JP2017112246A - 太陽電池モジュール用の封止材一体型裏面保護シート、及び、それを用いてなる太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール用の封止材一体型裏面保護シート、及び、それを用いてなる太陽電池モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】太陽電池モジュールの薄型化と製造コスト低減に寄与しうる封止材一体型裏面保護シートであって、太陽電池素子の表面に配置されるタブ線の隠蔽性にも優れた封止材一体型裏面保護シートを提供する。【解決手段】封止材層1と、裏面保護層2とが、積層されてなる封止材一体型裏面保護シート10において、裏面保護層2は、単層の樹脂層、又は単層の樹脂層を含んで構成される多層構造からなり、封止材層1と裏面保護層2との間の界面、或いは、裏面保護層2の多層構造を構成する各層の間の界面いずれかに暗色の外観を有する暗色接着剤層6を有している。暗色とはJISZ8722に準拠して測定した、標準光源D65によるCIE系色座標が、−5≦a*≦5且つ−5≦b*≦5の範囲とする。【選択図】図4

Description

本発明は、太陽電池モジュール用の封止材一体型裏面保護シート、及び、それを用いてなる太陽電池モジュールに関する。
従来、太陽電池モジュールの層構成は、図6に示す層構成が一般的である。即ち、受光面側から、透明前面基板5、受光面側封止材シート4、太陽電池素子3、非受光面側封止材シート8及び裏面保護シート9が順に積層された構成である。又、図4に示すように太陽電池素子3については、通常、各素子の表面に複数の隣接する太陽電池素子を接続するためのタブ線31が配置されている。
太陽電池モジュールを構成する上記の各部材のうち、封止材シートとしては、透明性や施工性、製造コスト他等の観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)かなる樹脂シート、或いは、低密度ポリエチレン等、ポリエチレン系樹脂を用いた各種のオレフィン系の樹脂シートからなる封止材シートが主に用いられている。
太陽電池モジュールの最外層に保護層として配置される裏面保護シートとしては、フッ素系樹脂や、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂を用いた樹脂シートが広く用いられている。又、更には、これらのバリア性を有する樹脂シート等の各部材をドライラミネート法等によって積層した多層シートが用いられている。
そして、近年においては、太陽電池モジュールに対する意匠上の要請による薄型化や、製造工程の簡略化による生産性向上を目的として、上記の封止材シートと裏面保護シートとが、予め一体品として形成されている、封止材一体型裏面保護シートの開発も進んでいる(特許文献1参照)。
一方、太陽電池モジュールに対する発電効率向上の要請も近年更に厳しさを増しており、上記のタブ線の幅の分だけ発電に有効な光が受光できなくなるというシャドーロスの問題が顕在化している。タブ線は、銅箔をスリットした平角銅線等が広く用いられているが、シャドーロスの低減を目的としたタブ線の細線化が進んでいる(特許文献2参照)。
しかし、タブ線は、一定以上の断面積がないと電気抵抗が高まり、これに起因して太陽電池モジュールの発電効率を低下させてしまう。タブ線の一定の断面積を確保して電気抵抗が高まることを回避するためのタブ線の細線化、即ち、その幅の狭小化の一方で、タブ線の厚みについては、従来よりも厚みの大きいものが用いられる傾向がある。例えば、従来は、幅1.5mm以上2.0mm以下程度、厚み150μm以上250μm以下程度のタブ線を2−3本程度並べて用いられることが一般的であったが、近年はマルチワイヤー電極と呼ばれる円筒状のタブ線を多数並べたものが用いられるようになってきており、その直径は例えば380μm程度である。
封止材一体型裏面保護シートを太陽電池素子の非受光面側に配置した太陽電池モジュールにおいて、上記のように厚みの大きいタブ線が配置されていると、封止材一体型裏面保護シートを構成する封止材層において、裏面保護層の側の表面に近いところまでタブ線が貫入する態様となる。そして、本来、意匠性確保の観点からは隠蔽されるべきタブ線が裏面保護層の外側から不要に視認されてしまうことになる。モジュールの薄型化の流れの中で開発された封止材一体型裏面保護シートを用いた太陽電池モジュールにおいて、このようなタブ線の隠蔽不良による意匠性の低下という新たな問題が生じるようになっている。
薄型化及び工程の簡略化による製造コスト削減を当初の目的として開発された封止材一体型保護シートにおいて、これを隠蔽するための隠蔽層を新たに積層することは、上記の目的に逆行することになるため好ましくない。薄型化と製造コスト減の効果を阻害せずにこの問題を解消することができる手段が求められていた。
特開2012−84842号公報 特開2012−204666号公報
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールの薄型化と製造コスト低減に寄与しうる封止材一体型裏面保護シートであって、太陽電池素子の表面に配置されるタブ線の隠蔽性にも優れた封止材一体型裏面保護シートを提供することを課題とする。
本発明者らは、従来の封止材一体型裏面保護シートに、もとより存在する接着剤層を暗色の接着剤層とすることにより、薄型化と製造コスト低減の効果を阻害することなく、封止材一体型裏面保護シートにタブ線の隠蔽性を付与することができることに想到し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
(1) 封止材層と、裏面保護層とが、積層されてなる封止材一体型裏面保護シートであって、前記裏面保護層は、単層の樹脂層、又は単層の樹脂層を含んで構成される多層構造からなり、前記封止材層と前記裏面保護層との間の界面、或いは、前記裏面保護層の多層構造を構成する各層の間の界面のうちのいずれかの界面に存在する接着剤層のうち、少なくともいずれかの一の接着剤層が、下記の規定による暗色の外観を有する暗色接着剤層である封止材一体型裏面保護シート。
JISZ8722に準拠して測定した、標準光源D65によるCIE系色座標が、−5≦a≦5且つ−5≦b≦5の範囲の色を暗色とする。
(2) 前記封止材層が、オレフィン系樹脂をベース樹脂とする樹脂層であって、前記裏面保護層は、ポリエステル系樹脂又はフッ素系樹脂をベース樹脂とする単層の樹脂層を含んで構成される(1)に記載の封止材一体型裏面保護シート。
(3) 前記裏面保護層は、複数の保護シートが接着剤層を介して積層されてなる多層構造からなり、前記多層構造を構成する各層間の界面のうちのいずれかの界面に存在する接着剤層が、前記暗色接着剤層である(1)又は(2)に記載の封止材一体型裏面保護シート。
(4) 前記裏面保護層の厚さが50μm以上250μm以下であって、前記封止材層を含めた総厚さが、450μm以上650μm以下である(1)から(3)のいずれかに記載の封止材一体型裏面保護シート。
(5) 前記裏面保護層が、耐加水分解ポリエチレンテレフタレート層を含んで構成されている(1)から(4)のいずれかに記載の封止材一体型裏面保護シート。
(6) (1)から(5)のいずれかに記載の封止材一体型裏面保護シートが、太陽電池素子の非受光面側に前記封止材層が対面する態様で積層されていて、前記太陽電池素子の非受光面側にはタブ線が形成されていて、該タブ線の厚みと前記封止材層の厚さとの差が30μm以下である太陽電池モジュール。
(7) 封止材一体型裏面保護シートを構成する封止材層の厚さが400μm以下である(6)に記載の太陽電池モジュール。
本発明によれば、太陽電池モジュールの薄型化と製造コスト低減に寄与しうる封止材一体型裏面保護シートであって、太陽電池素子の表面に配置されるタブ線の隠蔽性にも優れた封止材一体型裏面保護シートを提供することができる。
本発明の封止材一体型裏面保護シートの層構成の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の封止材一体型裏面保護シートの層構成の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の封止材一体型裏面保護シートを用いてなる太陽電池モジュールの層構成の概略を模式的に示す断面図である。 本発明の封止材一体型裏面保護シートを用いてなる太陽電池モジュールの層構成の詳細の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の封止材一体型裏面保護シートを用いてなる太陽電池モジュールの層構成の詳細の他の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。 従来の一般的な太陽電池モジュールの層構成の一例を模式的に示す断面図である。
以下、本発明の封止材一体型裏面保護シート、及び、それを用いた太陽電池モジュールの詳細について説明する。本発明は以下に記載される実施形態に限定されるものではない。
<封止材一体型裏面保護シート>
図1又は図2に示す通り、本発明の太陽電池モジュール用の封止材一体型裏面保護シート10は、主として太陽電池素子を太陽電池モジュール外部からの衝撃から保護する機能を果たす封止材層1と、主として太陽電池モジュール外部からの水分等の侵入を阻止するバリア性を有する裏面保護層2と、が一体積層されてなる多層シートである。封止材層1と裏面保護層はいずれも各種の樹脂シート等により構成されるが、それぞれ求められる機能が異なるため、通常は異なる材料樹脂により構成される。そしてこれらの異なる樹脂からなる各樹脂層は、通常、接着剤を用いたドライラミネート法によって積層一体化される。
そして、太陽電池モジュールとしての一体化工程に先駆けて予め一体化された封止材一体型裏面保護シート10は、図3に示すように、太陽電池モジュール100において、太陽電池素子3の非受光面側に積層されて太陽電池モジュールを構成する。又、封止材一体型裏面保護シート10は、より詳しくは、図4又は図5に示す通り、太陽電池モジュール100において、封止材層1を太陽電池素子3の非受光面側に対面させる態様で配置される。
尚、太陽電池素子3の非受光面側には、図4又は図5に示す通り、タブ線31が設置されている。太陽電池素子3の表面に分散形成される線上の凸部として存在するこのタブ線31が、封止材層1の内部に陥入する態様で、即ち、モールディング性を備える封止材層1がタブ線31の周囲に隙間無く回り込む態様で、封止材一体型裏面保護シート10は、太陽電池モジュール100において他の部材と一体化される。尚、モールディング性とは、太陽電池モジュールとしての一体化のためのラミネート加工時における他部材の凹凸への追従性のことを言う。
封止材一体型裏面保護シート10は、太陽電池モジュール100としての一体化時に裏面保護層2の側から、このタブ線31が視認されないように隠蔽する機能を発揮する暗色接着剤層6が配置されていることを主たる特徴とする。暗色接着剤層6は、封止材一体型裏面保護シート10の構造を担保するために必要な層として存在するいずれかの接着剤層を、隠蔽機能を併せて発揮させるものとするために、暗色に着色した層である。尚、本発明において「暗色」とは、次段落の定義による色のことを言うものとする。
本発明における「暗色」とは、色座標におけるa値及びb値の範囲が下記の特定範囲にある色のことを言う。即ち、暗色層、暗色顔料等という場合には、下記の特定範囲にある暗色層、暗色顔料も含むものとする。特定範囲とは、具体的には、JISZ8722に準拠して測定した、標準光源D65によるCIE系色座標が、−5≦a≦5且つ−5≦b≦5の範囲のことを言い、この範囲にある色味を、本明細書においては「暗色」と言うものとする。
尚、本明細書における「暗色」とは、黒色の他、褐色、紺色、深緑色、臙脂色等の低明度の有彩色、又は無彩色のことであり、可視光線である380μm以上780μm以下の範囲の全帯域にわたって吸収スペクトルを有する色をいう。又、一般に低明度とは、大体、マンセル表色系で明度4.0以下のものをいう。本発明に「暗色」おける必須の要件ではないが、上記の色座標(a)の規定に加えて、更に上記の明度(L値)の基準においても、明度4.0以下であることが、より好ましく、隠蔽性を奏しうる色味の評価の精度を高めることができる。
暗色接着剤層6は、例えば、図1及び図4に示すように封止材層1と裏面保護層2との間の界面に存在する接着剤層を暗色に着色することにより構成することができる。或いは、暗色接着剤層6は、図2及び図5に示すように裏面保護層2が多層構成である場合に、これらの各層の間の界面に存在する接着剤層を暗色に着色することにより構成することもできる。この場合、封止材層1と裏面保護層2との間の界面に存在する接着剤層7は、透明接着剤層であることが好ましい。暗色接着剤層6の詳細については後述する。
封止材一体型裏面保護シート10の厚さは、以下に詳細を説明する封止材層1、裏面保護層2、及び、暗色接着剤層6を含む層間の接着剤層の厚みを含む総厚さが、450μm以上650μm以下であることが好ましい。
[封止材層]
封止材一体型裏面保護シート10を構成する封止材層1は、EVA、或いは、低密度ポリエチレン(LDPE)、メタロセン系直鎖低密度ポリエチレン(M−LLDPE)等のオレフィン系樹脂をベース樹脂とする単層又は多層の樹脂層として形成することができる。封止材層1の樹脂組成は特に限定されないが、例えば、封止材層をスキン−コア−スキンの多層構成とし、コア層のみに高密度ポリエチレン(HDPE)や、或いは、ポリプロピレン等の耐熱性に優れる樹脂成分を添加することにより、封止材層に求められる耐熱性、を保持したまま、封止材層を薄くして、太陽電池モジュールの薄型化の要請に対応することもできる。封止材層1の厚さは、特に限定されないが、少なくともタブ線31以上の厚さであり、且つ400μm以下の範囲であることが好ましい。
[裏面保護層]
封止材一体型裏面保護シート10を構成する裏面保護層2は、図1に示すようにバリア性を備える樹脂からなる単層の樹脂層として形成することができる。或いは、封止材一体型裏面保護シート10を構成する裏面保護層2は、図2に示すように、単層の樹脂層とその他の層とが積層されて構成される、バリア性を有する多層構造の層として形成することもできる。
裏面保護層2を、図2及び図5に示すように、内層側保護層21と外層側保護層22とが、接着剤層を介して積層されている多層構造の層とする場合、上記各層間に存在する接着層を、暗色接着剤層6とすることが好ましい。暗色接着剤層6は、具体的には、例えば、内層側保護層21と外層側保護層22とを十分な強度をもって接着することができる接着性を有する層であり、尚且つ、上記定義による暗色の外観を有する層である。
この暗色接着剤層6は、通常多層の樹脂シート等をドライラミネート法により一体化する際に用いられるウレタン系等の透明接着剤に替えて、これらの接着剤に黒色又は暗色の顔料を添加した黒色接着剤を用いることによって構成することができる。暗色接着剤層6は、このように多層の裏面保護層の層間の界面に配置されることが好ましいが、これに限らず、図1及び図4に示すように封止材層1と裏面保護層2との層間の界面に配置されるものであってもよい。
裏面保護層2を形成する材料樹脂としては、従来、太陽電池モジュール用の裏面保護シートとして用いられてきた各種の樹脂を用いることができる。裏面保護層2を形成する樹脂シートとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、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−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、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、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、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、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、各種の樹脂を用いることができる。これらの中でも、絶縁性能、機械強度、コスト、透明性等の物性及び経済性の観点からポリエチレンテレフタレート(PET)を好ましく用いることができる。
裏面保護層2が多層構造である場合の層構成については、機械強度や水蒸気バリア性向上、及び経済性への配慮という観点から、内層側保護層21をPETで形成し、外層側保護層22を耐加水分解ポリエチレンテレフタレート(耐加水分解PET)で形成し、これらの各層を暗色接着剤層6を介して一体化した構成を特に好ましい層構成の具体例として挙げることができる。
裏面保護層2の厚さは、特に限定されないが、裏面保護層2に要求される水蒸気のバリア性等の物性を維持することできる範囲で、封止材一体型裏面保護シート10に要求される厚さを考慮して適宜決定すればよい。裏面保護層2の厚さは、25μm以上300μm以下であることが好ましく、25μm以上250μm以下であることがより好ましい。裏面保護層2の厚さが25μm以上であることにより、封止材一体型裏面保護シート10に好ましい耐久性、耐候性を付与することができる。
尚、意匠性に係る要求等から、裏面保護層2が白色の外観を有するものであることが求められる場合には、酸化チタン等の白色顔料を同層に添加することもできる。白色の外観においては、タブ線の不要な露出は、特に意匠性を害することになるため、裏面保護層側の最外層を白色樹脂層とした封止材一体型裏面保護シートにおいては、本発明のタブ線31の隠蔽効果を特段に有利な効果として享受することができる。
[暗色接着剤層]
上述の通り、封止材一体型裏面保護シート10のいずれかの接着剤層を「暗色」に着色した層である暗色接着剤層6は、上述の通り、太陽電池モジュール100としての一体化時に裏面保護層2の側におけるタブ線31の隠蔽を目的として配置されている。暗色接着剤層6は、封止材一体型裏面保護シート10の構造上、隠蔽の必要の有無にかかわらず存在する層であるので、太陽電池モジュールの薄型化と製造コスト低減という封止材一体型裏面保護シート10の本来奏し得る効果を阻害せずに、タブ線31の隠蔽機能を付与することができる。暗色接着剤層6は、上記の通り、封止材一体型裏面保護シート10の多層構造中に存在する接着剤層のうち少なくともいずれか一の接着剤層を暗色に着色した層であればよい。
接着剤層を暗色接着剤層6とするために暗色顔料としては、上記定義による暗色の外観を接着剤層に付与することができるものであり、封止材一体型裏面保護シート10のその他の機能を阻害するものでない限り、特に限定なく各種の顔料を用いることができる。具体的には、汎用的な黒色顔料であるカーボンブラックの他、例えば、ベンズイミダゾロン系顔料やフタロシアニン系顔料等の有機系顔料を混合してなる近赤外線を透過する暗色顔料等も用いることができる。
暗色接着剤層6を形成する接着剤の主剤樹脂も、従来、多層樹脂シートを形成するドライラミネート法に用いられてきたものを適宜用いることができるが、好ましい一例としてウレタン系の樹脂を接着剤の主剤樹脂とする例を挙げることができる。
[封止材一体型裏面保護シートの製造方法]
封止材一体型裏面保護シート10の製造方法について説明する。封止材一体型裏面保護シート10は、裏面保護層2を形成する「裏面保護シート形成工程」と、封止材層1を形成する「封止材シート形成工程」と、裏面保護層2に封止材層1を積層して一体化する「一体化工程」と、を経ることによって製造することができる。
(裏面保護シート形成工程)
裏面保護層2を、図1に示す単層の樹脂シートからなる構成によるものとする場合には、上記において説明したPET等の樹脂材料を、押し出し法、キャスト成形法、Tダイ法、切削法、インフレーション法、その他の成膜化法等により成膜することにより形成することができる。
裏面保護層2を、図2に示す多層の樹脂シートからなる構成によるものとする場合には、上記の各製膜方法によって形成した各樹脂シートを公知のドライラミネート法によって積層一体化することによって形成することができる。この時、接着剤としては上記の暗色接着剤を用いる。尚、裏面保護層2は、本発明の効果を害さない範囲で、上記樹脂材料、接着剤の他、耐熱性や耐候性を強化するための各種の添加物を含むものであってもよい。
(封止材シート形成工程)
封止材層1は、公知の押出し法等により上記の材料樹脂を一体成形してシート化することにより得ることができる。
(一体化工程)
封止材層1と、裏面保護層2と、を積層して、更に一体化することにより、封止材一体型裏面保護シート10を得ることができる。各層の一体化は従来公知のドライラミネート法によることができる。ラミネート接着剤は従来公知のものが利用でき特に限定されず、ウレタン系、エポキシ系等の主剤と硬化剤とからなる2液硬化型の接着剤等が適宜使用可能である。封止材層1と、裏面保護層2との界面に存在する接着剤層を暗色接着剤層6とする場合には、接着剤としては上記の暗色接着剤を用いる。
<太陽電池モジュール>
本発明の封止材一体型裏面保護シート10を用いた太陽電池モジュール100の基本構成について、図3を参照しながら説明する。太陽電池モジュール100は、非受光面側から、封止材一体型裏面保護シート10、太陽電池素子3、受光面側封止材シート4、受光面側の最外層に配置される透明前面基板5が順に積層された構成である。封止材一体型裏面保護シート10は、封止材層1が太陽電池素子3の非受光面側と対面する態様で配置される。
太陽電池モジュール100に用いる太陽電池素子3としては、例えば、アモルファスシリコン型、結晶シリコン型等、主として、通常、各素子間をタブ線で接続して用いるタイプの太陽電池素子を好ましく用いることができる。
太陽電池素子3の受光面側の表面を覆って配置される受光面側封止材シート4は、上記の通り、主として太陽電池素子3を外部衝撃から保護する機能を発揮する樹脂シートである。又、受光面側封止材シート4は太陽光線を高い透過率で透過させるために透明なシートであることが求められる。この受光面側封止材シート4を形成する樹脂基材としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、アイオノマー、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂を適宜用いることができる。
透明前面基板5は、一般にガラス製の基板である。透明前面基板5は、又、太陽電池モジュール100の耐候性、耐衝撃性、耐久性を維持しつつ、且つ、太陽光線を高い透過率で透過させるものであればその他の部材であってもよい。
本発明の封止材一体型裏面保護シート10を用いた太陽電池モジュール100は、太陽電池素子3の非受光面側に形成されているタブ線31が、目安として360μm以上390μm以下程度の厚みを有する肉厚のタブ線である時に、とりわけ有利な効果を発揮する。
一般に、太陽電池モジュールにおける封止材層の厚さは、薄型化の要請に従う限り、封止材層自体の耐熱性が太陽電池モジュールの信頼性を担保できる範囲内において、できるだけ薄いものであることが望ましい。しかしながら、例えば、従来型の太陽電池モジュール100A(図6)において、タブ線31が上記のような360μm以上390μm以下程度の厚みを有する肉厚のタブ線である場合に、これを意匠上の要請に従って十分に隠蔽するためには、薄膜化の要請への対応をある程度犠牲にして、非受光面側封止材シート8の厚さを少なくとも600μm程度にすることが望ましい。つまり、タブ線が肉厚のものである場合、上記のような薄膜化の要請と意匠性の要請を共に満たすことは極めて困難であった。
一方、本発明の封止材一体型裏面保護シート10において、上記の薄膜化の要請に応えるべく封止材層1の厚さを400μmとした場合、上記のような肉厚のタブ線31と封止材層1との厚さとの差は、10μm以上30μm以下程度となり、封止材層1と裏面保護層2との界面に極めて近接した位置までタブ線31が陥入することとなる。太陽電池モジュール100の層構成がこのような態様となる場合、即ち、タブ線31と封止材層1との厚さとの差が30μm以下となる場合においても、太陽電池素子3の非受光面側に配置する封止材シートを本発明の封止材一体型裏面保護シート10とすることにより、薄膜化の要請対する対応を犠牲にすることなく、タブ線31の不要な視覚的露出による意匠性の低下を十分に防ぐことができる。
[太陽電池モジュールの製造方法]
太陽電池モジュール100は、例えば、上記の透明前面基板5、受光面側封止材シート4、太陽電池素子3、及び封止材一体型裏面保護シート10からなる部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。例えば真空熱ラミネート加工による場合、ラミネート温度は、130℃以上170℃以下の範囲内とすることが好ましい。又、ラミネート時間は、5分以上20分以下の範囲内が好ましく、特に8分以上15分以下の範囲内が好ましい。このようにして、上記各層を一体成形体として加熱圧着成形して、太陽電池モジュール100を製造することができる。
以下、実施例をもって本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
<封止材一体型裏面保護シートの作成>
[封止材層用の樹脂シートの作製]
密度0.900g/cmであり、190℃でのメルトマスフローレートが3g/10分である直鎖状低密度ポリエチレンをベース樹脂とし、酸化チタンをベース樹脂100質量部に対して5質量部の割合で添加した組成物を材料樹脂として用いて、φ90mm押し出し機、1200mm幅のTダイスを有するフィルム成形機を用いて、厚さ400μmの樹脂シートを作製した。これを裁断し、180mm×180mmの大きさの封止材層用のシートを作製した。
[裏面保護層用の樹脂シートの作製]
厚さ125μmの白色ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET、帝人(株)製:テトロン)と、厚さ50μmの耐加水分解PET(HR−PET)とを、ドライラミネート法で貼りあわせて2層構造の樹脂シートを作成した。これを裁断し、180mm×180mmの大きさの裏面保護層用のシートを作製した。ドライラミネート用の接着剤としては、それぞれ下記の接着剤を表1に示す通りに使い分け、いずれも接着剤層の厚さ(乾燥塗膜厚さ)が5μmとなる塗布量とした。
接着剤1(透明接着剤):ポリウレタン樹脂を主剤樹脂とする透明接着剤
接着剤2(暗色接着剤A):接着剤1にカーボンブラックを、主剤樹脂に対して20質量%の割合で混合した暗色接着材
接着剤3:(暗色接着剤B):接着剤1に下記の暗色顔料を主剤樹脂に対して20質量%の割合で混合した暗色接着材
暗色顔料:ベンズイミダゾロン系顔料(PigmentBrown25、粒径0.08μm)、非晶質型フタロシアニン系顔料青(PigmentBlue15、粒径0.15μm以上0.20μm以下)を50:50の配合比で混合した顔料。
尚、上記接着剤2(暗色接着剤A)の標準光源D65によるCIE系色座標は、a=0.20、b=0.25、L値は5.45であった。接着剤3(暗色接着剤B)の色座標はa=3.56、b=−0.39、L値は8.82であった。いずれも測定は、JISZ8722に準拠して行った。
[封止材一体型裏面保護シートの作製]
上記の封止材層用のシートと、裏面保護層用のシートを、ドライラミネート法で貼りあわせて、封止材一体型裏面保護シートを作製した。ドライラミネートには、上記の接着剤をそれぞれ表1に示す通りに使い分け、いずれも接着剤層の厚さ(乾燥塗膜厚さ)が5μmとなる塗布量とした。
Figure 2017112246
[封止材一体型裏面保護シートを用いた太陽電池モジュール試料の作製]
真空加熱ラミネーション装置の裏面側離型シートの上に、上記の封止材層用のシート、太陽電池素子、及び上記の封止材一体型裏面保護シートをこの順で重ね合わせて積層体とし、真空加熱ラミネーション加工を行った。真空加熱ラミネーション加工における条件は、温度140℃、真空引き時間3.0分、上方からの圧力60kPaとし、加圧保持時間を7分間とした。太陽電池素子は結晶シリコン型(厚さ200μm程度)とし、同太陽電池素子の非受光面側(封止材一体型裏面保護シートと対面する側の面)には、10mm間隔で10本からなるタブ線を配置した。タブ線の幅は380μm、厚さは380μmとした。
[タブ線の隠蔽性の確認]
実施例、比較例の各太陽電池モジュール試料について、目視により、裏面保護層側におけるタブ線の隠蔽性を目視による官能試験により確認した。結果は表2の通りであった。
[タブ線の隠蔽性の確認]
実施例、比較例の各太陽電池モジュール試料について、目視により、裏面保護層側におけるタブ線の隠蔽性を目視による官能試験により確認した。結果は表2の通りであった。
Figure 2017112246
[光線反射率]
暗色接着剤層を裏面保護層の内部に形成した実施例1と、暗色接着剤層を封止材層と裏面保護層との界面に形成した実施例3とにつき、封止材層側における、400nm−1200nmの波長の光線の平均反射率を測定した。測定は、V7300(日本分光社製)により行った。結果を表3に示す。
Figure 2017112246
表2より、本発明の封止材一体型裏面保護シートは、細線化により肉厚となったタブ線が配置されている太陽電池モジュールにおいて、十分にタブ線を隠蔽して好ましい意匠性を保持することができるものであることが確認できる。尚、表3より、隠蔽性を担保する暗色接着剤層を、封止材層側の表面から、より裏面保護層側の表面に近い界面に形成することにより、実施例のように白色の封止材層を配置した場合における封止材一体型裏面保護シートの光線反射率をより高い水準に維持することができることが分かる。このことから太陽電池モジュールの発電効率向上の観点からは、実施例1、即ち図2に示す層構成が、本発明の封止材一体型裏面保護シートの、より好ましい実施形態であることが確認できる。
1 封止材層
2 裏面保護層
21 内層側保護層
22 外層側保護層
3 太陽電池素子
31 タブ線
4 受光面側封止材シート
5 透明前面基板
6 暗色接着剤層
7 透明接着剤層
8 非受光面側封止材シート
9 裏面保護シート
10 封止材一体型裏面保護シート
100 太陽電池モジュール

Claims (7)

  1. 封止材層と、裏面保護層とが、積層されてなる封止材一体型裏面保護シートであって、
    前記裏面保護層は、単層の樹脂層、又は単層の樹脂層を含んで構成される多層構造からなり、
    前記封止材層と前記裏面保護層との間の界面、或いは、前記裏面保護層の多層構造を構成する各層の間の界面のうちのいずれかの界面に存在する接着剤層のうち、少なくともいずれかの一の接着剤層が、下記の規定による暗色の外観を有する暗色接着剤層である封止材一体型裏面保護シート。
    JISZ8722に準拠して測定した、標準光源D65によるCIE系色座標が、−5≦a≦5且つ−5≦b≦5の範囲の色を暗色とする。
  2. 前記封止材層が、オレフィン系樹脂をベース樹脂とする樹脂層であって、
    前記裏面保護層は、ポリエステル系樹脂又はフッ素系樹脂をベース樹脂とする単層の樹脂層を含んで構成される請求項1に記載の封止材一体型裏面保護シート。
  3. 前記裏面保護層は、複数の保護シートが接着剤層を介して積層されてなる多層構造からなり、前記多層構造を構成する各層間の界面のうちのいずれかの界面に存在する接着剤層が、前記暗色接着剤層である請求項1又は2に記載の封止材一体型裏面保護シート。
  4. 前記裏面保護層の厚さが50μm以上250μm以下であって、
    前記封止材層を含めた総厚さが、450μm以上650μm以下である請求項1から3のいずれかに記載の封止材一体型裏面保護シート。
  5. 前記裏面保護層が、耐加水分解ポリエチレンテレフタレート層を含んで構成されている請求項1から4のいずれかに記載の封止材一体型裏面保護シート。
  6. 請求項1から5のいずれかに記載の封止材一体型裏面保護シートが、太陽電池素子の非受光面側に前記封止材層が対面する態様で積層されていて、
    前記太陽電池素子の非受光面側にはタブ線が形成されていて、該タブ線の厚みと前記封止材層の厚さとの差が10μm以上30μm以下である太陽電池モジュール。
  7. 封止材一体型裏面保護シートを構成する封止材層の厚さが400μm以下である請求項6に記載の太陽電池モジュール。
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