JP2014513431A - 太陽電池モジュール用バックシートおよびこれを含む太陽電池モジュール - Google Patents

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Abstract

ポリエステルフィルム層；および前記ポリエステルフィルム層の少なくとも一方の面にコートされたフッ素コート層を含む太陽電池モジュール用バックシートおよびこれを含む太陽電池モジュールを提供する。該バックシートは、前記ポリエステルフィルム層の上面に形成され、太陽電池モジュールのエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと貼り合わされるポリエチレン系フィルム層を含んでいてよい。このような太陽電池モジュール用バックシートは、低廉な価格で普及することができ、且つ接着性および水分バリア性（透湿防止性）等に優れている。

Description

本発明は、太陽電池モジュール用バックシート、およびこれを含む太陽電池モジュールに関する。より詳しくは、本発明は、低廉な価格で普及することができ、且つ接着性および水分（moisture）バリア性（透湿防止性）等に優れている太陽電池モジュール用バックシート、およびこれを含む太陽電池モジュールに関する。
近年、次世代エネルギー源として太陽電池が開発され、住宅用、工業用等として急速に普及されつつある。
太陽電池は、複数の太陽電池セルがモジュール化されて設置される。太陽電池セルは、充填シートによって固定され、少なくとも下面には、封止部材としてバックシート(back sheet)が貼り合わされてモジュール化される。
図１は、一般的な太陽電池モジュールの構成を示す模式図である。
図１を参照して、太陽電池モジュールは、一般に、光が入射する強化ガラス３、上部充填シート２ａ、太陽電池セルＣ、下部充填シート２ｂ、およびバックシート１が順次積層されてなる構造を有する。上部充填シート２ａと下部充填シート２ｂとの間には、複数の太陽電池セルＣが電気的に接続されて固定される。このとき、前記上部／下部充填シート２ａ、２ｂは、太陽電池セルＣの固定化に有利なエチレンビニルアセテートシート（ＥＶＡ）シートが用いられる。
太陽電池モジュールは、長期間にかけて出力の低下がない長寿命化が要求される。このような長寿命化のために、太陽電池セルＣに悪影響を与える水分や酸素を遮断すること、バックシート１の加水分解による劣化や紫外線による劣化を防止することが、何より重要視されている。また、近年、消費者らからバックシート１の低価格化が強く要求されている。このため、バックシート１は、太陽電池モジュールの長寿命化のために、高温、高湿、紫外線等の環境でも耐え得る耐熱性、耐候性、および耐久性等を有する材質からなるものでなければならないのみならず、低価格で普及する必要がある。
一般に、太陽電池モジュール用バックシート１は、基材として耐熱性のポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）と耐候性のフッ素系フィルムとが積層されてなる構造を有する。すなわち、図１に示すように、バックシート１は、一般に、ＰＥＴフィルム１ａと、前記ＰＥＴフィルム１ａ上に形成されたフッ素系フィルム１ｂを含む。フッ素系フィルム１ｂは、ＰＥＴフィルム１ａの上面および下面の両面に位置し接着剤を介して貼り合わされる。
前記ＰＥＴフィルム１ａは、耐熱性は勿論、機械的強度等にも優れているため、バックシート１の基材として有用である。また、フッ素系フィルム１ｂは、主にポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ；Polyvinylidene fluoride）やポリビニルフルオリド（ＰＶＦ；Polyvinyl fluoride）等のフィルムが用いられ、この種のフッ素系フィルム１ｂは、耐候性に優れ且つ耐加水分解性等に優れているという長所がある。
しかしながら、従来のバックシート１は、耐候性のために、フィルム状に成形されたＰＶＤＦやＰＶＦ等のフッ素系フィルム１ｂをＰＥＴフィルム１ａ上に接着剤を介して貼り合せており、前記ＰＶＤＦやＰＶＦ等のフッ素系フィルム１ｂは、フィルムそれ自体の価格が高いため、バックシート１の低価格化を実現しにくい。
また、従来のバックシート１は、バックシート１を構成する各層の層間接着力と、モジュール化のための接着力が弱いため耐久性等に劣り、水分バリア性等のバリア特性の面で良好ではないという不具合がある。具体的に、ＰＥＴフィルム１ａとフッ素系フィルム１ｂとを接着剤を介して貼り合せているが、これらの二つのフィルム１ａ、１ｂ間の層間接着力が弱いという問題点がある。更には、バックシート１は、太陽電池モジュールの下部充填シート２ｂ、すなわちＥＶＡシートに堅固に貼り合わされて封止性を保持する必要があるが、フッ素系フィルム１ｂとＥＶＡシート２ｂとの間の接着力が弱いという問題点がある。
しかも、従来のバックシート１は耐熱性や耐候性等の面では有利であるものの、透湿度が高いため水分バリア性等のバリア性が良好ではないという不具合がある。
そこで、本発明は、低廉な価格で普及することができ、且つ接着性およびバリア性（水分バリア性等）に優れている太陽電池モジュール用バックシート、およびこれを含む太陽電池モジュールを提供することをその目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の態様では、ポリエステルフィルム層；および前記ポリエステルフィルム層の少なくとも一方の面にコートされたフッ素コート層を含む太陽電池モジュール用バックシートを提供する。
例示的な態様では、前記バックシートは、ポリエステルフィルム層；前記ポリエステルフィルム層の下面にコートされたフッ素コート層；および前記ポリエステルフィルム層の上面に形成され、太陽電池モジュールのエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと貼り合わされるポリエチレン系フィルム層を含む。
このとき、前記ポリエチレン系フィルム層は、白色であるかまたは無機物を含むことが好ましく、白色無機物を含むことがより好ましい。前記白色無機物としては、二酸化チタンを含み、５〜１２重量部の範囲で含むことが好ましい。
また、本発明の態様では、前記バックシートを含む太陽電池モジュールを提供する。
本発明の態様によれば、低廉な価格で普及することができ、且つ接着性および水分バリア性（透湿防止性）等に優れているという効果が得られる。
従来技術に係る太陽電池モジュールとバックシートの構成を示す模式図である。 本発明の第１の態様に係る太陽電池モジュール用バックシートの構成を示す模式図である。 本発明の第２の態様に係る太陽電池モジュール用バックシートの構成を示す模式図である。 本発明の第３の態様に係る太陽電池モジュール用バックシートの構成を示す模式図である。 本発明の第４の態様に係る太陽電池モジュール用バックシートの構成を示す模式図である。 本発明の態様に係る太陽電池モジュールの構成を例示した図であって、図４のバックシートが適用されたものを示す。
以下、添付の図面を参照して本発明の態様について詳しく説明する。
図２は、本発明の第１の態様に係る太陽電池モジュール用バックシートの構成を示す模式図であり、図３は、本発明の第２の態様に係る太陽電池モジュール用バックシートの構成を示す模式図である。また、図４は、本発明の第３の態様に係る太陽電池モジュール用バックシートの構成を示す模式図であり、図５は、本発明の第４の態様に係る太陽電池モジュール用バックシートの構成を示す模式図である。図６は、本発明に係る太陽電池モジュールの構成を例示した模式図であって、図４のバックシートが適用されたものである。
図２〜図６に示すように、本発明の態様に係る太陽電池モジュール用バックシート（以下、「バックシート」と略する。）は、基材としてポリエステルフィルム層１２を用い、耐候性等のためのフッ素コート層１４を含む。
ここで、前記フッ素コート層１４は、フッ素樹脂組成物がポリエステルフィルム層１２の少なくとも一方の面にコートされて形成される。具体的に、フッ素コート層１４は、ポリエステルフィルム層１２の上面１４ａ、または下面１４ｂに形成されていてよいが、上面１４ａと下面１４ｂとの両面に形成されていてもよい。参考として、図２および図３は、フッ素コート層１４がポリエステルフィルム層１２の上面１４ａと下面１４ｂとの両面に形成された状態を例示した図である。図４は、フッ素コート層１４がポリエステルフィルム層１２のいずれか一方の面、すなわちポリエステルフィルム層１２の下面に形成された状態を例示した図である。
具体的に、先ず、図２を参照して説明すると、本発明の第１の態様に係るバックシート１０は、ポリエステルフィルム層１２；前記ポリエステルフィルム層１２の上面にコートされた上部フッ素コート層１４ａ；および前記ポリエステルフィルム層１２の下面にコートされた下部フッ素コート層１４ｂを含む積層構造を有する。
前記ポリエステルフィルム層１２はポリエステルフィルムから構成される。本発明において、前記ポリエステルフィルムは、カルボキシル基を有する化合物と水酸基を有する化合物とが重合されたポリエステル系ポリマーをフィルム状に成形してなるものである。特に制限されるものではないが、前記ポリエステルフィルムは、好ましくは、耐熱性や機械的強度等の面で有利なポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）またはポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）から選択されたものであってよい。また、前記ポリエステルフィルム層１２は、特に限定されるものではないが、例えば８０〜４００μｍの範囲の厚さを有していてよく、好ましくは、１００〜２５０μｍの範囲の厚さを有していてよい。
前記フッ素コート層１４は、耐候性（紫外線遮断性、耐劣化性、寸法安定性等）等のためのものであって、フッ素樹脂組成物がポリエステルフィルム層１２上にコートされて形成される。すなわち、本発明の態様においてフッ素コート層１４は、従来のようにフィルム状のフッ素系フィルム１ｂ（図１参照）が接着剤を介して貼り合わされるのではなく、液状のフッ素樹脂組成物がポリエステルフィルム層１２にコートされ、固着（硬化）されて形成される。これによって、本発明の態様によれば、バックシート１０の低価格化を実現し、且つ層間接着力を改善することができる。すなわち、従来のようにフィルムそれ自体の価格が高いＰＶＤＦやＰＶＦ等のフッ素系フィルム１ｂを貼り合せたりすることなく、低廉な価格の液状のフッ素樹脂組成物をコートして耐候性のフッ素コート層１４を形成することで、バックシート１０の低価格化を実現することができる。更には、フッ素樹脂のコーティング、硬化によって、優れているポリエステルフィルム層１２とフッ素コート層１４との層間接着力が得られる。
また、前記フッ素コート層１４は、好ましくは、５〜３０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。このとき、フッ素コート層１４の厚さが５μｍ未満であれば、コーティングによる耐候性等の効果が微々たるものとなり、３０μｍを超過すれば、低価格化を実現しにくくなる。このように、フッ素コート層１４を５〜３０μｍの範囲の厚さでコートして形成する場合、従来のＰＶＤＦやＰＶＦ等のフッ素系フィルム１ｂを用いる場合よりも、例えば２倍以上もの低価格化を実現することができる。また、耐候性や価格等を考慮して、フッ素コート層１４は、１０〜２０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
前記フッ素コート層１４は、フッ素樹脂組成物がコートされて形成され、このとき、前記フッ素樹脂組成物は、フッ素樹脂と、コーティング作業性のための希釈剤としての溶媒を含んでいてよい。前記フッ素樹脂は、耐候性とともに耐加水分解性等を有するものであればよい。前記フッ素樹脂は、分子中にフッ素（Ｆ）を含むものであれば特に制限されるものではない。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体からなるペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの重合体、テトラフルオロエチレンとエチレンまたはプロピレンとの共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）、およびポリビニルフルオリド（ＰＶＦ）等から選択された一種以上を用いていてよい。
また、前記フッ素樹脂としては、分子中にフッ素とともにエチレンを含むエチレン含有フッ素樹脂を用いることが好ましい。例えば、前記挙げられた樹脂のうち、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体からなるペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの重合体、テトラフルオロエチレンとエチレンまたはプロピレンとの共重合体、およびポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等から選択された一種以上のエチレン含有フッ素樹脂を用いることが好ましい。
前記挙げられたエチレン含有フッ素樹脂は、分子中にフッ素とともにエチレンを含むため、耐候性や耐加水分解性等とともに接着力が改善する。具体的に、太陽電池モジュールの充填シート２０（図６参照）は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートからなるものであってよく、このとき、エチレン含有フッ素樹脂は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートを構成する単量体であるエチレンを含むため、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと接する側における接着力が改善する。すなわち、図２を参照して、上部フッ素コート層１４ａが通常のエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる充填シート２０と貼り合わされていてよく、このとき、上部フッ素コート層１４ａが前記挙げられたフッ素樹脂からなるものである場合、充填シート２０と高強度で貼り合わされることとなる。
また、前述したように、前記ポリエステルフィルム層１２は、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）またはポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）からなるものであることが好ましく、エチレン含有フッ素樹脂は、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）またはポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）を構成する単量体の一種であるエチレンを含むため、ポリエステルフィルム層１２との接着力が改善できる。
以上のように、フッ素樹脂がエチレン含有フッ素樹脂から選択されたものである場合、通常のエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる充填シート２０との接着力とともに、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）やポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）等のようなポリエステルフィルム層１２との層間接着力が改善できる。
前記溶媒は、フッ素樹脂を希釈してコーティングができる程度の粘度を持たせるものであれば特に制限されるものではない。溶媒としては、例えばアルコール系、グリコール系、ケトン系、およびホルムアミド系等から選択された一種以上の有機溶剤を用いていてよい。具体的な例を挙げると、溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチレングリコール、エチレングリコール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、およびジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等から選択された一種以上を用いていてよい。
更に、前記フッ素樹脂組成物は、特に限定するものではないが、フッ素樹脂１００重量部に対して溶媒５０〜３００重量部を含んでいてよい。このとき、溶媒の含量が５０重量部未満であれば、粘度が高くなるためコーティング作業性が悪くなり、３００重量部を超過すれば、硬化（乾燥）時間が長くかかるため好ましくない。
また、前記フッ素コート層１４を形成するためのフッ素樹脂組成物のコーティング方法およびコーティングの回数は特に制限されない。フッ素樹脂組成物は、例えばスピン・コーティング（spin coating）、ディップ・コーティング（dip coating）、バー・コーティング（bar coating）、スプレー（spray）、インクジェット・プリンティング（ink-jet printing）、グラビア（gravure）およびスクリーン・プリンティング（screen-printing）等から選択された一つ以上のコーティング方法にて１回以上コートされていてよい。
図３は、本発明の第２の態様に係るバックシート１０の構成を示す模式図である。
本発明の第２の態様に係るバックシート１０は、プライマー層１６(primer layer)を更に含んでいてよい。具体的に、本発明の第２の態様に係るバックシート１０は、図３に示すように、ポリエステルフィルム層１２；前記ポリエステルフィルム層１２の上面にコートされた上部フッ素コート層１４ａ；前記ポリエステルフィルム層１２の下面にコートされた下部フッ素コート層１４ｂ；および前記上部フッ素コート層１４ａ上に形成されたプライマー層１６を含む積層構造を有する。
このとき、前記プライマー層１６は、太陽電池モジュールの充填シート２０、すなわちエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと貼り合わされる。前記プライマー層１６は、上部フッ素コート層１４ａと充填シート２０との接着力の改善のためのものであって、接着性を有する樹脂がコートされて形成される。プライマー層１６は、例えば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、およびエステル系樹脂等から選択された一種以上の接着性の樹脂がコートされて形成されていてよい。また、プライマー層１６は、特に限定されるものではないが、１０μｍ以下の厚さ、具体的に２〜５μｍの範囲の厚さを有していてよい。
図４は、本発明の第３の態様に係るバックシート１０の構成を示す模式図である。
本発明の態様に係るバックシート１０は、ポリエチレン系フィルム層１５を含むことが好ましい。具体的に、本発明の第３の態様に係るバックシート１０は、図４に示すように、ポリエステルフィルム層１２；前記ポリエステルフィルム層１２の下面にコートされたフッ素コート層１４；および前記ポリエステルフィルム層１２の上面に形成されたポリエチレン系フィルム層１５を含む積層構造を有することが好ましい。このとき、ポリエステルフィルム層１２とポリエチレン系フィルム層１５とは、熱融着や接着剤によって貼り合わされていてよい。前記接着剤は、特に制限されるものではなく、例えばアクリル系、ウレタン系およびエポキシ系樹脂等から選択された一種以上の接着剤を用いていてよい。
前記ポリエチレン系フィルム層１５は、ポリエチレン系フィルムから構成される。本発明の態様において、ポリエチレン系フィルムは、分子中にエチレンを含むポリエチレン系樹脂をフィルム状に成形したものであって、分子中にエチレンを含むものであれば特に制限されない。前記ポリエチレン系樹脂は、エチレン単量体の単独重合体または共重合体から選択されたものであってよい。このとき、前記共重合体としては、エチレン単量体とプロピレンまたはブチレン単量体等の共重合体が挙げられる。前記ポリエチレン系フィルムとしては、好ましくは、ポリエチレンフィルム（ＰＥフィルム）、またはエチレンとプロピレンとの共重合体フィルムを用いていてよい。
ここで、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、太陽電池モジュールの充填シート２０、すなわちエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと貼り合わされる。本発明の第３の態様と同様に、ポリエチレン系フィルム層１５を含む場合、優れた接着性を実現することができる。すなわち、バックシート１０と充填シート２０との間の優れた接着力を実現できるのみならず、バックシート１０自体の優れた層間接着力を実現できる。
具体的に、前述したように太陽電池モジュールの充填シート２０は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートから構成されていてよく、このとき、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートを構成する単量体の一種であるエチレンを含むことから、充填シート２０に対して優れた接着力を有するようになる。また、前述したように、前記ポリエステルフィルム層１２は、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）またはポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）から構成されるのが好ましく、このとき、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）またはポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）を構成する単量体の一種であるエチレンを含むことから、ポリエステルフィルム層１２に対して優れた接着力を有する。
以上のように、太陽電池モジュールの充填シート２０、すなわちエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと貼り合わされるポリエチレン系フィルム層１５を含む場合、本発明の態様に係るバックシート１０は、充填シート２０に対してより優れた接着力を持ち、且つ、ポリエステルフィルム層１２に対して優れた層間接着力を有することができる。
例示的な態様において、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、白色、および／または無機物を含んでいてよい。具体的に、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、白色無機物を含むことが好ましい。前記白色無機物は、白色の無機物粒子であれば特に制限されないが、好ましくは、二酸化チタン、酸化カルシウム、および酸化マグネシウム等から選択された一種以上を用いていてよい。前記白色無機物は、より好ましくは、少なくとも二酸化チタンを含む。すなわち、例えば、白色無機物は、二酸化チタンからなるもの、または、二酸化チタンに加えて、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウム等から選択された一種以上を更に含む混合物であることが好ましい。
以上のように、ポリエチレン系フィルム層１５が白色無機物を含む場合、機械的強度が向上し、且つ太陽電池の光変換効率が向上するため好ましい。すなわち、前記無機物は、ポリエチレン系フィルム層１５に機械的強度の向上を与える。また、特に白色無機物は、ポリエチレン系フィルム層１５に反射能を与え、入射した太陽光を反射させることができる。これにより、太陽電池セルＣ（図６参照）の受光量が増大し、光変換効率（光を電気に変える比率）を改善することができる。ここで、前述したように、白色無機物は二酸化チタンを含むことが好ましく、前記二酸化チタンは、非常に優れた機械的強度や太陽光の反射能等を与えるため、本発明の態様に好適である。
また、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、ポリエチレン系樹脂１００重量部に対して白色無機物を２〜２０重量部の範囲で含むことが好ましい。ここで、白色無機物の含量が２重量部未満であれば、白色無機物の使用による機械的強度の改善や太陽光の反射能等の効果が微々たるものとなる。また、白色無機物の含量が２０重量部を超過すれば、機械的強度（引張強度）が低下し且つ価格の面でも好ましくない。こうした点を考慮し、前記白色無機物は、５〜１５重量部の範囲で含まれることがより好ましい。
更に、前記白色無機物は、３０μｍ以下の平均粒度を有することが好ましい。白色無機物は、例えば０．１〜３０μｍの範囲の平均粒度を有することがより好ましい。このとき、白色無機物の平均粒度が０．１μｍ未満であれば、太陽光の反射能効果が微々たるものとなり、３０μｍを超過すれば、ポリエチレン系樹脂の接着力を阻害することがある。白色無機物は、より好ましくは、２〜１０μｍの範囲内の平均粒度を有していてよい。
また、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、白色無機物を含み、３０〜２５０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。このとき、３０μｍ未満と厚さが薄すぎると、太陽光の反射能等の効果が微々たるものとなる。また、２５０μｍを超過して厚すぎると、バックシート１０の柔軟性(flexiblity)を阻害することがあり、且つ価格の面でも好ましくない。
更に、本発明の態様によれば、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、水分バリア性（バリア性）を改善するため、本発明の態様に好適である。すなわち、前記ポリエチレン系フィルム層１５は、低透湿度を持たせてバックシート１０の水分バリア性（バリア性）を増大させ、耐久性を向上させることができる。
図５は、本発明の第４の態様に係るバックシート１０の構成を示す模式図である。
本発明の態様に係るバックシート１０は、ケイ素酸化物層（シリカ等）またはアルミニウム酸化物層（アルミナ等）をポリエステルフィルム層とフッ素コート層との間に更に含んでいてよい。また、ケイ素酸化物層（シリカ等）またはアルミニウム酸化物層（アルミナ等）は、ポリエステルフィルム層１２とポリエチレン系フィルムと層１５の間に含まれていてよい。
具体的に、本発明の第４の態様に係るバックシートは、図５に示すように、例えば、ポリエステルフィルム層１２；前記ポリエステルフィルム層１２の下面に形成されたケイ素酸化物層１３；前記ケイ素酸化物層１３の下面にコートされたフッ素コート層１４；および前記ポリエステルフィルム層１２の上面に形成されたポリエチレン系フィルム層１５を含む積層構造を有する。
以上のように、ポリエステルフィルム層１２とフッ素コート層１４との間にケイ素酸化物層１３を含む場合、本発明の態様に係るバックシート１０は、バリア性が向上し、耐食性が向上するという効果を得ることができる。
前記ケイ素酸化物層は、スパッタリング、ＣＶＤ、ＰＶＤ等による蒸着工程にて形成されていてよい。また、スピン・コーティング、ディップ・コーティング、バー・コーティング、スプレー、インクジェット・プリンティング、グラビア、およびスクリーン・プリンティング等の液状コーティング方式にて形成されてもよい。前記ケイ素酸化物層１３は、１０〜５００ｎｍの範囲の厚さを有することが好ましい。特に、ケイ素酸化物層の厚さが５０〜２５０ｎｍの範囲であることがより好ましい。前記ケイ素酸化物層の厚さが１０ｎｍ未満であれば、バリア性や耐食性が低下し、前記ケイ素酸化物層の厚さが５００ｎｍを超過すれば、コストアップや作業性の低下という問題が生じ得る。
一方、本発明の態様に係る太陽電池モジュールは、前述したような本発明の態様に係るバックシート１０を含む。図６は、本発明の態様に係る太陽電池モジュールの一例を示す模式図である。
図６を参照して、本発明の態様に係る太陽電池モジュールは、例えば、透明部材３０、充填シート２０、太陽電池セルＣ、および前述したような本発明に係るバックシート１０を含む。
ここで、前記透明部材３０は、太陽電池セルＣの上部側を保護するものであって、このような透明部材としては、太陽電池の保護と光の入射に有利な強化ガラスが用いられていてよい。また、前記充填シート２０は、電気的に接続された複数の太陽電池セルＣが充填、固定されるものであって、図６に示すように上部充填シート２０ｂと下部充填シート２０ａとで構成されていてよい。このような充填シート２０、２０ａ、２０ｂとしては、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートを用いていてよい。
図６に示すように、バックシート１０は、充填シート２０の下面、具体的に下部充填シート２０ａの下面に貼り合わされる。このとき、バックシート１０と下部充填シート２０ａとは熱融着や接着剤を介して貼り合せていてよい。前記接着剤は、特に制限されないが、例えばアクリル系、ウレタン系、およびエポキシ系樹脂等から選択された一種以上の接着剤を用いていてよい。バックシート１０と下部充填シート２０ａとは、好ましくは、熱融着にて貼り合わせた方がよい。ここで、図２中のバックシート１０の場合、下部充填シート２０ａに上部フッ素コート層１４ａが貼り合わされ、図３中のバックシート１０の場合、下部充填シート２０ａにプライマー層１６が形成される。そして、図４および図５に示されたバックシート１０の場合、下部充填シート２０ａにポリエチレン系フィルム層１５が貼り合わされる。図６は、図４に示されたバックシート１０が貼り合わされた太陽電池モジュールを例示した図である。
上記したように、本発明の態様によれば、バックシート１０の低価格化を実現することができる。すなわち、従来のようにフィルム自体の価格が高いＰＶＤＦやＰＶＦ等のフッ素系フィルム１ｂを用いることなく、価格が低廉な液状のフッ素樹脂組成物をコートしたフッ素コート層１４を形成することで、同等レベルの耐候性を有するバックシート１０を低廉な価格で普及することができる。
また、前述したようにフッ素コート層１４がエチレン含有フッ素樹脂を含む場合、通常のエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる充填シート２０との接着力と、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）やポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）等のようなポリエステルフィルム層１２との層間接着力が改善する。特に、白色無機物、好ましくは、二酸化チタンを含むポリエチレン系フィルム層１５を含む場合、充填シート２０との接着力およびポリエステルフィルム層１２との層間接着力により優れ、且つ水分バリア性（透湿性）が向上することで優れた耐久性を有するのみならず、機械的強度が向上し、且つ太陽電池の光変換効率が向上する。また、ポリエステルフィルム層１２とフッ素コート層１４との間にケイ素酸化物層を含む場合、前記太陽電池モジュール用バックシート１０は、バリア性や耐食性が向上するという効果をも発揮することができる。
以下、実施例および比較例の対比を通じて、本発明の態様をより詳しく説明する。以下の実施例は、本発明の理解を容易とするために提供されるものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
［実施例１］
ポリエチレン（ＰＥ）１００重量部に対して平均粒度３μｍの大きさの二酸化チタン（ＴｉＯ２）１０重量部を混合した後、これを通常のフィルム成形方法にて２軸延伸して、１５０μｍ厚さの白色ＰＥフィルム（以下、「Ｗ-ＰＥフィルム」という。）を作製した。
また、耐熱性ＰＥＴフィルム（厚さ１５０μｍ）の一方の面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）をコートして１５μｍ厚さのフッ素コート層を形成した。そして、他方の面には、前記作製したＷ-ＰＥフィルム（ＰＥ＋ＴｉＯ２）をアクリル系接着剤にて貼り合わせて、Ｗ-ＰＥ（１５０μｍ）／耐熱ＰＥＴ（１５０μｍ）／フッ素コート層（１５μｍ）の積層構造を有するバックシートを作製した。
［実施例２〜４］
ポリエチレン（ＰＥ）１００重量部に対して平均粒度３μｍの大きさの二酸化チタン（ＴｉＯ２）１０重量部を混合した後、これを通常のフィルム成形方法にて２軸延伸して、１５０μｍ厚さの白色ＰＥフィルム（Ｗ-ＰＥフィルム）を作製した。
また、耐熱性ＰＥＴフィルム（厚さ１５０μｍ）の下面に蒸着工程にて３０ｎｍ、１２０ｎｍ、２００ｎｍ厚さのシリカ層を形成し、前記シリカ層の下面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）をコートして、１５μｍ厚さのフッ素コート層を形成した。そして、前記耐熱性ＰＥＴの上面には前記作製したＷ-ＰＥフィルム（ＰＥ＋ＴｉＯ２）をアクリル系接着剤にて貼り合わせて、Ｗ-ＰＥフィルム（１５０μｍ）／耐熱ＰＥＴ（１５０μｍ）／シリカ層／フッ素コート層（１５μｍ）の積層構造を有するバックシートを作製した。実施例２〜４は、積層構造は等しく、シリカ層の厚さのみが異なる：実施例２（シリカ層の厚さ３０ｎｍ）、実施例３（シリカ層の厚さ１２０ｎｍ）、実施例４（シリカ層の厚さ２００ｎｍ）
［実施例５］
耐熱性ＰＥＴフィルム（厚さ２５０μｍ）にテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を両面コートして（両面に１５μｍ厚さのフッ素コート層を形成して）、フッ素コート層（１５μｍ）／耐熱ＰＥＴ（２５０μｍ）／フッ素コート層（１５μｍ）の積層構造を有するバックシートを作製した。
［実施例６］
フッ素コート層上にアクリル系接着剤をコートして、３μｍのプライマー層を更に形成したことを除いては、前記実施例５と同様に実施して、プライマー層（３μｍ）／フッ素コート層（１５μｍ）／耐熱ＰＥＴ（２５０μｍ）／フッ素コート層（１５μｍ）の積層構造を有するバックシートを作製した。
［比較例］
従来のバックシートとして、耐熱性ＰＥＴフィルム（厚さ２５０μｍ）の両面にＰＶＤＦフィルム（厚さ３０μｍ）を貼り合わせて、ＰＶＤＦ（３０μｍ）／耐熱ＰＥＴ（２５０μｍ）／ＰＶＤＦ（３０μｍ）の積層構造を有するバックシートを用意した。
前記各実施例および比較例に係るバックシートの試片に対して、以下のように引張強度、延伸率、層間接着力、ＥＶＡとの接着力、透湿度、および寸法安定性等の物性を評価し、その結果を下記の［表１］に表した。
（１）引張強度および延伸率
各バックシート試片をカッターバー（cutter bar）にて１５ｍｍ×１５ｍｍ（横×縦）の大きさに切断した後、測定器にて引張強度と延伸率を測定した。このとき、引張強度は測定器のフル・スケール（Full Scale）を試片の引張強度よりも２０％高く決めてから測定した。
（２）層間接着力
各バックシート試片の端部のＰＥＴフィルムを若干剥がした後、１８０度剥離角にて剥離強度を測定した。このとき、剥離強度としては、ＰＶＤＦとＰＥＴ（比較例）、Ｗ-ＰＥとＰＥＴ（実施例１〜４）、フッ素コーティングとＰＥＴ（実施例５および６）間の剥離強度（層間接着力）を測定した。
（３）ＥＶＡとの接着力
各バックシート試片をＥＶＡシートに熱融着にて貼り合わせた。このとき、バックシート試片はＡ４の大きさに切断し、ＥＶＡシートはバックシート試片よりも小さい大きさに切断した後、重ね合わせて熱風オーブンに入れ、１５０℃で１５分間張り合わせを実施した。次いで、オーブンから取り出して冷やした後、１５ｍｍ×１５ｍｍ（横×縦）の大きさに切断した後、ＥＶＡシートとバックシート間の剥離強度（ＥＶＡとの接着力）を測定した。
（４）透湿度
各バックシート試片をカッターバー（cutter bar）にて１５ｍｍ×１５ｍｍ（横×縦）の大きさに切断した後、透湿度測定器にて測定した。
（５）寸法安定性
各バックシート試片をカッターバー（cutter bar）にて１２０ｍｍ×６０ｍｍ（横×縦）の大きさに切断した後、横方向に始点から１００ｍｍになる地点を表示した。次いで、オーブンに入れ、１５０℃の温度で３０分間放置した後、取り出して始点から前記表示した地点までの長さを測定し、下式にて耐熱寸法安定性を評価した。
Figure 2014513431
Figure 2014513431
＜物性評価の結果＞
前記表１に表すように、本発明の実施例１〜６に係るバックシートは、従来の比較例に比べて、層間接着力およびＥＶＡとの接着力において優れた特性を示すことが分かる。特に、Ｗ-ＰＥフィルム（ＰＥ＋ＴｉＯ２）を用いた実施例１〜４の場合、層間接着力およびＥＶＡとの接着力に非常に優れており、且つ透湿度が低いため優れた水分バリア性（バリア性）を示すことが分かる。
また、前記実施例１および５、そして比較例に係るバックシート試片に対して、ＵＶ促進暴露試験装備にて信頼性（耐候性）を評価し、その結果を下記の［表２］に表した。このとき、相対湿度７０％ＲＨ、６５℃の条件下で、各バックシート試片を促進暴露試験装備のＵＶランプに６５Ｗ／m2の強さで１００時間、２００時間、５００時間暴露した後、前記のような方法にて引張強度、延伸率、層間接着力、および寸法安定性を評価した。
Figure 2014513431
前記［表２］に表したように、紫外線（ＵＶ）に長時間暴露されても優れた信頼性（耐候性）を示すことが分かる。特に、本発明の実施例に係るバックシートは、従来の比較例に比べて、層間接着力において５００時間紫外線（ＵＶ）に暴露された後も、初期値をそのまま保持し、優れた信頼性を示すことが分かる。
一方、下記の［表３］は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の含量に応じた物性評価の結果を表したものである。具体的に、前記実施例１と同様に実施し、白色ＰＥフィルム（Ｗ-ＰＥフィルム）を作製するに際して、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の含量を変えて作製し、各含量ごとのバックシート試片に対して、前記と同様な方法にてＥＶＡシートとの接着力および透湿度を評価し、その結果を下記の［表３］に表した。
Figure 2014513431
前記［表３］に表したように、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の含量に応じて引張強度や延伸率が変化することが分かる。前記［表３］に表したように、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の含量２重量部以上で従来の比較例よりも高い引張強度を示すことが分かる。また、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の含量が増大するほど引張強度が高くなり、１５重量部を超過した１８重量部含まれた場合（実施例１-４の場合）、引張強度がむしろ低くなることが分かる。したがって、前記結果から、二酸化チタン（ＴｉＯ２）は引張強度や延伸率を考慮して５〜１５重量部の範囲が好ましいことが分かった。
低廉な価格で普及することができ、且つ接着性および水分バリア性等に優れる太陽電池モジュール用バックシートおよびこれを含む太陽電池モジュールが提供される。
１０ バックシート
１２ ポリエステルフィルム層
１３ ケイ素酸化物層
１４ フッ素コート層
１５ ポリエチレン系フィルム層
１６ プライマー層
２０ 充填シート
３０ 透明部材
Ｃ 太陽電池セル

Claims (16)

  1. ポリエステルフィルム層；および
    前記ポリエステルフィルム層の少なくとも一方の面にコートされたフッ素コート層を含む太陽電池モジュール用バックシート。
  2. 前記太陽電池モジュール用バックシートが、ポリエステルフィルム層；
    ポリエステルフィルム層の下面にコートされたフッ素コート層；および
    ポリエステルフィルム層の上面に形成され、
    太陽電池モジュールのエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと貼り合わされるポリエチレン系フィルム層を含む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バックシート。
  3. 前記ポリエチレン系フィルム層が、白色無機物を含むことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
  4. 前記ポリエチレン系フィルム層が、ポリエチレン系樹脂１００重量部に対して白色無機物を５〜１５重量部の範囲で含むことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
  5. 前記白色無機物が、二酸化チタンを含むことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
  6. 前記ポリエチレン系フィルム層が、白色無機物を含み、且つ３０〜２５０μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
  7. 前記フッ素コート層が、エチレン含有フッ素樹脂を含む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バックシート。
  8. 前記フッ素コート層が、５〜３０μｍの範囲の厚さを有す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バックシート。
  9. 前記ポリエステルフィルム層とフッ素コート層との間に、ケイ素酸化物層を更に含む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バックシート。
  10. 前記太陽電池モジュール用バックシートが、ポリエステルフィルム層；
    ポリエステルフィルム層の下面に形成されたケイ素酸化物層；
    ケイ素酸化物層の下面にコートされたフッ素コート層；
    ポリエステルフィルム層の上面に形成され、
    太陽電池モジュールのエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと貼り合わされるポリエチレン系フィルム層を含むことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
  11. 前記ポリエチレン系フィルム層が、白色無機物を含むことを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
  12. 前記太陽電池モジュール用バックシートが、ポリエステルフィルム層；
    前記ポリエステルフィルム層の上面にコートされた上部フッ素コート層；および
    前記ポリエステルフィルム層の下面にコートされた下部フッ素コート層を含む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バックシート。
  13. 前記太陽電池モジュール用バックシートが、前記上部フッ素コート層上に形成され、太陽電池モジュールのエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）シートと貼り合わされるプライマー層を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
  14. 前記上部フッ素コート層が、エチレン含有フッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
  15. 請求項１〜請求項１４のいずれかに記載のバックシートを含む太陽電池モジュール。
  16. 前記ポリエステルフィルム層の少なくとも一方の面に１０〜５００ｎｍの範囲の厚さを有するケイ素酸化物層が蒸着されてい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バックシート。
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