JP2012186453A - 太陽電池用基板及び太陽電池素子 - Google Patents

太陽電池用基板及び太陽電池素子 Download PDF

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Abstract

【課題】水蒸気バリア性に優れる太陽電池用基板を提供する。
【解決手段】下記式（１）で表される繰返し単位と、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有し、２，６−ナフチレン基を含む繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、４０モル％以上である液晶ポリエステルから構成される太陽電池用基板とする。
−Ｏ−Ａｒ1−ＣＯ− （１）
−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ− （２）
−Ｏ−Ａｒ3−Ｏ− （３）
（Ａｒ1は、２，６−ナフチレン基、１，４−フェニレン基又は４，４’−ビフェニリレン基を表す。Ａｒ2及びＡｒ3は、それぞれ独立に、２，６−ナフチレン基、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基又は４，４’−ビフェニリレン基を表す。）
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ポリエステルから構成される太陽電池用基板に関する。また、本発明は、この太陽電池用基板を用いてなる太陽電池素子に関する。
図１は、太陽電池素子の例を模式的に示す断面図である。この例では、太陽電池用基板１の上に、裏面電極層２、光電変換層３及び表面電極層４がこの順に配置されることにより、太陽電池素子５が構成されている。また、光電変換層３は、ｐ型半導体層３ａ、ｉ型半導体層３ｂ及びｎ型半導体層３ｃから構成されている。そして、太陽電池素子５は、通常、複数個連結されて、図２に示すように、封止層７により封止され、その表側（受光面側）に表面保護シート６が配置され、その裏側（受光面とは反対の面側）にバックシート８が配置され、表面保護シート６及びバックシート８の周縁部がフレーム９で固定されることにより、太陽電池モジュール１０が構成されている。
太陽電池用基板には、電極層や光電変換層の腐食等の劣化を防止すべく、水蒸気バリア性が求められる。そこで、太陽電池用基板の材料として、水蒸気バリア性に優れる太陽電池基板を与えることから、液晶ポリエステルが検討されている。例えば、特許文献１には、太陽電池用基板の材料として、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を６０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を１５モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位を５モル％、及び４，４−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２０モル％有する液晶ポリエステルを用いることが、具体的に開示されている。また、特許文献２には、太陽電池用基板の材料として、所定の液晶ポリエステルの商品（住友化学（株）の「スミカスーパーＥ６０００」やポリプラスチック（株）の「ベクトラＡ９５０」）を用いることが、具体的に開示されている。
特開２００２− ６４２１３号公報 特開２００４−１４０１４３号公報
本発明の目的は、液晶ポリエステルから構成され、さらに水蒸気バリア性に優れる太陽電池用基板を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、下記式（１）で表される繰返し単位と、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有し、２，６−ナフチレン基を含む繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、４０モル％以上である液晶ポリエステルから構成される太陽電池用基板を提供する。
−Ｏ−Ａｒ1−ＣＯ− （１）
−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ− （２）
−Ｏ−Ａｒ3−Ｏ− （３）
（Ａｒ1は、２，６−ナフチレン基、１，４−フェニレン基又は４，４’−ビフェニリレン基を表す。Ａｒ2及びＡｒ3は、それぞれ独立に、２，６−ナフチレン基、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基又は４，４’−ビフェニリレン基を表す。Ａｒ1、Ａｒ2又はＡｒ3で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。）
また、本発明は、液晶ポリエステルから構成され、温度４０℃及び相対湿度９０％にて測定される水蒸気透過度が０．００５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下である太陽電池用基板を提供する。
さらに、本発明は、厚さ５０μｍのフィルムにしたときの温度４０℃及び相対湿度９０％にて測定される水蒸気透過度が０．００５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下である液晶ポリエステルから構成される太陽電池用基板を提供する。
加えて、本発明は、前記いずれかの太陽電池用基板上に、裏面電極層、光電変換層及び表面電極層がこの順に設けられてなる太陽電池素子を提供する。
本発明の太陽電池用基板は、水蒸気バリア性に優れており、これを用いることにより、電極層や光電変換層の腐食等の劣化が効果的に防止された太陽電池素子を得ることができる。
太陽電池素子の例を模式的に示す断面図である。 太陽電池モジュールの例を模式的に示す断面図である。
本発明の太陽電池用基板を構成する液晶ポリエステルは、溶融時に光学異方性を示すポリエステルであり、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、繰返し単位（１）ということがある）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、繰返し単位（２）ということがある）と、下記式（３）で表される繰返し単位（以下、繰返し単位（３）ということがある）とを有するものである。
−Ｏ−Ａｒ1−ＣＯ− （１）
−ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ− （２）
−Ｏ−Ａｒ3−Ｏ− （３）
（Ａｒ1は、２，６−ナフチレン基、１，４−フェニレン基又は４，４’−ビフェニリレン基を表す。Ａｒ2及びＡｒ3は、それぞれ独立に、２，６−ナフチレン基、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基又は４，４’−ビフェニリレン基を表す。Ａｒ1、Ａｒ2又はＡｒ3で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基及びｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、通常１〜１０である。前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基及び２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、通常６〜２０である。前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ1、Ａｒ2又はＡｒ3で表される前記基毎に、それぞれ独立に、通常２個以下であり、好ましくは１個以下である。
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ1が２，６−ナフチレン基であるもの、すなわち６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位が好ましい。
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ2が２，６−ナフチレン基であるもの、すなわち２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位、及びＡｒ2が１，４−フェニレン基であるもの、すなわちテレフタル酸に由来する繰返し単位が好ましい。
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ3が１，４−フェニレン基であるもの、すなわちヒドロキノンに由来する繰返し単位、及びＡｒ3が４，４’−ビフェニリレン基であるもの、すなわち４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位が好ましい。
液晶ポリエステル中、２，６−ナフチレン基を含む繰返し単位の含有量、すなわち、Ａｒ1が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（１）、Ａｒ2が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（２）、及びＡｒ3が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（３）の合計含有量は、全繰返し単位の合計量（液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量を各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値）に対して、４０モル％以上である。かかる所定の繰返し単位組成を有する液晶ポリエステルをフィルム化することにより、水蒸気バリア性に優れる液晶ポリエステルフィルムを得ることができる。この２，６−ナフチレン基の含有量は、好ましくは５０モル％以上、より好ましくは６０モル％以上、さらに好ましくは７０モル％以上である。
また、液晶ポリエステル中、繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは３０〜８０モル％、より好ましくは４０〜７０モル％、さらに好ましくは４５〜６５モル％であり、繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％であり、繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。このような所定の繰返し単位組成を有する液晶ポリエステルは、耐熱性と成形性とのバランスに優れている。なお、繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量とは、実質的に等しいことが好ましい。また、液晶ポリエステルは、必要に応じて繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有していてもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常１０モル％以下、好ましくは５モル％以下である。
耐熱性や溶融張力が高い液晶ポリエステルの典型的な例は、全繰返し単位の合計量に対して、Ａｒ1が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（１）、すなわち６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位を、好ましくは４０〜７４．８モル％、より好ましくは４０〜６４．５モル％、さらに好ましくは５０〜５８モル％有し、Ａｒ2が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（２）、すなわち２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位を、好ましくは１２．５〜３０モル％、より好ましくは１７．５〜３０モル％、さらに好ましくは２０〜２５モル％有し、Ａｒ2が１，４−フェニレン基である繰返し単位（２）、すなわちテレフタル酸に由来する繰返し単位を、好ましくは０．２〜１５モル％、より好ましくは０．５〜１２モル％、さらに好ましくは２〜１０モル％有し、Ａｒ3が１，４−フェニレン基である繰返し単位（３）、すなわちヒドロキノンに由来する繰返し単位を、好ましくは１２．５〜３０モル％、より好ましくは１７．５〜３０モル％、さらに好ましくは２０〜２５モル％有し、かつ、Ａｒ2が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（２）の含有量が、Ａｒ2が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（２）及びＡｒ2が１，４−フェニレン基である繰返し単位（２）の合計含有量に対して、好ましくは０．５モル倍以上、より好ましくは０．６モル倍以上のものである。
液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）を与えるモノマー、すなわち所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸と、繰返し単位（２）を与えるモノマー、すなわち所定の芳香族ジカルボン酸と、繰返し単位（３）を与えるモノマー、すなわち所定の芳香族ジオールとを、２，６−ナフチレン基を有するモノマーの合計量、すなわち６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸及び２，６−ナフタレンジオールの合計量が、全モノマーの合計量に対して、４０モル％以上になるようにして、重合（重縮合）させることにより、製造することができる。その際、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸及び芳香族ジオールは、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの、カルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるものが挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジオールのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるものが挙げられる。
また、液晶ポリエステルは、モノマーを溶融重合させ、得られた重合物（プレポリマー）を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や溶融張力が高い液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、好ましくは２８０℃以上、より好ましくは２９０℃以上、さらに好ましくは２９５℃以上であり、また、通常３８０℃以下、好ましくは３５０℃以下である。流動開始温度が高いほど、耐熱性や溶融張力が向上し易いが、あまり高いと、溶融させるために高温を要し、成形時に熱劣化し易くなる。
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルを持つ毛細管レオメータを用い、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ2）の荷重下において、４℃／分の昇温速度で液晶ポリエステルの加熱溶融体をノズルから押し出すときに、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８，０００ポイズ）を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、１９８７年６月５日、ｐ．９５参照）。
こうして得られる前記所定の繰り返し単位組成を有する液晶ポリエステルは、水蒸気バリア性に優れており、本発明の太陽電池用基板の材料として用いられる。この液晶ポリエステルは、厚さ５０μｍのフィルムにしたときの温度４０℃及び相対湿度９０％にて測定される水蒸気透過度が、好ましくは０．０５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下、より好ましくは０．０１ｇ／ｍ2・２４ｈ以下、さらに好ましくは０．００５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下となる。
液晶ポリエステルには、必要に応じて他の成分を配合して、組成物としてもよい。他の成分の例としては、充填材、液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂及び添加剤が挙げられる。組成物全体に占める液晶ポリエステルの割合は、好ましくは８０質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上である。
充填材の例としては、ミルドガラスファイバー、チョップドガラスファイバー等のガラス繊維、チタン酸カリウムウイスカー、アルミナウイスカ、ホウ酸アルミニウムウイスカ、炭化けい素ウイスカ、窒化けい素ウイスカ等の金属又は非金属系ウイスカ類、ガラスビーズ、中空ガラス球、ガラス粉末、マイカ、タルク、クレー、シリカ、アルミナ、チタン酸カリウム、ウォラスナイト、炭酸カルシウム（重質、軽質、膠質等）、炭酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、硫酸ソーダ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、けい酸カルシウム、けい砂、けい石、石英、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄グラファイト、モリブデン、アスベスト、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、石膏繊維、炭素繊維、カーボンブラック、ホワイトカーボン、けいそう土、ベントナイト、セリサイト、シラス及び黒鉛が挙げられ、必要に応じてそれらの２種以上を用いることもできる。中でも、ガラス繊維、マイカ、タルク及び炭素繊維が好ましく用いられる。
充填材は、必要に応じて、表面処理されたものであってもよく、この表面処理剤の例としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、ボラン系カップリング剤等の反応性カップリング剤、及び高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルオロカーボン系界面活性剤等の潤滑剤が挙げられる。
液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂の例としては、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン及びポリエーテルイミド樹脂が挙げられる。
添加剤の例としては、フッ素樹脂、金属石鹸類等の離型改良剤、核剤、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、着色防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、潤滑剤及び難燃剤が挙げられる。
こうして得られる液晶ポリエステル又はその組成物をフィルム化することにより、本発明の太陽電池用基板となる液晶ポリエステルフィルムを得ることができる。フィルム化の方法としては、例えば、押出成形法、プレス成形法、溶液流延法及び射出成形法が挙げられ、押出成形法が好ましい。押出成形法としては、例えば、Ｔダイ法やインフレーション法が挙げられ、Ｔダイ法において、一軸延伸してもよいし、二軸延伸してもよい。
一軸延伸フィルムの延伸倍率（ドラフト比）は、通常１．１〜４０、好ましくは１０〜４０、より好ましくは１５〜３５である。二軸フィルムのＭＤ方向（押出方向）の延伸倍率は、通常１．２〜４０倍であり、二軸フィルムのＴＤ方向（押出方向に垂直な方向）の延伸倍率は、通常１．２〜２０倍である。インフレーションフィルムのＭＤ方向の延伸倍率（ドローダウン比＝バブル引取速度／樹脂吐出速度）は、通常１．５〜５０、好ましくは５〜３０であり、インフレーションフィルムのＴＤの延伸倍率（ブロー比＝バブル径／環状スリット径）は、通常１．５〜１０、好ましくは２〜５である。
液晶ポリエステルフィルムの厚さは、好ましくは５〜１００μｍであり、より好ましくは１０〜７５μｍであり、さらに好ましくは１５〜７５μｍである。あまり薄いと、強度が不十分になり、あまり厚いと、フレキシブル性が不十分になる。
こうして得られる液晶ポリエステルフィルムは、前記所定の繰り返し単位組成を有する液晶ポリエステルから構成されることにより、水蒸気バリア性に優れており、本発明の太陽電池用基板として用いられる。この液晶ポリエステルフィルムは、温度４０℃及び相対湿度９０％にて測定される水蒸気透過度が、好ましくは０．０５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下、より好ましくは０．０１ｇ／ｍ2・２４ｈ以下、さらに好ましくは０．００５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下となる。
なお、液晶ポリエステルフィルムを複数枚積層したり、液晶ポリエステルフィルムに熱可塑性樹脂フィルム等の他のフィルムを積層したりして得られる積層フィルムも、本発明の太陽電池用基板として用いられる。また、液晶ポリエステルフィルム又は前記積層フィルムに、さらに水蒸気バリア性を高めるべく、水蒸気バリア層を設けたり、他の機能層を設けたりして得られる積層フィルムも、本発明の太陽電池用基板として用いられる。
水蒸気バリア層は、液晶ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面上に設けられる。液晶ポリエステルフィルムの片面上に設ける場合、液晶ポリエステルフィルムの裏面（電極層が設けられる面とは反対の面）上に設けることが好ましい。
水蒸気バリア層を構成する物質としては、アルミニウム、ケイ素、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀及び金からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素の単体、酸化物、窒化物及び酸窒化物が好ましく、必要に応じてそれらの２種以上を用いてもよい。
水蒸気バリア層の形成方法としては、例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法等のＣＶＤ法、及びゾル−ゲル法、めっき法、塗布法等のウェット法が挙げられる。また、別途調製乃至入手した箔を、液晶ポリエステルフィルムに貼合してもよい。
こうして得られる太陽電池用基板は、水蒸気バリア性に優れており、これを用いることにより、電極層や光電変換層の腐食等の劣化が効果的に防止された太陽電池素子を得ることができる。
太陽電池素子は、典型的には、図１に示す如く、太陽電池基板１上に、裏面電極層２、光電変換層３及び表面電極層４をこの順に設けることにより得られる。
裏面電極層２の材料は、光線反射率が高い導電体であることが好ましく、その例としては、銀、アルミニウム、銅、金、プラチナ、ニッケル、錫、鉄等の金属；ステンレス、アルミニウム合金等の合金；及びＩＴＯ、酸化アルミニウム、酸化錫等の金属酸化物が挙げられる。裏面電極層２の形成方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、電解めっき法及び無電解めっき法が挙げられる。
光電変換層３の材料は、シリコンであることが好ましく、光電変換層３は、アモルファスシリコン層であってもよいし、微結晶シリコン層であってもよい。また、光電変換層３が図１に示す如きｎｉｐ型構造のものである場合、ｐ型半導体層３ａに含まれる不純物は、ホウ素であることが好ましく、ｎ型半導体層３ｃに含まれる不純物は、リンや窒素であることが好ましい。光電変換層３の形成は、容量結合型プラズマＣＶＤ法や誘導結合型プラズマＣＶＤ法の如きＣＶＤ法で行うことが好ましい。
表面電極層４の材料は、透明性が高い導電体であることが好ましく、その例としては、酸化錫、ＩＴＯ、ＦＴＯ及び酸化亜鉛が挙げられる。表面電極層４の形成方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法及びＣＶＤ法が挙げられる。
こうして得られる太陽電池素子５は、例えば、図２に示す如く、その複数個を連結して、封止層７により封止し、その表側（受光面側）に表面保護シート６を配置し、その裏側にバックシート８を配置し、表面保護シート６及びバックシート８の周縁部をフレーム９に固定することにより、太陽電池モジュールを構成することができる。また、本発明の太陽電池用基板は、集積型構造の太陽電池モジュールの基板として用いることもできる。
〔流動開始温度の測定〕
フローテスター（（株）島津製作所の「ＣＦＴ−５００型」）を用いて、試料約２ｇを、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのダイスを取り付けた毛細管型レオメーターに充填し、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2）の荷重下において、昇温速度４℃／分で試料を溶融させながら押し出し、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポイズ）を示す温度を測定した。
〔水蒸気バリア性の評価〕
ＪＩＳ Ｋ７１２９ Ｃ法に準拠して、ガス透過率・透湿度測定装置（ＧＴＲテック（株）の「ＧＴＲ−３０Ｘ」）により、温度４０℃、相対湿度９０％の条件で、水蒸気透過度を測定した。
〔ＩＴＯ膜の表面抵抗率の測定〕
ＩＴＯ膜の表面抵抗率（シート抵抗）は、４探針法抵抗測定装置（三菱化学製ロレスタＡＰ）により測定した。
製造例１
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸１０３４．９９ｇ（５．５モル）、２，６−ナフタレンジカルボン酸３７８．３３ｇ（１．７５モル）、テレフタル酸８３．０７ｇ（０．５モル）、ヒドロキノン２７２．５２ｇ（２．４７５モル：２，６−ナフタレンジカルボン酸及びテレフタル酸の合計量に対して０．２２５モル過剰）、無水酢酸１２２６．８７ｇ（１２モル）、及び触媒として１−メチルイミダゾール０．１７ｇを入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１４５℃まで１５分かけて昇温し、１４５℃で１時間還流させた。次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１４５℃から３１０℃まで３時間３０分かけて昇温し、３１０℃で３時間保持した後、内容物を取り出し、室温まで冷却した。得られた固形物を、粉砕機で粒径約０．１〜１ｍｍに粉砕後、窒素雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から３１０℃まで１０時間かけて昇温し、３１０℃で５時間保持することにより、固相重合を行った。固相重合後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステルを得た。この液晶ポリエステルは、全繰り返し単位の合計量に対して、Ａｒ1が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（１）を５５モル％、Ａｒ2が２，６−ナフチレン基である繰返し単位（２）を１７．５モル％、Ａｒ2が１，４−フェニレン基である繰返し単位（２）を５モル％、及びＡｒ3が１，４−フェニレン基である繰返し単位（３）を２２．５％有し、その流動開始温度は３３３℃であった。
製造例２
製造例１と同様の反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９１１ｇ（６．６モル）、テレフタル酸２７４ｇ（１．６５モル）、イソフタル酸９１ｇ（０．５５モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４０９ｇ（２．２モル）、無水酢酸１２３５ｇ（１２．１モル）、及び触媒として１−メチルイミダゾール０．１７ｇを入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで１５分かけて昇温し、１５０℃で１時間還流させた。次いで、１−メチルイミダゾール１．７ｇを添加した後、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１５０℃から３２０℃まで２時間５０分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、内容物を取り出し、室温まで冷却した。得られた固形物を、粉砕機で粒径約０．１〜１ｍｍに粉砕後、窒素雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から２８５℃まで５時間かけて昇温し、２８５℃で３時間保持することにより、固相重合を行った。固相重合後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステルを得た。この液晶ポリエステルは、Ａｒ1が１，４−フェニレン基である繰返し単位（１）を６０モル％、Ａｒ2が１，４−フェニレン基である繰返し単位（２）を１５モル％、Ａｒ2が１，３−フェニレン基である繰返し単位（２）を５モル％、及びＡｒ3が４，４’−ビフェニリレン基である繰返し単位（３）を２０％有し、その流動開始温度は３２７℃であった。
実施例１
製造例１で得られた液晶ポリエステルを、二軸押出機（（株）池貝の「ＰＣＭ−３０」）で造粒し、ペレット状にした後、一軸押出機（スクリュー径５０ｍｍ）に供給して溶融させ、Ｔダイ（リップ長さ３００ｍｍ、リップクリアランス１ｍｍ、ダイ温度３５０℃）からフィルム状に押し出して冷却し、厚さ２５μｍの液晶ポリエステルフィルムを得た。この液晶ポリエステルフィルムの水蒸気透過度は、０．０１１ｇ／ｍ2・２４ｈであり、太陽電池用基板として、水蒸気バリア性に優れている。
実施例２
製造例１で得られた液晶ポリエステルを、二軸押出機（（株）池貝の「ＰＣＭ−３０」）で造粒し、ペレット状にした後、一軸押出機（スクリュー径５０ｍｍ）に供給して溶融させ、Ｔダイ（リップ長さ３００ｍｍ、リップクリアランス１ｍｍ、ダイ温度３５０℃）からフィルム状に押し出して冷却し、厚さ５０μｍの液晶ポリエステルを得た。この液晶ポリエステルフィルムの水蒸気透過度は、０．００３ｇ／ｍ2・２４ｈであり、太陽電池用基板として、水蒸気バリア性に優れている。
実施例３
実施例２で得られた積層フィルムについてイオンプレーティング法によりガスバリア層を形成した反対面にＩＴＯ(酸化インジュウムスズ)を用いて基板温度１８０℃にて厚さ２００ｎｍ透明電極(ＩＴＯ膜)を形成した。この積層フィルム上に形成した透明電極のシート抵抗を測定したところ９．１Ω／□であった。
比較例１
製造例２で得られた液晶ポリエステルを、二軸押出機（（株）池貝の「ＰＣＭ−３０」）で造粒し、ペレット状にした後、一軸押出機（スクリュー径５０ｍｍ）に供給して溶融させ、Ｔダイ（リップ長さ３００ｍｍ、リップクリアランス１ｍｍ、ダイ温度３５０℃）からフィルム状に押し出して冷却し、厚さ２５μｍの液晶ポリエステルフィルムを得た。この液晶ポリエステルフィルムの水蒸気透過度は、０．３４３ｇ／ｍ2・２４ｈであり、太陽電池用基板として、水蒸気バリア性が不十分である。
比較例２
製造例２で得られた液晶ポリエステルを、二軸押出機（（株）池貝の「ＰＣＭ−３０」）で造粒し、ペレット状にした後、一軸押出機（スクリュー径５０ｍｍ）に供給して溶融させ、Ｔダイ（リップ長さ３００ｍｍ、リップクリアランス１ｍｍ、ダイ温度３５０℃）からフィルム状に押し出して冷却し、厚さ５０μｍの液晶ポリエステルフィルムを得た。この液晶ポリエステルフィルムの水蒸気透過度は、０．０８０ｇ／ｍ2・２４ｈであり、太陽電池用基板として、水蒸気バリア性が不十分である。
比較例３
比較例２で得られた積層フィルムについてイオンプレーティング法によりガスバリア層を形成した反対面にＩＴＯ(酸化インジュウムスズ)を用いて基板温度１８０℃にて厚さ２００ｎｍ透明電極を形成した。この積層フィルム上に形成した透明電極のシート抵抗を測定したところ１２．３Ω／□であった。
１・・・太陽電池用基板、２・・・裏面電極層、３・・・光電変換層、
３ａ・・・ｐ型半導体層、３ｂ・・・ｉ型半導体層、３ｃ・・・ｎ型半導体層、
４・・・表面電極層、５・・・太陽電池素子、
６・・・表面保護シート、７・・・封止層、８・・・バックシート、
９・・・フレーム、１０・・・太陽電池モジュール。

Claims (6)

  1. 下記式（１）で表される繰返し単位と、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有し、２，６−ナフチレン基を含む繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、４０モル％以上である液晶ポリエステルから構成される太陽電池用基板。
    −Ｏ−Ａｒ1−ＣＯ− （１）
    −ＣＯ−Ａｒ2−ＣＯ− （２）
    −Ｏ−Ａｒ3−Ｏ− （３）
    （Ａｒ1は、２，６−ナフチレン基、１，４−フェニレン基又は４，４’−ビフェニリレン基を表す。Ａｒ2及びＡｒ3は、それぞれ独立に、２，６−ナフチレン基、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基又は４，４’−ビフェニリレン基を表す。Ａｒ1、Ａｒ2又はＡｒ3で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。）
  2. 温度４０℃及び相対湿度９０％にて測定される水蒸気透過度が０．０５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下である請求項１に記載の太陽電池用基板。
  3. 液晶ポリエステルから構成され、温度４０℃及び相対湿度９０％にて測定される水蒸気透過度が０．００５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下である太陽電池用基板。
  4. 厚さ５０μｍのフィルムにしたときの温度４０℃及び相対湿度９０％にて測定される水蒸気透過度が０．００５ｇ／ｍ2・２４ｈ以下である液晶ポリエステルから構成される太陽電池用基板。
  5. 前記液晶ポリエステルから構成される層の少なくとも一方の面上に、水蒸気バリア層が設けられてなる請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池用基板。
  6. 請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池用基板上に、裏面電極層、光電変換層及び表面電極層がこの順に設けられてなる太陽電池素子。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021098851A (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 長春人造樹脂廠股▲分▼有限公司 液晶ポリマーフィルム、及び液晶ポリマーフィルムから成る積層体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004140143A (ja) * 2002-10-17 2004-05-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 太陽電池用基板および太陽電池
JP2007154169A (ja) * 2005-11-08 2007-06-21 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶ポリエステル樹脂組成物及び電子部品用成形品
JP2010135782A (ja) * 2008-11-10 2010-06-17 Sumitomo Chemical Co Ltd 太陽電池
JP2010141156A (ja) * 2008-12-12 2010-06-24 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2011040654A (ja) * 2009-08-17 2011-02-24 Sumitomo Chemical Co Ltd 太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュール

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021098851A (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 長春人造樹脂廠股▲分▼有限公司 液晶ポリマーフィルム、及び液晶ポリマーフィルムから成る積層体
JP7012812B2 (ja) 2019-12-23 2022-01-28 長春人造樹脂廠股▲分▼有限公司 液晶ポリマーフィルム、及び液晶ポリマーフィルムから成る積層体
US11608410B2 (en) 2019-12-23 2023-03-21 Chang Chun Plastics Co., Ltd. Liquid crystal polymer film and laminate comprising the same
US11840602B2 (en) 2019-12-23 2023-12-12 Chang Chun Plastics Co., Ltd. Laminate, circuit board, and liquid crystal polymer film applied to the same
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