４の保護シートは、基材フィルムとフッ素樹脂層との間の接着強度に優れ、しかも高い接着強度を長期間にわたって維持できることが判明した。
また、本発明に係る実施例１〜４の保護シートは、優れた破断強さを長期間にわたって維持できることが判明した。
本発明は、太陽電池モジュールの表面保護シートまたは裏面保護シートとして用いられる保護シートと、それを備えた太陽電池モジュールに関する。本発明の保護シートは、基材フィルムとフッ素樹脂層との接着強度を長期間にわたって十分に確保することができる。
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０ 太陽電池モジュール用保護シート
１１ 基材フィルム
１２ 熱接着性樹脂層
１３ フッ素樹脂層
１４ 接着層
１５ 白色熱接着性層
１６ 白色フッ素樹脂層
１７ ＥＴＦＥフィルム
１００ 太陽電池モジュール
１０１ 太陽電池セル
１０２ 封止材
１０３ 表面保護シート（フロントシート）
１０４ 裏面保護シート（バックシート）

Claims (6)

  1. 基材フィルムの少なくとも一方の面に、官能基を有する熱接着性樹脂からなる熱接着性樹脂層が直接接着され、該熱接着性樹脂層に前記熱接着性樹脂の官能基と反応して化学結合を形成可能な官能基を有するフッ素樹脂からなるフッ素樹脂層が直接接着されてなることを特徴とする太陽電池モジュール用保護シート。
  2. 前記フッ素樹脂の官能基が酸無水物残基であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  3. 前記フッ素樹脂がエチレン／テトラフルオロエチレン系共重合体とエチレン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体との一方又は両方からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  4. 前記熱接着性樹脂の官能基がグリシジル基であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  5. 前記熱接着性樹脂がポリオレフィン系樹脂からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用保護シートを用いてなる太陽電池モジュール。
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