JP2012129296A - 太陽電池モジュール用カバーフィルム及び太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、表面の層に低屈折率層と紫外線反射層を形成することによって、基材のフィルムの劣化防止を図り得、且つ、太陽電池の発電効率の向上を図り得るようにした太陽電池用カバーフィルム及び太陽電池モジュールを提供することにある。
【解決手段】太陽電池の受光面側に用いられるカバーフィルムであって、受光面側より、低屈折率層１、紫外線吸収層２、基材層３、バリア層４が積層され、前記紫外線吸収層２には、凹凸が施されており、前記基材層３から前記紫外線吸収層２の凹部までの高さが３μｍ以上、凸部までの高さが、５０μｍ以下であり、且つ、前記凹凸の間のピッチが５００μｍ以下に設定して作製した。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池の前面に用いるフレキシブル化可能なカバーフィルム及び太陽電池モジュールに関する。

現在、太陽電池は、結晶シリコン型の他、薄膜シリコン型、有機化合物型、ＣｄＴｅ型、ＣＩＧＳ型、色素増感型などといった多種多様のものが開発されている。このような太陽電池において、生産安定性と効率の両立と言った観点からは、結晶シリコン型が最も優れている。

そのため、他の型の太陽電池において、例えば結晶シリコン型電池とは、違う場所に適用可能となる構造体が求められている。

その一例として、結晶シリコン型以外の太陽電池においては、フィルム型の太陽電池が開発されており、現在建材一体型（ＢＩＰＶ）用途などで適用が開始されている。建材一体型太陽電池は、電池自体が曲面を形成することができるため、ガラス板を使用して作製される結晶シリコン型電池には、適用のできない場所への設置ができるように構成されている。

また、フレキシブルであるため、丸めることや、折りたたみ可能な携帯用途への適用が考えられる。

しかし、フレキシブルな太陽電池とするために用いるフィルムとしては、高価なフッ素系のフィルムを用いなければならず、また、フッ素系のフィルムをカバーフィルムとして用いる場合には、水蒸気の透過を防ぐためにフィルムを厚くするか、フィルムを複数枚用いる必要があった。

一方、フッ素系ではない光透過率の高い材料、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを使用することを考えた場合には、水分の影響による劣化の他、紫外線による劣化も考えられる。

これらの内、水分の影響による劣化に対しては、ＰＥＴのオリゴマーを少なくすることで、耐水性を得ることができるＰＥＴが開発されており、太陽電池のバックシートとして実用化が始まっている。また、一方では、ＵＶカット剤などを含有したＰＥＴフィルムなども開発されている（特許文献１参照）。

しかし、ＵＶカット剤などを含有するＰＥＴを、カバーフィルムとして用いる場合には耐加水分解がない。一方で、耐加水分解性ＰＥＴをカバーフィルムとして用いる場合にはＵＶの耐性がない、つまりこれらを両立するフィルムがないという問題がある。

その対策として、例えば特許文献２に記載されているフィルム上にＵＶ吸収層を設ける構造が提案されているが、該構造では、フィルムの下にＵＶ吸収層が存在するために、受光面のフィルムにＵＶ耐性を付与することができないという不都合を有する。

また、ＵＶ耐性を持たせるためにハードコート層に紫外線吸収剤を含有するハードコートフィルムが開発されている（例えば、特許文献３参照）。この構成の場合には、紫外線吸収剤の含有量を過剰にすると、ハードコート層の表面硬度を維持することができなくなるため、紫外線吸収剤の含有量が制限されるという問題を有する。

一方、カバーフィルムに凹凸などの賦形を用いることで、光取り込み効率を向上させる試みがあるが、例えば、低屈折率材料で賦形を作製した場合には、表面硬度が足りないという問題を有する。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、太陽電池のカバー材にフィルムを用い、且つ、発電に寄与しない紫外線領域の光を選択的に遮断して、太陽電池の発電効率を低下させることなく、カバーフィルムの劣化の進行を効果的に防止させ、さらに軽量な太陽電池を提供することにある。

特開２００５−１８９５５３号公報 特許第４１８４５０４号公報 特許第４４９１８４１号公報

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ＵＶ耐性と水蒸気バリア性を有し、且つ、光透過率の高い高耐候性の優れた太陽電池用カバーフィルム及び太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、太陽電池の受光面側に用いられるカバーフィルムであって、前記受光面側より、低屈折率層、紫外線吸収層、基材層、バリア層が積層され、前記紫外線吸収層には、凹凸が施されており、前記基材層から前記紫外線吸収層の凹部までの高さが３μｍ以上、凸部までの高さが、５０μｍ以下であり、且つ、前記凹凸の間のピッチが５００μｍ以下であることを特徴とする太陽電池用カバーフィルムを構成した。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、前記受光面側より、低屈折率層、紫外線吸収層、基材層の順に屈折率が大きくなり、また、低屈折率層がフッ素を含有する樹脂であることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、前記低屈折率層が、紫外線吸収層の凹凸形状に沿って、凹部における前記低屈折率層の膜厚が前記紫外線吸収層の凹凸の差より薄く塗工されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、低屈折率層が、紫外線吸収層の凹凸形状を覆うように塗工されており、前記低屈折率層の受光面側表面が平面になっていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、前記紫外線吸収層が紫外線吸収剤を含む紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、前記バリア層がＳｉ、Ａｌ、Ｍｇの酸化物もしくは窒化物、もしくはそれらを含む材料からなる単層もしくは多層構造を有することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、基材層がポリエチレンテレフタレートであり、かつ１０５℃１００％の環境下、１９２時間後のＭＤ方向の伸度保持率が５０％以上であることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池用カバーフィルムが低屈折率層を太陽光の入射側に向けて配置されていることを特徴とする太陽電池モジュールを構成した。

本発明によれば、表面の層に耐候性の低屈折率層と紫外線反射層を形成することによって、基材のフィルムの劣化防止を図り得、且つ、太陽電池の発電効率の向上を図り得るようにした太陽電池用カバーフィルム及び太陽電池モジュールを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュール用カバーフィルム及び太陽電池モジュールを示した断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る太陽電池モジュール用カバーフィルム及び太陽電池モジュールを示した断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る太陽電池モジュール用カバーフィルム及び太陽電池モジュールを示した断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る太陽電池モジュール用カバーフィルム及び太陽電池モジュールを示した断面図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール用カバーフィルム及び太陽電池モジュールに用いられる紫外線吸収層の他の形状例を示した構成説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る太陽電池用カバーフィルム及び太陽電池モジュールの概略構成を示すもので、太陽電池モジュール１００は、カバーフィルム１０１と太陽電池セル６を挟み込むように配置される２枚の封止剤５，５´と、バックシート７から成る。カバーフィルム１０１は、低屈折率層１と紫外線吸収層２、基材層３、バリア層４、が積層されることで構成されている。

低屈折率層１は、太陽電池モジュールの受光面側の最前面に配置されて、表面に光線が入射するものである。この低屈折率層１は、紫外線吸収層２よりも屈折率が小さく、透明な材料が選ばれ、耐候性のある材料が選ばれる。紫外線吸収層２としてはアクリル系硬化樹脂が用いられ、これらは概ね１．４５〜１．５５程度であるので、屈折率は１．４５より小さいことが望ましい。

低屈折率層１に用いられるフッ素樹脂については、熱硬化性でも紫外線硬化性でも良く、熱硬化性の場合には、例えば含フッ素ポリオールとし、イソシアネートと反応させウレタン結合により硬化させることが望ましい。また、紫外線硬化性の場合には、アクリル基、エポキシ基、エポキシアクリル基等の官能基を有することが望ましい。

具体的には、以下に示すフッ素モノマーを含有する。例えばフルオロエチレン（トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン等） 、クロロトリフルオロエチレン、１,２−ジクロロ−１,２−ジフルオロエチレン、２−ブロモ−３,３,３−トリフルオロエチレン、３−ブロモ−３,３−ジフルオロプロピレン、３,３,３−トリフルオロプロピレン、１,１, ２−トリクロロ−３,３,３−トリフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、パーフルオロビニルプロピルエーテル、パーフルオロアリルビニルエーテル（ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２）、パーフルオロジアリルエーテル（ＣＦ２=ＣＦＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ=ＣＦ２）、パーフルオロブテニルビニルエーテル（ＣＦ２=ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ=ＣＦ２）、パーフルオロブテニルアリルビニルエーテル（ＣＦ２=ＣＦＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ=ＣＦ ２）、パーフルオロジブテニルエーテル（ＣＦ２=ＣＦＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ=ＣＦ２） 、パーフルオロエチレングリコールジビニルエーテル（ＣＦ２=ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ=ＣＦ２）、パーフルオロテトラメチレングリコールジビニルエーテル（ＣＦ２=ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ=ＣＦ２）、環状パーフルオロエーテル等が挙げられる。これらのフッ素含有モノマーはアルキル基、フッ素置換アルキル基等により置換されていてもよい。

なお、低屈折率層１を形成することのできるフッ素樹脂は、各社より入手することが可能であり、例えば商品名としてルミフロン（旭硝子）フルオネート（ＤＩＣ）などから入手することが可能である。

低屈折率層１が、紫外線吸収層２の凹凸形状に沿って、凹部における低屈折率層１の膜厚が紫外線吸収層２の凹凸の差より薄く塗工されている状態とは、紫外線吸収層２の凹凸における段差よりも薄い膜厚を有するということである。なお、この場合には、低屈折率層１は、膜厚が均一であることが望ましいが、紫外線吸収層２の凹凸形状の影響を受けて、例えば凹部の低屈折率層１の厚みが凸部より厚い場合も含む。

一方、低屈折率層１が、紫外線吸収層２の凹凸形状を覆うように塗工されており、低屈折率層１の受光面側表面が平面になっている状態とは、紫外線吸収層２の凹凸の差より紫外線吸収層２の凹部から測定した低屈折率層１のほうが厚いことを示している。また、平面になっている状態とは、算術平均粗さが1μｍ以内のことを示す。

例えば紫外線吸収層２の凹凸部の段差が５μｍのときには、低屈折率層１の膜厚は５μｍ以上必要となる。

また、低屈折率層１は、その受光面側表面が図２に示すように平面に形成するようにしてもよい。この場合には、その下部に位置する、紫外線吸収層２の凹凸は外にさらされることにはならないために、鋭角とすることができる。この場合には、頂角θが小さいほど望ましいが、加工時の折れ、割れなどの問題があるため、具体的には３０°から１５０°の間、さらには６０°から９０°の間が望ましい。

紫外線吸収層２には、基材層３に紫外線が到達しないように紫外線吸収剤が配合される。この紫外線吸収剤の例としては、紫外線吸収剤であれば特に限定されるものではなく、サリシレート系、ベンゾフェノン系、及びベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤が一般に知られている。

サリシレート系紫外線吸収剤としては、フェニルサリシリシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、及び４−ｔｅｒｔ−オクチルフェニルサリシレートなどが一般的に知られている。

ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシル−オキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシ−ベンゾフェノン、ビス（５−ベンゾイル−４−ヒドロキシ−２−メトキシフェニル）メタン、２，２´−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２´−ジヒドロキシ−４，４´−ジメトキシベンゾフェノン、２，２´−ジヒドロキシ−４，４´−ジメトキシベンゾフェノンと他の４置換ベンゾフェノンの混合品（例えば、商品名「ＵＶＩＮＵＬ４９０」ＢＡＳＦ社製）、２，２´，４，４´−テトラヒドロキシベンゾフェノン、及び２−ヒドロキシ−４−メトキシ−２´−カルボキシルベンゾフェノンなどが一般的に知られている。

ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、２−（２´−ヒドロキシ−５´−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−〔２´−ヒドロキシ−３´，５´−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル〕−ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´，５´−ジ−ｔ−ブチル−フェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´−ｔｅｒｔ−ブチル−５´−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´，５´−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´，５´−ジ−ｔ−アミル−ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−５´−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、及び２，２´−メチレンビス〔４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｎ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール〕などが一般的に知られている。

紫外線吸収層２の厚みについては紫外線を吸収させる機能を付与するために３μｍ以上必要である。一方、紫外線吸収層２の硬化収縮により、基材層３との密着性に問題が生じるので紫外線吸収層２は、５０μｍ以下であることが望ましい。

紫外線吸収層２における凹凸については、例えばプリズム形状とした場合には頂角θが小さい方が望ましいが、頂角θが３０°以下の場合にはプリズムに折れなどの不具合が発生したり、外気の汚れを巻き込む問題がある。また、頂角θが１５０°以上の場合には光取り込み効率の向上効果が少ないため、３０°〜１５０°の範囲、さらに望ましくは６０°から１２０°の範囲が望ましい。

また、紫外線吸収層２における凹凸としては、上記形状に限るものでなく、その他、図５（ａ）〜（ｅ）に示すようにプリズム形状の他、台形形状や、レンズ形状等の各種の形状にしても良いし、凹部に平坦な部分を有するプリズム形状や、格子状となる形状等の各種形状に形成するようにしても良い。

なお、紫外線吸収層２における基材層３と凹部の間の層については、基材層３との密着性を向上させると共に、基材層３を保護するための紫外線吸収層２としての働きを行う。

紫外線吸収層２は、上記に例示した紫外線吸収剤組成物を紫外線硬化樹脂に含有させたことを特徴としている。紫外線硬化樹脂としては、通常一般に使用される紫外線硬化樹脂をそのまま用いることができる。紫外線吸収剤組成物の添加量は、特に限定されるものではなく、紫外線吸収剤成分の種類及び紫外線硬化樹脂の種類に応じて、また要求される耐候性の度合い等に応じて適宜調整することができる。一般的な添加量としては、紫外線硬化樹脂の固形分に対して０．０１〜１０．０重量％が好ましく、さらに好ましくは０．１〜５．０重量％程度である。

基材層３には、耐湿性を有する樹脂が用いられる。これら樹脂は耐水性等の耐候性を有しているものが望ましく、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等から形成されていることが好ましい。

上述の樹脂の中でも、高い耐熱性、強度、耐候性、耐久性、水蒸気等に対するガスバリア性等を有したものとして、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリ乳酸系樹脂が好ましい。

上述のポリエステル系樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。これらのポリエステル系樹脂の中でも、耐熱性、耐候性等の諸特性面及び価格面のバランスが良好な低オリゴマータイプのポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。

上述の環状ポリオレフィン系樹脂としては、（ａ）例えばシクロペンタジエン（及びその誘導体）、ジシクロペンタジエン（及びその誘導体）、シクロヘキサジエン（及びその誘導体）、ノルボルナジエン（及びその誘導体）等の環状ジエンを重合させてなるポリマー、ｂ）当該環状ジエンとエチレン、プロピレン、４−メチル−１−ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン系モノマーの１種又は２種以上とを共重合させてなるコポリマー等が挙げられる。これらの環状ポリオレフィン系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れるシクロペンタジエン（及びその誘導体）、ジシクロペンタジエン（及びその誘導体）又はノルボルナジエン（及びその誘導体）等の環状ジエンのポリマーが特に好ましい。

なお、これら基材層３については、耐電圧の観点からある程度の厚みを有することが望ましく、屋外用途の場合には１００μ〜３００μｍが好適である。

紫外線吸収層２と基材層３の間には、これらの密着性を向上させる目的で基材層３上にプライマー層を用いることや、コロナ処理などを用いることも可能である。

また、前記基材層３とバリア層４の間には、接着層８を設けるように構成してもよい（図３及び図４参照）。この接着層８は、太陽電池のバックシートで用いられる接着剤が用いることができる。接着層８を形成する材料は、基材層３とバリア層４との密着性が高いことが望ましい。接着層８に用いられる材料としては、ポリマー組成物が挙げられ、例えば、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられ、これらのポリマーを１種又は２種以上混合して使用することができる。

上述のポリウレタン系樹脂の原料であるポリオールとしては、例えば水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールや、水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールなどが挙げられ、これらを単体で又は２種以上混合して使用することができる。

水酸基含有不飽和単量体としては、（ａ）例えばアクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、アリルアルコール、ホモアリルアルコール、ケイヒアルコール、クロトニルアルコール等の水酸基含有不飽和単量体、（ｂ）例えばエチレングリコール、エチレンオキサイド、プロピレングリコール、プロピレンオキサイド、ブチレングリコール、ブチレンオキサイド、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルデカノエート、プラクセルＦＭ−１（ダイセル化学工業株式会社製）等の２価アルコール又はエポキシ化合物と、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸との反応で得られる水酸基含有不飽和単量体などが挙げられる。これらの水酸基含有不飽和単量体から選択される１種又は２種以上を重合してポリオールを製造することができる。

また上述のポリオールは、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸シクロヘキシル、スチレン、ビニルトルエン、１−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、酢酸アリル、アジピン酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、マレイン酸ジエチル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エチレン、プロピレン、イソプレン等から選択される１種又は２種以上のエチレン性不飽和単量体と、上述の（ａ）及び（ｂ）から選択される水酸基含有不飽和単量体とを重合することで製造することもできる。

水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールの数平均分子量は、１０００以上５０００００以下であり、好ましくは５０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は、５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。

水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールは、（ｃ）例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフェノルＡ、ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ハイドロキノンビス（ヒドロキシエチルエーテル）、トリス（ヒドロキシエチル）イソシヌレート、キシリレングリコール等の多価アルコールと、（ｄ）例えばマレイン酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、トリメット酸、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸等の多塩基酸を、プロパンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール中の水酸基数が前記多塩基酸のカルボキシル基数よりも多い条件で反応させて製造することができる。

上述の水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールの数平均分子量は、５００以上３０００００以下であり、好ましくは２０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。

当該ポリマー組成物のポリマー材料として用いられるポリオールとしては、上述のポリエステルポリオール、及び、上述の水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られ、かつ、（メタ）アクリル単位等を有するアクリルポリオールが好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールをポリマー材料とすれば耐候性が高く、反射構造層の黄変等を抑制することができる。このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。

なお、上述のポリエステルポリオール及びアクリルポリオール中の水酸基の個数は、１分子当たり２個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が１０以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。

バリア層４としては、例えばＳｉ、Ａｌ、Ｍｇの酸化物Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、
ＳｉＮｘなどを数〜数十ナノメートルの間で、単層もしくはこれら上記の物質を交互に蒸着などで積層することで作製される。

また、蒸着膜の間に有機物を塗工してバリア層４を作製してもよい。この場合には、バリア層４の基材として第２の基材９が用いられる（図３及び図４参照）。この第２の基材９としては、公知のバリアフィルムを用いることができる。第２の基材９は、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等から形成されていることが好ましい。これらのうち、特に加工性が良く、価格面でも有利なＰＥＴが好適に用いられる。

封止剤５，５´は、太陽電池セル６を挟むようにして積層されており、該太陽電池セル６を封止する役割を有している。この封止剤５，５´は、カバーフィルム１０１から入射した光線を透過させるため光線透過率が高い材料が用いられ、例えば難燃性をもつＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）やＰＶＢ（ポリビニルブチラール）から形成されている。

封止剤５，５´を透過した光は、太陽電池セル６へと入射する。この太陽電池セル６は、封止剤５，５´内部に埋設されており、光電効果より受光部に入射した光を電力へと変換する機能を有している。この太陽電池セル６としては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型の他、サブストレート型の薄膜シリコン型、ＣＩＧＳ型、有機薄膜太陽電池が用いられる。

バックシート７については、公知のバックシートを用いればよく、例えばテドラー、ＰＥＴ、テドラーの３層構造や、ＰＥＴにフッ素系の樹脂からなる層を積層した２層構造のフィルムなどを用いることができる。

ここで、本発明の太陽電池用カバーフィルムによる実施例１，２と、その比較例１〜５を以下の如く作製して比較検討した。

（実施例）
実施例１として、低屈折率層１を、４ｇ／Ｌのパーフルオロエチレンとフッ化ビニリデンの共重合体と、光重合開始剤として０．０１ｇ／Ｌの自己開裂型ラジカル重合開始剤をメチルイソブチルケトン・エタノール・１-ブタノール・プロピレングリコールモノメチルエーテル混合溶媒に加え、均一に分散させて低屈折率層用の塗布液を調製した。

紫外線吸収層２として、アクリル樹脂ビームセット（ＥＭ７００、荒川化学工業(株)）に対し紫外線吸収剤（ＵＮＩＮＵＬ４９０、ＢＡＳＦ）を重量比で３ｗｔ％添加することで調製した。

カバーフィルム１０１として、５０μｍの耐加水分解ＰＥＴ（ＶＮ、帝人デュポンフィルム(株)）へ膜厚が２５μｍとなるように均一に紫外線吸収層を塗工した後に、頂角θが１２０°、６０μｍピッチとなるような版を線圧０．４ｋｇｆ／ｃｍで押し当てながら、ＵＶランプを用いて１０００ｍＪ／ｃｍで露光を行い、紫外線吸収層として基材層から凹部の厚み５μｍの１２０°のプリズム形状を有する賦形を作製した。

そして、低屈折率層１を紫外線吸収層２の上にスプレーにより塗布し、１００℃で１分間加熱乾燥した後、ＵＶランプを用いて１０００ｍＪ／ｃｍとなるように露光を行った。

次に、このフィルムと、バリア性能を有するＰＥＴ（ＧＸフィルム、凸版印刷(株)）とをウレタン系接着剤（タケネートＤ−１１０及びタケラックＥ−５５０の混合物、三井化学(株)）を用いてラミネートの後６０℃で７日間エージングすることで、カバーフィルム１０１を得た。

実施例２として、５０μｍの耐加水分解ＰＥＴ（ＶＮ、帝人デュポンフィルム(株)へ膜厚が２５μｍとなるように均一に紫外線吸収層２を塗工した後に、頂角θが１２０°となるような版を押し当てながら、ＵＶランプを用いて１０００ｍＪ／ｃｍで露光を行い、紫外線吸収層２として基材層３から凹部の厚み１０μｍの９０°のプリズム形状を有する賦形を作製した。

そして、低屈折率層１を紫外線吸収層２の上にロータリースクリーン印刷により塗布し、１００℃で１分間加熱乾燥した後、ＵＶランプを用いて１０００ｍＪ／ｃｍとなるように露光を行った。

次に、このフィルムと、バリア性能を有するＰＥＴ（ＧＸフィルム、凸版印刷（株）製）とをウレタン系接着剤を用いてレタン系接着剤を用いてラミネートし、６０℃で７日間エージングすることで、カバーフィルム１０１を得た。なお、低屈折率材料及び紫外線吸収材料は実施例１と同じものを使用した。

（比較例）
比較例１として、実施例１において、膜厚が２５μｍとなるように均一に紫外線吸収層を塗工した後に、頂角θが、１２０°、１２０μｍピッチのとなるような版を線圧０．４ｋｇｆ／ｃｍで押し当てながら、ＵＶランプを用いて１０００ｍＪ／ｃｍで露光を行い、紫外線吸収層として基材層から凹部の厚みが０となる、１２０°のプリズム形状を有する賦形を作製した。その他については、実施例１と同様にして作製した。

比較例２として、実施例１における低屈折率層１を除いた構成のカバーフィルムを作製した。

比較例３として、実施例１において低屈折率層と紫外線吸収層で用いた材料を逆にして用いたカバーフィルムを作製した。

比較例４として、基材として、一般ＰＥＴ（１０５℃、１００％、１９２時間後の伸度保持率が１０％以下）を用いた他は実施例１と同様にしてカバーフィルムを作製した。

比較例５として、紫外線吸収層に紫外線吸収剤を添加しない樹脂を用いた他は実施例１と同様にしてカバーフィルムを作製した。

（試験及び結果）
実施例１，２のとおりに作製したカバーフィルム１０１を用いて比較例１〜５と共に、透過光強度について測定を行った。濁度計(ＮＤＨ２０００、日本電色工業製)を用い、ＪＩＳＫ７３６１に基づき全光線透過率の測定を行った。

（耐紫外線性の評価（キセノン試験））
キセノンウェザーメーター（ＸＬ７５、スガ試験機（株）製）により、キセノンアークを５００ｈ照射後、カバーフィルムの４５０ｎｍの透過率の変化量を測定した。

（密着強度の評価（テープ試験））
ＪＩＳＤＯ２０２−１９８８に準拠し、セロハンテープ（「Ｎｏ４０５−１Ｐ」ニチバン（株）製）を用い、指の腹でフィルムに密着させた後剥離した。判定は１００マスの内、剥離しないマス目の数で表し、機能層が剥離しない場合を１００/１００、完全に剥離する場合を０/１００として表した。

（伸度保持率の評価（耐湿熱試験））
高加速寿命試験装置（ＥＨＳ−２１１、エスペック（株）製）を用いて、１０５℃１００％の環境下１９２時間後のカバーフィルムと０時間のカバーフィルムについてＭＤ方向の伸度を比較し、伸度保持率を求めた。

結果は、表１に示すように実施例１，２については、比較例１〜５よりも全光線透過率が高く、且つ、光と湿熱による劣化が少ないカバーフィルムを得ることができた。

本発明によれば、光取込み効率を向上させ、且つ、耐候性に優れたカバーフィルムを作製することが可能となるうえ、安価なＰＥＴフィルムを用いることが可能となるため、低価格な太陽電池用カバーフィルム及び太陽電池モジュールを提供することができる。

１…低屈折率層
２…紫外線吸収層
３…基材層
４…バリア層
５、５´…封止剤
６…太陽電池セル
７…バックシート
８…接着層
９…第２の基材
１００…太陽電池モジュール
１０１…カバーフィルム

Claims (8)

1. 太陽電池の受光面側に用いられるカバーフィルムであって、
   前記受光面側より、低屈折率層、紫外線吸収層、基材層、バリア層が積層され、前記紫外線吸収層には、凹凸が施されており、前記基材層から前記紫外線吸収層の凹部までの高さが３μｍ以上、凸部までの高さが、５０μｍ以下であり、且つ、前記凹凸の間のピッチが５００μｍ以下であることを特徴とする太陽電池用カバーフィルム。
2. 請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、
   前記受光面側より、低屈折率層、紫外線吸収層、基材層の順に屈折率が大きくなり、また、前記低屈折率層がフッ素を含有する樹脂であることを特徴とする太陽電池用カバーフィルム。
3. 請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、
   前記低屈折率層が、前記紫外線吸収層の凹凸形状に沿って、凹部における前記低屈折率層の膜厚が前記紫外線吸収層の凹凸の差より薄く塗工されていることを特徴とする太陽電池用カバーフィルム。
4. 請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、
   前記低屈折率層が、前記紫外線吸収層の凹凸形状を覆うように塗工されており、前記低屈折率層の受光面側表面が平面になっていることを特徴とする太陽電池用カバーフィルム。
5. 請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、
   前記紫外線吸収層が紫外線吸収剤を含む紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする太陽電池用カバーフィルム。
6. 請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、
   前記バリア層がＳｉ、Ａｌ、Ｍｇの酸化物もしくは窒化物、もしくはそれらを含む材料からなる単層もしくは多層構造を有することを特徴とする太陽電池用カバーフィルム。
7. 請求項１の太陽電池用カバーフィルムにおいて、
   前記基材層がポリエチレンテレフタレートであり、且つ、１０５℃、１００％の環境下、１９２時間後のＭＤ方向の伸度保持率が５０％以上であることを特徴とする太陽電池用カバーフィルム。
8. 請求項１乃至７のいずれか記載の太陽電池用カバーフィルムが低屈折率層を太陽光の入射側に向けて配置されていることを特徴とする太陽電池モジュール。

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