JP2012104763A - 太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】フッ素系ポリマー及び/又はシリコーン系ポリマーをバインダーとして含んで塗布形成されたポリマー層の均一性に優れ、従来に比べて耐侯性により優れた太陽電池用バックシートを提供する。
【解決手段】ポリマー基材と、該ポリマー基材の少なくとも一方の面に塗布により設けられ、バインダーとしてフッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーから選ばれる少なくとも一種、及び不定形のコロイダルシリカを含むポリマー層とを有している。
【選択図】なし

Description

本発明は、太陽電池素子を備えた電池側基板の受光面側とは反対側に配置される太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュールに関する。
従来の太陽電池用バックシートでは、その耐候性を高めて太陽電池全体の耐久性を向上させる観点から、太陽光が主として入射する側と反対側の裏面に、フッ素系ポリマーのシートを貼合することが広く行なわれている。
更に近年は、フッ素系ポリマーの層を塗布により形成することも提案され、コストが低減されるとされており、具体的には硬化性官能基を有するフッ素系ポリマーを塗布する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
塗布によりフッ素系ポリマー又はシリコーン系ポリマーの層を設けることは、バックシートの耐久性の向上に効果が期待される。
特開2007−35694号公報
しかしながら、上記のようなフッ素系ポリマーやシリコーン系ポリマーは、塗布した際に塗布膜にいわゆるハジキ(弾き)と呼ばれる塗布故障(以下、これを「ハジキ故障」ということがある。)が発生しやすく、バックシートの商品価値を低下させる一因となっていた。そのため、フッ素系ポリマーやシリコーン系ポリマーを用いながらも、ハジキの発生を抑えた塗布層を有し、従来に比べてより商品価値のあるバックシートの提供が望まれている。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、フッ素系ポリマー及び/又はシリコーン系ポリマーをバインダーとして用いた場合のポリマー層の均一性に優れ、従来に比べて耐侯性により優れた太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに設置環境に関わらず、長期に亘り安定的な発電性能が得られる太陽電池モジュールを提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> ポリマー基材と、該ポリマー基材の少なくとも一方の面に塗布により設けられ、バインダーとしてフッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーから選択されるポリマー、及び不定形のコロイダルシリカを含むポリマー層とを有する太陽電池用バックシートである。
<2> 前記ポリマー層中における前記フッ素系ポリマー及び前記シリコーン系ポリマーの総含有量が0.5g/m以上12.5g/m以下の範囲である前記<1>に記載の太陽電池用バックシートである。
<3> 前記コロイダルシリカの含有量が、前記フッ素系ポリマー及び前記シリコーン系ポリマーの総含有量に対して3.0質量%以上60.0質量%以下である前記<1>又は前記<2>に記載の太陽電池用バックシートである。
<4> 前記ポリマー層は、前記ポリマー基材の太陽電池素子が配される側と反対側に設けられた前記<1>〜前記<3>のいずれか1つに記載の太陽電池用バックシートである。
<5> ポリマー基材の少なくとも一方の面に、バインダーとしてフッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーから選択されるポリマーと不定形のコロイダルシリカとを含む塗布液を塗布し乾燥させることによりポリマー層を形成する工程を有する太陽電池用バックシートの製造方法である。
<6> 太陽光が入射する透明性の基板と、太陽電池素子と、前記太陽電池素子の前記基板が配された側と反対側に設けられた前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載の太陽電池用バックシートとを備えた太陽電池モジュールである。
本発明によれば、フッ素系ポリマー及び/又はシリコーン系ポリマーをバインダーとして用いた場合のポリマー層の均一性に優れ、従来に比べて耐侯性により優れた太陽電池用バックシート及びその製造方法を提供することができる。また、
本発明によれば、設置環境に関わらず、長期に亘り安定的な発電性能が得られる太陽電池モジュールを提供することができる。
太陽電池モジュールの構成例を示す概略断面図である。
以下、本発明の太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びにこれを用いた太陽電池モジュールについて、詳細に説明する。
<太陽電池用バックシート及びその製造方法>
本発明の太陽電池用バックシートは、ポリマー基材及び、該ポリマー基材の少なくとも一方の面に設けられ、バインダーの少なくとも一種としてフッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーから選ばれるポリマーと不定形のコロイダルシリカとを含むポリマー層を設けて構成されたものである。本発明の太陽電池用バックシートは、ポリマー基材及びポリマー層のみで構成されてもよいし、ポリマー基材の面上又はポリマー層の面上に、必要に応じて、ポリマー層とは別の、例えば着色層、易接着性層、下塗り層等の他の層を更に有していてもよい。他の層は1層であってもよいし、2層以上であってもよい。
本発明においては、ポリマー基材の少なくとも一方の面(好ましくは、ポリマー基材の太陽電池素子が配置される側と反対側の面)に設けられるポリマー層のバインダー成分としてフッ素系ポリマーやシリコーン系ポリマーを用いる場合に、これらポリマーと共に不定形のコロイダルシリカを共存させるようにすることで、ポリマー層を塗布形成する際に生じやすいハジキ故障の発生が防止され、均一性に優れたポリマー層を有する太陽電池用バックシートが得られる。これにより、特に温湿度変化や熱や水分(湿度)を多く含む湿熱環境下での耐性が向上し、太陽電池モジュールを構成してあらゆる環境条件下に置かれた場合でも、長期に亘って発電性能が安定的に確保される。
−ポリマー基材−
本発明の太陽電池用バックシートは、ポリマー基材(支持体)を備えている。
ポリマー基材としては、ポリエステル、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン、又はポリフッ化ビニルなどのフッ素系ポリマー等を用いた基材が挙げられる。これらの中では、コストや機械強度などの点から、ポリエステル基材が好ましい。
本発明における基材(支持体)として用いられるポリエステルとしては、芳香族二塩基酸又はそのエステル形成性誘導体とジオール又はそのエステル形成性誘導体とから合成される線状飽和ポリエステルである。かかるポリエステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレン−2,6−ナフタレートなどを挙げることができる。このうち、力学的物性やコストのバランスの点で、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレン−2,6−ナフタレートが特に好ましい。
前記ポリエステルは、単独重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。更に、前記ポリエステルに他の種類の樹脂、例えばポリイミド等を少量ブレンドしたものであってもよい。
本発明におけるポリエステルを重合する際には、カルボキシル基含量を所定の範囲以下に抑える観点から、Sb系、Ge系、Ti系の化合物を触媒として用いることが好ましく、中でも特にTi系化合物が好ましい。Ti系化合物を用いる場合、Ti系化合物をTi元素換算値が1ppm以上30ppm以下、より好ましくは3ppm以上15ppm以下の範囲となるように触媒として用いることにより重合する態様が好ましい。Ti系化合物の使用量がTi元素換算で前記範囲内であると、末端カルボキシル基を下記範囲に調整することが可能であり、ポリマー基材の耐加水分解性を低く保つことができる。
Ti系化合物を用いたポリエステルの合成には、例えば、特公平8−301198号公報、特許第2543624号、特許第3335683号、特許第3717380号、特許第3897756号、特許第3962226号、特許第3979866号、特許第3996871号、特許第4000867号、特許第4053837号、特許第4127119号、特許第4134710号、特許第4159154号、特許第4269704号、特許第4313538号等に記載の方法を適用できる。
ポリエステル中のカルボキシル基含量は2〜50当量/tの範囲が好ましく、より好ましくは3〜35当量/tの範囲である。カルボキシル基含量が50当量/t以下であると、耐加水分解性を保持し、湿熱経時したときの強度低下を小さく抑制することができる。カルボキシル基含量の下限は、ポリエステルに形成される層(例えば着色層)との間の接着性を保持する点で、2当量/tが望ましい。
ポリエステル中のカルボキシル基含量は、重合触媒種、製膜条件(製膜温度や時間)により調整することが可能である。
本発明におけるポリエステルは、重合後に固相重合されていることが好ましい。これにより、好ましいカルボキシル基含量を達成することができる。固相重合は、連続法(タワーの中に樹脂を充満させ、これを加熱しながらゆっくり所定の時間滞流させた後、送り出す方法)でもよいし、バッチ法(容器の中に樹脂を投入し、所定の時間加熱する方法)でもよい。具体的には、固相重合には、特許第2621563号、特許第3121876号、特許第3136774号、特許第3603585号、特許第3616522号、特許第3617340号、特許第3680523号、特許第3717392号、特許第4167159号等に記載の方法を適用することができる。
固相重合の温度は、170℃以上240℃以下が好ましく、より好ましくは180℃以上230℃以下であり、さらに好ましくは190℃以上220℃以下である。また、固相重合時間は、5時間以上100時間以下が好ましく、より好ましくは10時間以上75時間以下であり、さらに好ましくは15時間以上50時間以下である。固相重合は、真空中あるいは窒素雰囲気下で行なうことが好ましい。
本発明におけるポリエステル基材は、例えば、上記のポリエステルをフィルム状に溶融押出を行なった後、キャスティングドラムで冷却固化させて未延伸フィルムとし、この未延伸フィルムをTg〜(Tg+60)℃で長手方向に1回もしくは2回以上倍率(2回以上のときは合計倍率)が3倍〜6倍になるよう延伸し、その後Tg〜(Tg+60)℃で幅方向に倍率が3〜5倍になるように延伸した2軸延伸フィルムであることが好ましい。
さらに、必要に応じて180〜230℃で1〜60秒間の熱処理を行なったものでもよい。
ポリマー基材(特にポリエステル基材)の厚みは、25〜300μm程度が好ましい。厚みは、25μm以上であると力学強度が良好であり、300μm以下であるとコスト的に有利である。
特にポリエステル基材は、厚みが増すに伴なって耐加水分解性が悪化し、長期使用に耐え難くなる傾向にある。本発明においては、厚みが120μm以上300μm以下であって、かつポリエステル中のカルボキシル基含量が2〜50当量/tである場合が、より湿熱耐久性の向上効果が奏される点で好ましい。
−ポリマー層−
本発明の太陽電池用バックシートは、前記ポリマー基材の一方又は両方の側に、塗布方法によってポリマー層が設けられた構成となっている。このポリマー層は、バインダーとしてフッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーから選ばれるポリマーと、不定形のコロイダルシリカとを含み、必要に応じて、さらに架橋剤や顔料、各種添加剤等の他の成分を用いて構成することができる。ポリマー層は、単層で設けられてもよいし、二層以上が設けられた態様でもよい。
(バインダー)
本発明におけるポリマー層は、バインダーとして、フッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーから選ばれる少なくとも一種のポリマーを含有する。下記コロイダルシリカとの併用により、ポリマー基材上に設けられるポリマー層のバインダー成分としてフッ素系ポリマー及び/又はシリコーン系ポリマーを含むことが可能であり、これらポリマーの含有により、バックシートの耐侯性、特に温湿度変化や熱や水分(湿度)を多く含む湿熱環境下での耐性を飛躍的に向上させることができる。
前記フッ素系ポリマーとしては、−(CFX−CX)−で表される繰り返し単位を有するポリマーが好ましい。なお、前記繰り返し単位において、X、X、及びXは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、又は炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基を表す。
フッ素系ポリマーの例としては、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと表すことがある。)、ポリフッ化ビニル(以下、PVFと表すことがある。)、ポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFと表すことがある。)、ポリ塩化3フッ化エチレン(以下、PCTFEと表すことがある。)、ポリテトラフルオロプロピレン(以下、HFPと表すことがある。)などが挙げられる。
フッ素系ポリマーは、一種のモノマーを単独重合したホモポリマーでもよいし、2種以上のモノマーを共重合したものでもよい。共重合したポリマーの例として、テトラフルオロエチレンとテトラフルオロプロピレンとを共重合したコポリマー(P(TFE/HFP)と略記する。)、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンとを共重合したコポリマー(P(TFE/VDF)と略記する。)等を挙げることができる。
さらに、−(CFX−CX)−の構造部分を有するフッ素系モノマーとそれ以外のモノマーとを共重合したポリマーでもよい。その例として、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体(P(TFE/E)と略記する。)、テトラフルオロエチレンとプロピレンとの共重合体(P(TFE/P)と略記する。)、テトラフルオロエチレンとビニルエーテルとの共重合体(P(TFE/VE)と略記する。)、テトラフルオロエチレンとパーフロロビニルエーテルとの共重合体(P(TFE/FVE)と略記する。)、クロロトリフルオロエチレンとビニルエーテルとの共重合体(P(CTFE/VE)と略記する。)、クロロトリフルオロエチレンとパーフルオロビニルエーテルとの共重合体(P(CTFE/FVE)と略記する。)等を挙げることができる。
フッ素系ポリマーは、有機溶剤に溶解して用いられるものでもよいし、ポリマー粒子として水に分散させて用いられるものでもよい。環境負荷が少ない点で後者が好ましい。フッ素系ポリマーの水分散物については、例えば特開2003−231722号公報、特開2002−20409号公報、特開平9−194538号公報等に記載されている。
前記フッ素系ポリマーは、上市されている市販品を用いてもよく、該市販品の例として、AGCコーテック(株)製のオブリガートSW0011Fなどを挙げることができる。
前記シリコーン系ポリマーとしては、例えば、シリコーンとアクリルの複合ポリマー、シリコーンとポリエステルの複合ポリマー等が挙げられる。シリコーン系ポリマーとして、上市されている市販品を用いてもよく、例えば、シリコーンとアクリルとの複合ポリマーの具体例として、DIC(株)製のセラネートWSA1060、同WSA1070等、旭化成ケミカルズ(株)製のH7620、H7630、H7650等、などを挙げることができる。
本発明におけるポリマー層は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記のフッ素系ポリマー及び/又はシリコーン系ポリマーとこれらポリマー以外の他のポリマーとを併用してもよい。他のポリマーを併用する場合、フッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマー以外の他のポリマーの量が、バインダー全質量の50質量%以下であることが好ましい。他のポリマーの量が50質量%以下であることで、バックシートとしてより良好な耐候性を発揮することができる。
前記他のポリマーとしては、例えば、ポリエステル系ポリマー(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)等のポリエステル)、ポリウレタン系ポリマー(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート又はトルエンジイソシアネートとエチレングリコール又はプロピレングリコールからなるポリマー等)、アクリル系ポリマー(例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート等を含有するポリマー)、ポリオレフィン系ポリマー(例えば、ポリエチレンと(メタ)アクリル酸とからなるポリマー等)などの公知のポリマーから選択して用いることができる。
ポリマー層中における前記フッ素系ポリマー及び前記シリコーン系ポリマーの総含有量は、0.5g/m以上12.5g/m以下の範囲であることが好ましい。フッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーの総含有量は、0.5g/m以上であると、温湿度変化や高い湿熱環境に曝されたときの耐久性能をより向上させることができ、また12.5g/m以下であると、所望とされる量の架橋剤や界面活性剤の添加が可能なため膜強度や塗布面状の点で有利である。
中でも、フッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーの総含有量は、上記同様の理由から、1.0g/m以上12.0g/m以下の範囲がより好ましい。
(コロイダルシリカ)
本発明におけるポリマー層は、不定形のコロイダルシリカの少なくとも一種を含有する。コロイダルシリカは、異なる種類のものを二種以上併用してもよい。本発明においては、フッ素系やシリコーン系の樹脂材料を含めて塗布により層形成する場合、塗布膜がポリマー基材上で弾いて塗布故障(ハジキ故障)を招きやすい傾向にあるところ、これら樹脂材料とともにコロイダルシリカを用いた塗布液の塗布によることで、塗布した際のハジキ故障の発生を抑え、厚みや表面性状の均一性に優れたポリマー層が得られる。
コロイダルシリカは、主成分として二酸化ケイ素(その水和物を含む)を含み、平均粒子径が数百nm以下のケイ素を含む無機酸化物の微粒子からなるコロイドである。また、少量成分としてアルミン酸塩を含んでもよい。少量成分として含まれることがあるアルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムなどが挙げられる。
また、コロイダルシリカには、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム等の無機塩類やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機塩類が含まれてもよい。これらの無機塩類及び有機塩類は、例えば、コロイドの安定化剤として作用する。
コロイダルシリカの分散媒としては特に制限はなく、水、有機溶剤、及びこれらの混合物のいずれであってもよい。前記有機溶剤は水溶性有機溶剤であっても非水溶性有機溶剤であってもよいが、水溶性有機溶剤であることが好ましい。具体的には例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロパノール等が挙げられる。コロイダルシリカは、通常用いられる方法で製造することができ、例えば、四塩化ケイ素の熱分解によるアエロジル合成や水ガラスから製造することができる。あるいは、アルコキシドの加水分解といった液相合成法(例えば、「繊維と工業」、Vol.60、No.7(2004)P376参照)などによっても製造することができる。
一般にコロイダルシリカには、粒子の形状が球形のものと不定形のものとがあるが、本発明におけるコロイダルシルカは、不定形のものであり、詳しくは、球形の粒子(1次粒子)が複数個連結した例えば鎖状の形状を持つ構造を有している。
コロイダルシリカに含まれる粒子の平均1次粒子径としては特に制限はない。コロイダルシリカに含まれる粒子の平均1次粒子径としては、例えば、1nm〜200nmの範囲が好ましく、より好ましくは1nm〜100nmの範囲であり、更に好ましくは3nm〜50nmの範囲であり、特に好ましくは4nm〜25nmの範囲である。平均1次粒子径は、200nm以下であることで、良好な塗布面状が得られ、1nm以上であることで、コロイダルシリカの安定性に優れる。
なお、前記平均1次粒子径は、レーザー解析/散乱式粒子径分布測定装置LA950〔(株)堀場製作所製〕を用いて光散乱法により測定される値である。
複数個の1次粒子が結合した本発明における不定形のコロイダルシリカとしての粒子径は、不定形のコロイダルシリカを球形とみなしたときの直径で10〜200nmが好ましく、より好ましくは30〜180nmの範囲であり、更に好ましくは50〜150nmの範囲である。コロイダルシリカの粒子径が、前記直径で10nm以上であることで、より良好なハジキ改良効果が得られ、200nm以下であることで、塗布液中でコロイダルシリカを安定に保つことができる。
複数の1次粒子が結合した不定形のコロイダルシリカの粒子径は、レーザー解析/散乱式粒子径分布測定装置LA950〔(株)堀場製作所製〕を用いて光散乱法により測定される値である。
これらの不定形のコロイダルシリカは、上市されている市販品を用いてもよく、市販品としては、例えば、スノーテックスUP、同OUP、同PS−S、同PS−M、同PS−MO(いずれも日産化学工業(株)製)等を挙げることができる。
コロイダルシリカを分散含有する分散液のpHは、一般に酸性又はアルカリ性に調整される。これは、コロイダルシリカの安定分散領域が酸性側又はアルカリ性側に存在するためであり、市販のコロイダルシリカ分散液を塗布液に添加する場合、コロイダルシリカの安定分散領域のpHと塗布液の安定性を考慮して、中性〜アルカリ性のコロイダルシリカ分散液を添加することが好ましい。
コロイダルシリカの含有量には、特に制限はない。コロイダルシリカの含有量は、例えば、塗布液の総量の0.1〜6.5質量%とすることができ、塗布液の総量の1.0〜5.0質量%であることが好ましい。塗布液中のコロイダルシリカの含有量が前記範囲内であることで、塗布時に生じやすい塗布液のハジキが抑制され、太陽電池モジュールとした際の耐候性の向上効果が大きい点で有利である。
また、コロイダルシリカの、フッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーの総含有量に対する含有量としては、3.0質量%以上60.0質量%以下である範囲が好ましく、5.0〜50質量%であることがより好ましい。フッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーの総量に対するコロイダルシリカの比率は、3.0質量%以上であると、塗布時に生じやすい塗布液のハジキの抑制効果が顕著であり、60.0質量%以下であると、面状の点で有利である。
(架橋剤)
ポリマー層は、層中のポリマーを架橋するための架橋剤を含有してもよい。
架橋剤としては、エポキシ系、イソシアネート系、メラミン系、カルボジイミド系、オキサゾリン系等の架橋剤を挙げることができる。これらのうち、湿熱経時後の接着性を確保する観点から、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤が好ましい。
前記カルボジイミド系架橋剤の具体例としては、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]−N’−エチルカルボジイミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]−N’−プロピルカルボジイミド、N−tert−ブチル−N’−エチルカルボジイミド等が挙げられる。
また、上市されている市販品として、カルボジライトV−02−L2(日清紡績(株)製)などが挙げられる。
前記オキサゾリン系架橋剤の具体例としては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリン、2,2’−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−メチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−エチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−トリメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−テトラメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2、2’−ヘキサメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−オクタメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−エチレン−ビス−(4,4’−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2’−p−フェニレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−m−フェニレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−m−フェニレン−ビス−(4,4’−ジメチル−2−オキサゾリン)、ビス−(2−オキサゾリニルシクロヘキサン)スルフィド、ビス−(2−オキサゾリニルノルボルナン)スルフィド等が挙げられる。さらに、これらの化合物の(共)重合体も好ましく利用することができる。
また、上市されている市販品として、エポクロスWS−700、エポクロスK−2020E(いずれも日本触媒(株)製)などを用いることができる。
架橋剤のポリマー層中における含有量としては、バインダーに対して、0.5質量%以上100質量%以下が好ましく、0.5質量%以上50質量%以下がより好ましく、さらに好ましくは5.0質量%以上30質量%以下である。架橋剤の含有量は、0.5質量%以上であると、ポリマー層の強度及び接着性を保持しながら充分な架橋効果が得られ、100質量%以下、特に50質量%以下であると、ポリマー層を形成するための塗布液を調整したときの液のポットライフをより長く保つことができる。
(顔料)
本発明におけるポリマー層は、顔料を含有して着色層として形成されてもよい。この場合、後述する着色層における場合と同様の顔料を用いることができ、好ましい態様も同様である。例えば、所望の色相の顔料を含ませて意匠性を持たせてもよいし、また白色顔料を含ませることによりポリマー層に反射層としての機能を付与してもよい。
(他の添加剤)
本発明におけるポリマー層は、必要に応じて、界面活性剤、フィラー等の他の添加剤を含んでいてもよい。
前記界面活性剤としては、アニオン系、ノニオン系等の公知の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤を含有する場合、その含有量は0.1〜10mg/mが好ましく、より好ましくは0.5〜3mg/mである。界面活性剤の含有量は、0.1mg/m以上であると、層形成する場合にハジキの発生を抑えてより良好な層が得られ、10mg/m以下であると、ポリマー支持体及びポリマー層との間の接着を良好に保つことができる。
フィラーとしては、二酸化チタン等の公知のフィラー(無機微粒子)を用いることができる。フィラーを含有する場合、フィラーのポリマー層中における含有量は、ポリマー層中のバインダー量に対し、20質量%以下であるのが好ましく、より好ましくは15質量%以下である。フィラーの含有量が20質量%以下であると、塗布膜の膜面状がより良好に保てる。フィラーの含有量の下限は、0.5質量%であることが好ましい。また、フィラーの含有量が0.5質量%以上であると、湿熱経時後も接着性が良好である。フィラーの含有量は、1質量%以上15質量%以下の範囲がより好ましい。
本発明におけるポリマー層の厚みとしては、0.5〜4.0μmが好ましい。ポリマー層の厚みが0.5μm以上であると、より高い耐久性能が得られるほか、ポリマー支持体との間の接着力が良好になる。また、ポリマー層の厚みが4.0μm以下であると、面状がより良好なり、隣接層やポリマー基材との間の接着力に優れる。すなわち、ポリマー層の厚みが0.5〜4.0μmの範囲内であることにより、ポリマー層の耐久性と面状とが両立し、ポリマー基材とポリマー層との間の接着性により優れる。
ポリマー層の厚みは、特に1.0〜3.5μmの範囲がより好ましい。
−着色層−
本発明の太陽電池用バックシートは、ポリマー基材の受光側に着色層を有していることが好ましい。例えば、ポリマー基材の受光側(太陽電池素子が設けられた電池側基板と向き合う側)に着色層が設けられ、着色層が設けられた側と反対側に裏面保護層として既述の本発明におけるポリマー層が設けられた態様が好ましい。
本発明における着色層は、少なくとも顔料とバインダーとを含有し、必要に応じて、更に各種添加剤などの他の成分を含んで構成されてもよい。
着色層の機能としては、第1に、入射光のうち太陽電池セルを通過して発電に使用されずにバックシートに到達した光を反射させて太陽電池セルに戻すことにより、太陽電池モジュールの発電効率を上げること、第2に、太陽電池モジュールを太陽光が入射する側(オモテ面側)から見た場合の外観の装飾性を向上すること、等が挙げられる。一般に太陽電池モジュールをオモテ面側(ガラス基板側)から見ると、太陽電池セルの周囲にバックシートが見えており、バックシート用ポリマーシートに着色層を設けることによりバックシートの装飾性(意匠性)を向上させて見栄えを改善することができる。
(顔料)
着色層は、顔料の少なくとも一種を含有することができる。
顔料としては、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、群青、紺青、カーボンブラック等の無機顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の有機顔料を、適宜選択して含有することができる。
着色層を、太陽電池に入射して太陽電池セルを通過した光を反射して太陽電池セルに戻す反射層として構成する場合、白色無機粒子を含むことが好ましい。白色無機粒子としては、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルク等の白色顔料が好ましい。中でも、二酸化チタンが好ましい。
反射層を形成する場合、反射層中の白色無機粒子の含有量としては、ポリマー及び白色無機粒子の合計質量に対して、30質量%〜90質量%の範囲が好ましく、より好ましい白色無機粒子の含有量の範囲は50〜85質量%である。白色無機粒子の反射層中の含有量は、30質量%以上であると良好な反射率が得られ、90質量%以下であることで太陽電池用バックシートの軽量化を図ることができる。
顔料の着色層中における含有量は、2.5〜12g/mの範囲が好ましく、2.5〜8.5g/mの範囲がより好ましい。顔料の含有量が2.5g/m以上であると、必要な着色が得られ、反射率や装飾性を効果的に与えることができる。また、着色層中における顔料の含有量が12g/m以下であると、着色層の面状を良好に維持しやすく、膜強度により優れる。
着色層を反射層として設ける場合、反射層中には、白色無機粒子を4〜12g/mの範囲で含有することが好ましい。白色無機粒子の含有量が4g/m以上であると、必要な反射率が得られ易く、含有量が12g/m以下であることでバックシートの軽量化が図れる。中でも、反射層中の白色無機粒子のより好ましい含量は、5〜11g/mの範囲である。
なお、反射層が2種類以上の白色無機粒子を含有する場合は、反射層中の全白色無機粒子の含有量の合計を4〜12g/mの範囲とすることが好ましい。
顔料の平均粒径としては、体積平均粒径で0.03〜0.8μmが好ましく、より好ましくは0.15〜0.5μm程度である。平均粒径が前記範囲内であると、光の反射効率が高い。体積平均粒径は、レーザー解析/散乱式粒子径分布測定装置LA950〔(株)堀場製作所製〕により測定される値である。
着色層を構成するバインダーとしては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。これらの中でも、高い接着性を確保する観点から、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂が好ましい。また。複合樹脂を用いてもよく、例えばアクリル/シリコーン複合樹脂も好ましいバインダーである。
バインダーの含有量は、顔料に対して、15〜200質量%の範囲が好ましく、17〜100質量%の範囲がより好ましい。バインダーの含有量は、15質量%以上であると、着色層の強度が充分に得られ、また200質量%以下であると、反射率や装飾性を良好に保つことができる。
(添加剤)
着色層には、必要に応じて、架橋剤、界面活性剤、フィラー等を添加してもよい。
前記架橋剤としては、エポキシ系、イソシアネート系、メラミン系、カルボジイミド系、オキサゾリン系等の架橋剤を挙げることができる。架橋剤の詳細、特にカルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤の詳細及び好ましい態様については、前記ポリマー層において記載した通りである。架橋剤の添加量は、層中のバインダー当たり5〜50質量%が好ましく、より好ましくは10〜40質量%である。
前記界面活性剤としては、アニオン系、ノニオン系等の公知の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤の詳細及び好ましい態様については、前記ポリマー層において記載した通りである。界面活性剤を含有する場合の含有量は、0.1〜15mg/mが好ましく、より好ましくは0.5〜5mg/mである。
フィラーとしては、コロイダルシリカ、二酸化チタン等の公知のフィラーを用いることができる。フィラーの含有量は、着色層のバインダー当たり20質量%以下が好ましく、より好ましくは15質量%以下である。
着色層の形成は、顔料を含有するポリマーシートをポリマー支持体に貼合する方法、基材形成時に着色層を共押出し形成する方法、塗布による方法等により行なえる。具体的には、ポリマー支持体の表面に直にあるいは厚み2μm以下の下塗り層を介して、貼合、共押出し、塗布等することにより着色層を形成することができる。形成された着色層は、ポリマー支持体の表面に直に接した状態であっても、あるいは下塗り層を介して積層した状態であってもよい。
上記のうち、塗布による方法は、簡便であると共に、均一性で薄膜での形成が可能である点で好ましい。
塗布による場合、塗布方法としては、例えば、グラビアコーター、バーコーターなどを用いた公知の塗布方法を利用することができる。塗布液は、塗布溶媒として水を用いた水系でもよいし、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶媒を用いた溶剤系でもよい。中でも、環境負荷の観点から、水を溶媒とすることが好ましい。塗布溶媒は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。具体的には、例えば反射層を形成する場合、ポリマー支持体の前記ポリマー層が形成されていない側の面に、白色無機粒子、バインダー、及びその他必要に応じて含まれる成分を含有する反射層形成用塗布液を塗布することにより形成することができる。
−易接着性層−
本発明の太陽電池用バックシートには、さらに易接着性層が(特に着色層の上に)設けられてもよい。易接着性層は、太陽電池素子を備えた電池側基板(電池本体)、例えば該電池側基板の太陽電池素子を封止する封止材との間で強固に接着し易くするための層である。
易接着性層は、バインダー、無機微粒子を用いて構成することができ、必要に応じて、さらに添加剤などの他の成分を含んで構成されてもよい。易接着性層は、電池側基板の発電素子を封止するエチレン−ビニルアセテート(EVA;エチレン−酢酸ビニル共重合体)系封止材に対して、10N/cm以上(好ましくは20N/cm以上)の接着力を有するように構成されていることが好ましい。接着力が10N/cm以上であると、接着性を維持し得る湿熱耐性が得られやすい。
なお、接着力は、易接着性層中のバインダー及び無機微粒子の量を調節する方法、バックシートにおいて電池側基板(特に封止材)と接着する面にコロナ処理を施す方法などにより調整が可能である。
(バインダー)
易接着性層は、バインダーの少なくとも一種を含有することができる。
易接着性層に好適なバインダーとしては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリオレフィン等が挙げられ、中でも耐久性の観点から、アクリル樹脂、ポリオレフィンが好ましい。また、アクリル樹脂として、アクリルとシリコーンとの複合樹脂も好ましい。
好ましいバインダーの例としては、ポリオレフィンの具体例としてケミパールS−120、S−75N(ともに三井化学(株)製)、アクリル樹脂の具体例としてジュリマーET−410、SEK−301(ともに日本純薬(株)製)、アクリルとシリコーンとの複合樹脂の具体例としてセラネートWSA1060、WSA1070(ともにDIC(株)製)とH7620、H7630、H7650(ともに旭化成ケミカルズ(株)製)などを挙げることができる。
バインダーの易接着性層中における含有量は、0.05〜5g/mの範囲とすることが好ましい。中でも、0.08〜3g/mの範囲がより好ましい。バインダーの含有量は、0.05g/m以上であると所望とする接着力が得られやすく、5g/m以下であるとより良好な面状が得られる。
(無機微粒子)
易接着性層は、無機微粒子の少なくとも一種を含有することができる。
無機微粒子としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化錫等が挙げられる。中でも、湿熱雰囲気に曝されたときの接着性の低下が小さい点で、酸化錫、シリカの微粒子が好ましい。
無機微粒子の粒径は、体積平均粒径で10〜700nm程度が好ましく、より好ましくは20〜300nm程度である。粒径がこの範囲内であると、より良好な易接着性を得ることができる。粒径は、レーザー解析/散乱式粒子径分布測定装置LA950〔(株)堀場製作所製〕により測定される値である。
無機微粒子の形状には、特に制限はなく、球形、不定形、針状形等のいずれのものを用いることができる。
無機微粒子の含有量は、易接着性層中のバインダーに対して、5〜400質量%の範囲が好ましい。無機微粒子の含有量は、5質量%以上であると、湿熱雰囲気に曝されたときに良好な接着性を保持でき、400質量%以下であると、易接着性層の面状が良好である。中でも、無機微粒子の含有量は、50〜300質量%の範囲が好ましい。
(架橋剤)
易接着性層には、架橋剤の少なくとも一種を含有することができる。
易接着性層に好適な架橋剤としては、エポキシ系、イソシアネート系、メラミン系、カルボジイミド系、オキサゾリン系等の架橋剤を挙げることができる。中でも、湿熱経時後の接着性を確保する観点から、オキサゾリン系架橋剤が特に好ましい。
架橋剤の詳細、特にカルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤の詳細及び好ましい態様については、前記ポリマー層において記載した通りである。また、オキサゾリン基を有する化合物として、上市されている市販品としては、エポクロスK2010E、同K2020E、同K2030E、同WS−500、同WS−700(いずれも(株)日本触媒製)等も使用可能である。
架橋剤の易接着性層中における含有量としては、易接着性層中のバインダーに対して、5〜50質量%が好ましく、中でもより好ましくは20〜40質量%である。架橋剤の含有量は、5質量%以上であると、良好な架橋効果が得られ、着色層の強度や接着性を保持することができ、50質量%以下であると、塗布液のポットライフを長く保つことができる。
(添加剤)
易接着性層には、必要に応じて、更に、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、シリカ等の公知のマット剤、アニオン系やノニオン系などの公知の界面活性剤などを添加してもよい。
易接着性層の形成は、易接着性を有するポリマーシートをポリマー支持体に貼合する方法や、塗布による方法が挙げられる。中でも、塗布による方法は、簡便であると共に、均一性で薄膜での形成が可能である点で好ましい。塗布方法としては、例えば、グラビアコーターやバーコーターなどを用いた公知の塗布法を利用することができる。塗布液の調製に用いる塗布溶媒は、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶媒でもよい。塗布溶媒は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
易接着性層の厚みには、特に制限はないが、通常は0.05〜8μmが好ましく、より好ましくは0.1〜5μmの範囲である。易接着性層の厚みは、0.05μm以上であると必要な易接着性を好適に得ることができ、8μm以下であると面状がより良好になる。
また、本発明の易接着性層は、着色層の効果を低減させないために、透明であることが好ましい。
〜太陽電池用バックシートの製造〜
本発明の太陽電池用バックシートは、その製造法に特に制限はなく、例えば、下記工程により好適に製造することができる。すなわち、本発明の太陽電池用バックシートの好ましい製造方法は、(1)ポリマー基材の少なくとも片面に、フッ素系ポリマー及び/又はシリコーン系ポリマーと不定形のコロイダルシリカとを含有し、好ましくは溶媒の60質量%以上が水である塗布液を、ポリマー基材の表面に直接あるいは他の層を介して塗布する工程と、(2)ポリマー基材上に塗布形成された塗布膜を乾燥させてポリマー層とする工程と、を設けて構成することができる。ここで、ポリマー層を形成した後に該ポリマー層を硬化させることによって、湿熱経時後の接着性を高めることができる。
既述のように、易接着性層等の他の層を有している場合、上記の工程に加えて、他の層を形成するための工程がさらに設けられてもよい。他の層の形成態様としては、例えば、他の層を構成する成分を含有する塗布液を、ポリマー基材の上(例えばポリマー基材のポリマー層が形成されている側とは反対側)に塗布する方法が挙げられ、その例としては、易接着性層、及び着色層の形成方法として既述した方法が挙げられる。
本発明の太陽電池用バックシートの具体例として、ポリマー基材の一方にポリマー層を有し、ポリマー層が形成されている面とは反対の面に白色無機粒子を含有する反射層を塗設したもの、ポリマー基材の一方にポリマー層を有し、ポリマー層が形成されている面とは反対の面に着色顔料を含有する着色層を塗設したもの、ポリマー基材の一方にポリマー層を有し、ポリマー層が形成されている面とは反対の面にポリマー基材側から順に白色無機粒子を含有する反射層と易接着層とを塗設したもの、等を挙げることができる。
また、他の層の形成態様の他の例として、他の層として所望される機能を発揮する層を有するシートやフィルムをポリマー層の被形成面に貼合する方法が挙げられる。この場合のシートやフィルムは、他の層を1層又は2層以上有するシートやフィルムである。
本発明の太陽電池用バックシートの具体例としては、ポリマー基材の一方の側にポリマー層が塗布形成されており、該ポリマー層が形成された側とは反対側の他方の側に、白色無機粒子として白色顔料(又は白色以外の着色顔料)を含有する白色フィルム(又は着色フィルム)を貼合したもの、ポリマー支持体のポリマー層が形成された側とは反対側にアルミニウム薄膜と白色顔料を含有する白色フィルムを貼合したもの、ポリマー支持体のポリマー層が形成された側とは反対側に無機バリア層を有するポリマーフィルムと白色顔料を含有する白色フィルムを貼合したもの、等が挙げられる。
本発明の太陽電池用バックシートの作製は、ポリマー基材の上に本発明におけるポリマー層を塗布形成することができる方法であれば、いずれの態様であってもよい。例えば、本発明におけるポリマー層は、バインダーとしてフッ素系ポリマー及び/又はシリコーン系ポリマーと不定形のコロイダルシリカとを少なくとも含有する塗布液を調製した後、この塗布液をポリマー基材上に塗布し、乾燥させることにより好適に形成される。乾燥後、加熱する等して硬化させてもよい。塗布方法や用いる塗布液の溶媒には、特に制限はない。
塗布方法としては、例えば、グラビアコーターやバーコーターを利用した塗布法を適用することができる。
塗布液に用いる溶媒は、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶媒でもよい。溶媒は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。本発明においては、バインダーとして用いるフッ素系ポリマー及び/又はシリコーン系ポリマーを水分散した水系塗布液を調製し、これを塗布する方法が好ましい。この場合、溶媒中の水の割合は60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。
また、ポリマー支持体が2軸延伸フィルムである場合は、2軸延伸した後のポリマー基材にポリマー層を形成するための塗布液を塗布した後、塗膜を乾燥させてもよい。また、1軸延伸後のポリマー基材に塗布液を塗布して塗膜を乾燥させた後に、1軸延伸の方向と異なる方向に延伸するようにしてもよい。更に、延伸前のポリマー支持体に塗布液を塗布して塗膜を乾燥させた後、2方向に延伸してもよい。
<太陽電池モジュール>
本発明の太陽電池モジュールは、太陽光が入射する透明性の基板と、太陽電池素子と、前記太陽電池素子の前記基板が配された側と反対側に設けられた既述の本発明の太陽電池用バックシートとを設けて構成されている。本発明の太陽電池モジュールは、既述の本発明の太陽電池用バックシートを備えるので、耐候性、特に温湿度変化や高い湿熱環境下に曝された場合でも長期に亘り安定的な発電性能が得られる。
図1は、本発明の太陽電池モジュールの構成の一例を概略的に示している。この太陽電池モジュール10は、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池素子20を、太陽光が入射する透明性の基板24とバックシート(既述の本発明の太陽電池用バックシート用ポリマーシート)5との間に配置し、基板24とバックシート5との間をエチレン−ビニルアセテート系封止材22で封止して構成されている。本実施形態のバックシート5は、ポリマー基材16の一方の面側に2層のポリマー層が設けられ、他方の面側(太陽光が入射する側)に、他の層として白色の反射層18が設けられている。2層のポリマー層は、ポリマー基材側から順に第1のポリマー層14とポリマー層14に接して第2のポリマー層12とを設けた積層構造になっており、第1のポリマー層14及び第2のポリマー層12の一方又は双方にフッ素系ポリマー又は/及びシリコーン系ポリマーと不定形のコロイダルシリカとが含有されている。
太陽電池モジュール、太陽電池セル、バックシート以外の部材については、例えば、「太陽光発電システム構成材料」(杉本栄一監修、(株)工業調査会、2008年発行)に詳細に記載されている。
透明性の基板24は、太陽光が透過し得る光透過性を有していればよく、光を透過する基材から適宜選択することができる。発電効率の観点からは、光の透過率が高いものほど好ましく、このような基板として、例えば、ガラス基板、アクリル樹脂などの透明樹脂などを好適に用いることができる。
太陽電池素子20としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、銅−インジウム−ガリウム−セレン、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル、ガリウム−砒素などのIII−V族やII−VI族化合物半導体系など、各種公知の太陽電池素子を適用することができる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
(実施例1)
−支持体の作製−
(1)ポリエステルの合成
高純度テレフタル酸(三井化学(株)製)100kgとエチレングリコール(日本触媒(株)製)45kgのスラリーを、予めビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート約123kgが仕込まれ、温度250℃、圧力1.2×10Paに保持されたエステル化反応槽に、4時間かけて順次供給し、供給終了後もさらに1時間かけてエステル化反応を行なった。その後、得られたエステル化反応生成物123kgを重縮合反応槽に移送した。
引き続いて、エステル化反応生成物が移送された重縮合反応槽に、エチレングリコールを、得られるポリマーに対して0.3質量%添加した。5分間撹拌した後、酢酸コバルト及び酢酸マンガンのエチレングリコール溶液を、得られるポリマーに対してコバルト元素換算値が30ppm、マンガン元素換算が15ppmとなるように加えた。更に5分間撹拌した後、チタンアルコキシド化合物の2質量%エチレングリコール溶液を、得られるポリマーに対してチタン元素換算値が5ppmとなるように添加した。前記チタンアルコキシド化合物には、特開2005−340616号公報の段落番号[0083]の実施例1で合成しているチタンアルコキシド化合物(Ti含有量=4.44質量%)を用いた。その5分後、ジエチルホスホノ酢酸エチルの10質量%エチレングリコール溶液を、得られるポリマーに対して5ppmとなるように添加した。
その後、低重合体を30rpmで攪拌しながら、反応系を250℃から285℃まで徐々に昇温するとともに、圧力を40Paまで下げた。最終温度、最終圧力に到達するまでの時間はともに60分とした。そのまま3時間反応を続け、その後反応系を窒素パージし、常圧に戻して重縮合反応を停止した。そして、得られたポリマー溶融物を冷水にストランド状に吐出し、直ちにカッティングしてポリマーのペレット(直径約3mm、長さ約7mm)を作製した。
(2)固相重合
上記で得られたペレットを、40Paに保たれた真空容器中、220℃の温度で30時間保持して、固相重合を行なった。
(3)ベース形成
以上のように固相重合を経た後のペレットを、280℃で溶融押出して金属ドラムの上にキャストし、厚さ約2.5mmの未延伸ベースを作製した。その後、90℃で縦方向に3倍に延伸し、更に120℃で横方向に3.3倍に延伸した。さらに215℃で3分間、熱固定を行なって、厚み250μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレート支持体(以下、単に「PET支持体」と称する。)を得た。
−表面下塗り層−
(1)表面下塗り層形成用塗布液の調製
下記組成中の各成分を混合し、受光する側のオモテ面に下塗り層を設けるための表面下塗り層形成用塗布液を調製した。
<塗布液の組成>
・ポリエステル系バインダー ・・・48.0部
(バイロナールDM1245(東洋紡(株)製、固形分:30質量%))
・カルボジイミド化合物(架橋剤) ・・・10.0部
(カルボジライトV−02−L2、日清紡績(株)製、固形分:10質量%)
・オキサゾリン化合物(架橋剤) ・・・3.0部
(エポクロスWS700、(株)日本触媒製、固形分:25質量%)
・界面活性剤 ・・・15.0部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・蒸留水 ・・・907.0部
(2)表面下塗り層の形成
得られた表面下塗り層形成用塗布液をPET支持体の一方の面に、バインダー量が塗布量で0.1g/mになるように塗布し、180℃で1分間乾燥させて、乾燥厚みが約0.1μmの下塗り層を形成した。
−着色層−
(1)二酸化チタン分散物の調製
下記組成中の成分を混合し、その混合物をダイノミル型分散機により1時間、分散処理を施し、二酸化チタン分散物を調製した。
<二酸化チタン分散物の組成>
・二酸化チタン(体積平均粒子径=0.42μm) ・・・39.9質量%
(タイペークR−780−2、石原産業(株)製、固形分100質量%)
・ポリビニルアルコール ・・・49.9質量%
(PVA−105、(株)クラレ製、固形分:10質量%)
・界面活性剤 ・・・0.5質量%
(デモールEP、花王(株)製、固形分:10質量%)
・蒸留水 ・・・9.7質量%
(2)着色層用塗布液の調製
下記組成中の成分を混合し、着色層用塗布液を調製した。
<塗布液の組成>
・前記二酸化チタン分散物 ・・・80.0質量%
・シラノール変性ポリビニルアルコールバインダー・・・11.4質量%
(R1130、(株)クラレ製、固形分:7質量%)
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル ・・・3.0質量%
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・オキサゾリン化合物 ・・・2.0質量%
(エポクロスWS−700、日本触媒(株)製、固形分:25質量%;架橋剤)
・蒸留水 ・・・5.6質量%
(3)着色層の形成
得られた塗布液を、前記PET支持体上に形成された表面下塗り層の上に塗布し、180℃で1分間乾燥させて、二酸化チタン量が7.0g/m、バインダー1.2g/mの着色層を形成した。
−裏面ポリマー層1−
(1)裏面ポリマー層1形成用塗布液の調製
下記組成中の各成分を混合し、裏面ポリマー層1形成用塗布液を調製した。なお、コロイダルシリカの体積平均粒子径は、約60nm(レーザー解析/散乱式粒子径分布測定装置LA950〔(株)堀場製作所製〕を用いて光散乱法により測定)であった。
<塗布液の組成>
・シリコーン/アクリル系バインダー(バインダーP−1)・・・310部
(セラネートWSA−1070、DIC(株)製、固形分:40質量%)
・コロイダルシリカ(CS−1) ・・・12.4部
(スノーテックスUP、日産化学(株)製、固形分20質量%、体積平均粒子径約60nm)
・カルボジイミド化合物(架橋剤) ・・・24部
(カルボジライトV−02−L2、日清紡績(株)製、固形分:25質量%)
・オキサゾリン化合物(架橋剤) ・・・24部
(エポクロスWS700、日本触媒(株)製、固形分:25質量%)
・界面活性剤 ・・・1.0部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・二酸化チタン分散物 ・・・206部
・蒸留水 ・・・435部
(2)裏面ポリマー層1の形成
得られた裏面ポリマー層1形成用塗布液を、PET支持体の着色層が形成された側とは反対側の面に、#12のメイヤーバーで塗布した後、175℃で3分間乾燥させてポリマー層1を形成した。
以上のようして、PET支持体の両面の各層が、塗布による塗布層として設けられたバックシート試料を作製した。
−太陽電池モジュールの作製−
厚さ3mmの強化ガラスと、EVAシート〔SC50B、三井化学ファブロ(株)製〕と、結晶系太陽電池セルと、EVAシート〔SC50B、三井化学ファブロ(株)製〕と、上記のように作製し、下記評価「3.接着性」の「(2)湿熱経時後の接着性」と同様の処理を行なった後のバックシート試料とをこの順に重ね、真空ラミネータ〔日清紡(株)製、真空ラミネート機〕を用いてホットプレスすることにより接着させた。但し、バックシート試料は、その着色層の表面がEVAシートと接触するように配置した。また、接着は、真空ラミネータにより、128℃で3分間の真空引きの後、2分間加圧して仮接着し、さらにドライオーブンにて150℃で30分間本接着処理する条件にて行なった。このようにして、結晶系の太陽電池モジュールを作製した。
作製した太陽電池モジュールを用いて発電運転を行なったところ、太陽電池として良好な発電性能を示した。
(実施例2〜6)
実施例1において、裏面ポリマー層1形成用塗布液の組成中のコロイダルシリカの含有量を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、バックシート試料を作製した。
(比較例1)
実施例1において、裏面ポリマー層1形成用塗布液の調製に用いたコロイダルシリカを含有しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、バックシート試料を作製した。
(実施例7、比較例2〜3)
実施例4において、裏面ポリマー層1形成用塗布液の組成中のバインダーを下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例4と同様にして、バックシート試料を作製した。
(実施例8〜12)
実施例4において、裏面ポリマー層1形成用塗布液の組成中のバインダーの含有量を下記1に示すように変更したこと以外は、実施例4と同様にして、バックシート試料を作製した。
(実施例13〜14、比較例4〜5)
実施例4において、裏面ポリマー層1形成用塗布液の組成中のコロイダルシリカを下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例4と同様にして、バックシート試料を作製した。
(実施例15)
実施例4において、PET支持体の着色層が設けられた側とは反対側の面に形成されたポリマー層1の表面に、以下に示す手順にしたがって、裏面ポリマー層2形成用塗布液を塗布することにより更に裏面ポリマー層2を形成したこと以外は、実施例4と同様にして、バックシート試料を作製した。
−裏面ポリマー層2の形成−
(1)裏面ポリマー層2形成用塗布液の調製
下記組成中の各成分を混合し、裏面ポリマー層2形成用塗布液を調製した。なお、コロイダルシリカの体積平均粒子径は、前記同様に光散乱法により測定した。
<塗布液の組成>
・シリコーン/アクリル系バインダー(バインダーP−1)・・・311部
(セラネートWSA−1070、DIC(株)製、固形分:40質量%)
・カルボジイミド化合物(架橋剤) ・・・50部
(カルボジライトV−02−L2、日清紡績(株)製、固形分:25質量%)
・界面活性剤 ・・・2部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・コロイダルシリカ(CS−1) ・・・187部
(スノーテックスUP、日産化学(株)製、固形分20質量%、体積平均粒子径約60nm)
・蒸留水 ・・・450部
(2)裏面ポリマー層2の形成
得られた裏面ポリマー層2形成用塗布液を裏面ポリマー層1の上に、#8のメイヤーバーで塗布した後、175℃で3分間乾燥させて、裏面ポリマー層2を形成した。
以上のようにして、PET支持体の両面の各層が、塗布による塗布層として設けられたバックシート試料を作製した。
(実施例16〜17)
実施例16において、裏面ポリマー層2形成用塗布液の組成中のバインダーを下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例16と同様にして、バックシート試料を作製した。
(実施例18〜19、比較例6〜7)
実施例16において、裏面ポリマー層2形成用塗布液の組成中のコロイダルシリカを下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例16と同様にして、バックシート試料を作製した。
(評価)
上記の実施例及び比較例で作製したバックシート試料について、下記の評価を行なった。評価結果は、下記表1に示す。
−1.ハジキ−
作製したバックシート試料を30cm×40cmのサイズのサンプル片に加工し、これを3枚用意して、裏面ポリマー層1における塗布液のハジキ(弾き)の数を目視で数えた。なお、実施例15〜19、比較例6〜7においては、裏面ポリマー層1及び裏面ポリマー層2のそれぞれについて評価を行なった。
−2.面状−
作製したバックシート試料を30cm×40cmのサイズのサンプル片に加工し、該サンプル片1枚を目視観察することにより、ムラの様子を下記評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
5:比較例1に比べて、ムラの発生が少なく、発生したムラは目立たないものであった。
4:比較例1に比べて、ムラが少なかった。
3:比較例1と同程度のムラが発生した。
2:比較例1に比べてムラの発生頻度が多かった。
1:比較例1に比べて、ムラが多く認められた。
上記基準のうち、実用上許容されるのはランク3以上のものである。
−3.接着性−
(1)湿熱経時前の接着性
作製したバックシートの裏面ポリマー層1(但し、実施例15〜19、比較例6〜7については裏面ポリマー層2)の表面に片刃のカミソリで縦横それぞれ6本ずつの傷をつけ、25マスのマス目を形成した。この上にマイラーテープ(ポリエステルテープ)を貼り付け、手動で試料表面に沿って180°方向に引っ張って剥離した。このとき、剥離されたマス目の数によって、裏面ポリマー層の接着力を下記の評価基準にしたがって評価した。評価ランク4、5が、実用上許容可能な範囲である。
<評価基準>
5:剥離したマス目はなかった(0マス)。
4:剥離したマス目が0マスから0.5マス未満であった。
3:剥離したマス目が0.5マス以上2マス未満であった。
2:剥離したマス目が2マス以上10マス未満であった。
1:剥離したマス目が10マス以上であった。
(2)湿熱経時後の接着性
作製したバックシートを120℃、相対湿度100%の環境条件下で48時間保持し、その後25℃、相対湿度60%の環境下において1時間調湿した後、前記「(1)湿熱経時前の接着性」の評価と同様の方法で裏面ポリマー層の接着力を評価した。
前記表1中の成分の詳細を以下に示す。
<バインダー>
・P−1:セラネートWSA1070
(DIC(株)製、シリコーンアクリル系バインダー)
・P−2:セラネートWSA1060
(DIC(株)製、シリコーンアクリル系バインダー)
・P−3:オブリガートSW0011F
(AGCコーテック(株)製、フッ素系バインダー)
・P−101:ファインテックスEs650
(DIC(株)製、ポリエステル系バインダー)
・P−102:オレスターUD350
(三井化学(株)製、ポリウレタンバインダー)
<コロイダルシリカ>
・CS−1:スノーテックスUP
(日産化学工業(株)製、不定形のコロイダルシリカ、体積平均粒子径約60nm)
・CS−2:スノーテックスPS−S
(日産化学工業(株)製、不定形のコロイダルシリカ、体積平均粒子径約100nm)
・CS−3:スノーテックスPS−M
(日産化学工業(株)製、不定形のコロイダルシリカ、体積平均粒子径約110nm)
・CS−101:スノーテックスC
(日産化学工業(株)製、球形粒子のコロイダルシリカ、体積平均粒子径15nm)
・CS−102:スノーテックスZL
(日産化学工業(株)製、球形粒子のコロイダルシリカ、体積平均粒子径80nm)
前記表1に示すように、実施例では、均一性の高いポリマー層が形成されており、特に湿熱環境下に曝された場合でも接着性の低下が抑えられており、良好な耐侯性を示した。これに対し、比較例では、ポリマー層を塗布形成したときの塗布液のハジキを解消できず、結果として形成されたポリマー層は膜状態が悪く、耐侯性を良好に維持することができなかった。
5・・・太陽電池用バックシート
10・・・太陽電池モジュール
12,14・・・ポリマー層
16・・・ポリマー基材
18・・・反射層(着色層)
20・・・太陽電池素子
22・・・封止材
24・・・透明性の基板

Claims (6)

  1. ポリマー基材と、該ポリマー基材の少なくとも一方の面に塗布により設けられ、バインダーとしてフッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーから選択されるポリマー、及び不定形のコロイダルシリカを含むポリマー層とを有する太陽電池用バックシート。
  2. 前記ポリマー層中における前記フッ素系ポリマー及び前記シリコーン系ポリマーの総含有量が0.5g/m以上12.5g/m以下の範囲である請求項1に記載の太陽電池用バックシート。
  3. 前記コロイダルシリカの含有量が、前記フッ素系ポリマー及び前記シリコーン系ポリマーの総含有量に対して3.0質量%以上60.0質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の太陽電池用バックシート。
  4. 前記ポリマー層は、前記ポリマー基材の太陽電池素子が配される側と反対側に設けられた請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池用バックシート。
  5. ポリマー基材の少なくとも一方の面に、バインダーとしてフッ素系ポリマー及びシリコーン系ポリマーから選択されるポリマーと不定形のコロイダルシリカとを含む塗布液を塗布し乾燥させることによりポリマー層を形成する工程を有する太陽電池用バックシートの製造方法。
  6. 太陽光が入射する透明性の基板と、太陽電池素子と、前記太陽電池素子の前記基板が配された側と反対側に設けられた請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池用バックシートとを備えた太陽電池モジュール。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014212273A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 株式会社翠光トップライン 太陽光発電モジュール
JP2015525472A (ja) * 2012-06-01 2015-09-03 エルジー・ケム・リミテッド 親環境光電池モジュール用バックシート及びその製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5587230B2 (ja) * 2011-03-25 2014-09-10 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール
CN104349899A (zh) * 2012-05-31 2015-02-11 Lg化学株式会社 多层膜和具有该多层膜的光伏组件
JP6217328B2 (ja) * 2013-11-11 2017-10-25 信越化学工業株式会社 太陽電池封止用紫外線遮蔽性シリコーン接着剤シート並びにそれを用いた太陽電池モジュール
WO2017099708A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Curing agents for fluorinated elastomers
CN110157319A (zh) * 2019-05-16 2019-08-23 苏州赛伍应用技术股份有限公司 一种涂料、涂层、透明背板及制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11509883A (ja) * 1995-07-12 1999-08-31 カシェム,インコーポレーテッド 光ファイバケーブル用ポリプロピレン適合性グリース組成物
JP2003011292A (ja) * 2001-07-03 2003-01-15 Bridgestone Corp 耐摩耗性フィルム及び積層体
JP2003062921A (ja) * 2001-06-11 2003-03-05 Bridgestone Corp 透明複合フィルム
JP2004168057A (ja) * 2002-11-07 2004-06-17 Matsushita Electric Works Ltd フッ素系複合樹脂フィルム及び太陽電池
WO2005075583A1 (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. 塗膜、水性被覆材及びこれを用いた塗膜の製造方法、並びに塗膜の形成された塗装物
JP2009158952A (ja) * 2007-12-04 2009-07-16 Toray Ind Inc 太陽電池バックシート用フィルム、それを用いた太陽電池バックシート、および太陽電池
JP2010519742A (ja) * 2007-02-16 2010-06-03 マディコ・インコーポレーテッド 太陽電池モジュール用バックシート及びその修理方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5936021A (en) * 1996-11-27 1999-08-10 Cabot Corporation Masterbatch and resin systems incorporating same
JP5127123B2 (ja) 2005-07-22 2013-01-23 ダイキン工業株式会社 太陽電池のバックシート
US20080264484A1 (en) * 2007-02-16 2008-10-30 Marina Temchenko Backing sheet for photovoltaic modules and method for repairing same
JP5815276B2 (ja) * 2010-05-19 2015-11-17 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート用ポリマーシート及びその製造方法並びに太陽電池モジュール

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11509883A (ja) * 1995-07-12 1999-08-31 カシェム,インコーポレーテッド 光ファイバケーブル用ポリプロピレン適合性グリース組成物
JP2003062921A (ja) * 2001-06-11 2003-03-05 Bridgestone Corp 透明複合フィルム
JP2003011292A (ja) * 2001-07-03 2003-01-15 Bridgestone Corp 耐摩耗性フィルム及び積層体
JP2004168057A (ja) * 2002-11-07 2004-06-17 Matsushita Electric Works Ltd フッ素系複合樹脂フィルム及び太陽電池
WO2005075583A1 (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. 塗膜、水性被覆材及びこれを用いた塗膜の製造方法、並びに塗膜の形成された塗装物
JP2010519742A (ja) * 2007-02-16 2010-06-03 マディコ・インコーポレーテッド 太陽電池モジュール用バックシート及びその修理方法
JP2009158952A (ja) * 2007-12-04 2009-07-16 Toray Ind Inc 太陽電池バックシート用フィルム、それを用いた太陽電池バックシート、および太陽電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015525472A (ja) * 2012-06-01 2015-09-03 エルジー・ケム・リミテッド 親環境光電池モジュール用バックシート及びその製造方法
JP2014212273A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 株式会社翠光トップライン 太陽光発電モジュール

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