JP2017183485A - 太陽電池モジュール用シート - Google Patents

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Abstract

【課題】長期にわたる過酷な屋外環境下での使用に耐え得る、耐候性及び透明性に優れた太陽電池モジュール用シート、及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】基材フィルム23、紫外線吸収剤を含む樹脂層22(A層)、及び粘着層21(B層)をこの順に有し、かつ全光線透過率が80%以上であることを特徴とする、太陽電池モジュール用シート20。【選択図】図2

Description

本発明は、長期にわたる過酷な屋外環境下での使用に耐え得る、耐候性及び透明性に優れた太陽電池モジュール用シート、及びそれを用いた太陽電池モジュールに関するものである。
近年、石油、石炭をはじめとする化石燃料の枯渇が危ぶまれ、これらの化石燃料により得られる代替エネルギーを確保するための技術開発が急務とされている。このため原子力発電、水力発電、風力発電、及び太陽光発電等の種々の方法が研究され、実際の利用に及んでいる。太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換することが可能な太陽光発電は、半永久的で無公害の新たなエネルギー源として実用化されており、実際に利用される上での価格性能比の向上が目覚しく、クリーンなエネルギー源として非常に期待が高い。
太陽光発電に使用される太陽電池は、太陽光のエネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽光発電システムの心臓部を構成するものであり、シリコンなどに代表される半導体からできている。その構造としては、太陽電池素子(以下、セル)を直列、並列に配線し、20年程度の長期間にわたってセルを保護するために種々のパッケージングが施され、ユニット化されている。このようなユニットは太陽電池モジュールと呼ばれ、一般に太陽光が当たる面(以下、受光面ということがある。)をガラスで覆い、熱可塑性樹脂からなる封止材で間隙を埋め、裏面を封止シートで保護した構成となっている。そのため、太陽電池モジュールは、一般的に受光面側からガラス、セルを含む封止材層、裏面封止シートの順に積層されて構成される。
太陽電池モジュールの製造方法は、ガラス、封止材、セル、封止材、裏面封止シートの順に重ね、真空ラミネーターを用いて熱圧着することで製造されるが、その際にセル同士をある程度固定しておかないと封止材の溶融時に動いてずれるため、セル同士を固定するテープを使用する。
セル固定テープ用の基材としては、汎用のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムやフッ素フィルムが使用されている。セル固定テープに要求される特性は基本的にはセル及び封止材との密着性であるが、耐候性が要求される場合もある。それは、一般的に封止材には紫外線吸収剤が配合されているが、よりセルに光を取り込ませて発電効率を上げるために紫外線吸収剤を抜いた封止材を使用する場合があり、その場合はセル固定テープの一部に直接紫外線が当たるため、紫外線で劣化しない耐候性が求められる。
上記課題を解決する方法として、耐候性の良いフッ素フィルムを使用する方法が提案されている(特許文献1)。また、汎用のPETフィルムは紫外線で劣化してしまうため、PETフィルムの上に紫外線吸収剤を含有した粘着層を設ける方法が提案されている(特許文献2)。
特開2006−225531号公報 特開2011−032451号公報
しかしながら、特許文献1のようにフッ素フィルムを用いる場合は、耐候性には問題ないが高価である点に課題があった。また、特許文献2のようにPETフィルムの上に紫外線吸収剤を含有した粘着層を設ける場合は、高温高湿環境下、あるいは紫外線受光に伴い、紫外線吸収剤が粘着層中から粘着層表面にブリードアウトし、ぬれ性、粘着層表面の密着力などが変化するだけでなく、当初発現していた紫外線光カット性能が失われるといった不具合を生じやすいという課題があった。
本発明の目的は、前記課題を克服し、耐候性及び透明性に優れた太陽電池モジュール用シートを提供することである。
本発明の太陽電池モジュール用シートは、かかる課題を解決するために、次の構成を有する。すなわち、本発明の太陽電池モジュール用シートは、以下である。
(1) 基材フィルム、紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)、及び粘着層(B層)をこの順に有し、かつ全光線透過率が80%以上であることを特徴とする、太陽電池モジュール用シート。
(2) 前記基材フィルムの両面に、前記A層を有することを特徴とする、(1)に記載の太陽電池モジュール用シート。
(3) 前記A層が、アクリル系樹脂を主成分とする層であることを特徴とする、(1)又は(2)に記載の太陽電池モジュール用シート。
(4) 前記アクリル系樹脂が、アクリルウレタン系樹脂であることを特徴とする、(3)に記載の太陽電池モジュール用シート。
(5) 前記A層が、シリカを含むことを特徴とする、(1)〜(4)のいずれかに記載の太陽電池モジュール用シート。
(6) 前記A層が、層全体100質量%に対して、シリカを0.2〜1.0質量%含むことを特徴とする、(5)に記載の太陽電池モジュール用シート。
(7) 前記太陽電池モジュール用シートが、太陽電池セル固定テープ用であることを特徴とする、(1)〜(6)のいずれかに記載の太陽電池モジュール用シート。
(8) (1)〜(7)のいずれかに記載の太陽電池モジュール用シートを有することを特徴とする、太陽電池モジュール。
(9) 前記B層と2つ以上の太陽電池セルが接していることを特徴とする、(8)に記載の太陽電池モジュール。
(10) 太陽電池セルが、(1)〜(7)のいずれかに記載の太陽電池モジュール用シートよりも受光面側に位置することを特徴とする、(8)又は(9)に記載の太陽電池モジュール。
本発明によれば、長期にわたる過酷な屋外環境下での使用に耐え得る、耐候性及び透明性に優れた太陽電池モジュール用シートが得られる。
太陽電池モジュールを受光面と垂直な面で切断したときの断面図(一例)を示す。 本発明の一実施態様に係る太陽電池モジュール用シートを、シート面と垂直な面で切断したときの断面図を示す。 本発明の一実施態様に係る太陽電池モジュールを、セルを含み受光面に垂直な面で切断したときの断面図を示す。
本発明の太陽電池モジュール用シートは、基材フィルム、紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)、及び粘着層(B層)をこの順に有し、かつ全光線透過率が80%以上であることを特徴とする。このA層により、屋外環境下での紫外線による基材フィルムの劣化が抑えられ、耐候性及び透明性に優れた太陽電池モジュール用シートが得られるものである。
[太陽電池モジュール用シートの層構成及び光線透過率]
本発明の太陽電池モジュール用シートは、耐候性及び透明性の観点から、基材フィルム、紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)、及び粘着層(B層)をこの順に有することが重要である。なお、紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)、粘着層(B層)を、以下、それぞれ単にA層、B層ということがある。
基材フィルム、A層、及びB層をこの順に有するとは、基材フィルムとA層との間及び/又はA層とB層の間に層を有するか否かにかかわらず、基材フィルム、A層、B層がこの順に位置することをいう。
太陽電池モジュール用シートが基材フィルムを有することにより、強度や寸法安定性を向上させることができ、A層を有することにより、屋外環境下での紫外線による基材フィルムの劣化を抑えることができる。また、B層を有することにより、セル等との接着性を向上させることができる。
また、本発明の太陽電池モジュール用シートは、耐候性の観点から、基材フィルムの両面に、A層を有することがより好ましい。このような態様とすることにより、屋外環境下での紫外線による基材フィルムの劣化をより抑えることができる。
本発明の太陽電池モジュール用シートは、透明性の観点から、全光線透過率が80%以上であることが重要であり、85%以上であることが好ましい。全光線透過率は高ければ高いほどよく、その上限は特にないが、実現可能性の観点からは98%となる。ここで、全光線透過率とは、JIS K 7361−1(1997)に規定された方法により測定した全光線透過率を指す。
そして、太陽電池モジュール用シートの全光線透過率を80%以上又は上記の好ましい範囲とする方法は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、例えば、後述する各層に透明性に優れた材料を採用する方法や、透明性を低下させる着色顔料の含有量を少なくする方法が挙げられる。
[基材フィルム]
本発明の太陽電池モジュール用シートにおける基材フィルムとしては、樹脂を主成分とするフィルム(以下、単に樹脂フィルムということがある。)を用いることができる。ここで、樹脂を主成分とするフィルムとは、フィルムを構成する全成分100質量%中、樹脂を50質量%より多く含むフィルムをいう。なお、以下「主成分とする」について、同様に解釈することができる。樹脂は、本発明の効果を損なわない限り一種類のみであっても複数種類を混合したものであってもよく、後者の場合における樹脂の含有量は、フィルム中の全ての樹脂を合算して算出するものとする。
本発明の基材フィルムとして用いることができる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル樹脂や、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテルなどの樹脂を主成分とするものの他、これらの樹脂を複数種類含むものが挙げられる。
中でも強度、寸法安定性、熱安定性に優れていることから、ポリエステル樹脂を主成分とするフィルム(以下、ポリエステル樹脂フィルムということがある。)が好ましく、さらに安価であることから、ポリエチレンテレフタレート(PET)を主成分とするフィルム(以下、ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはPETフィルムということがある。)がより好ましい。
ポリエステル樹脂とは、ジオール又はその誘導体(以下、これらを総称してジオール等ということがある。)と、ジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、又はこれらの誘導体(以下、これらを総称してジカルボン酸等ということがある。)を縮重合することで得られる樹脂をいう。なお、以下、縮重合によりポリマー鎖中に組み込まれた成分のうち、ジオール等に由来するものをジオール等成分、ジカルボン酸等に由来するものをジカルボン酸等成分ということがある。
ポリエステル樹脂を得るためのジカルボン酸等及びジオール等は、いずれも単一の成分であっても複数種の成分であってもよい。ここで、ジカルボン酸等とジオール等がいずれも単一成分であるポリエステル樹脂をホモポリエステル樹脂、ジカルボン酸等とジオール等の少なくとも一方が複数種の成分であるポリエステル樹脂をコポリエステル樹脂という。
ジカルボン酸等としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、およびこれらの誘導体などが挙げられる。
ジオール等としては、例えば、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール、およびこれらの誘導体などが挙げられる。
ポリエステル樹脂フィルムにおけるポリエステル樹脂は、本発明の効果を損なわない限り、一種類であっても複数種類であってもよい。なお、ポリエステル樹脂が複数種類である場合、ポリエステル樹脂の含有量は全てのポリエステル樹脂を合算して算出するものとする。
ここでポリエチレンテレフタレートとは、ジオール等成分全100モル%中にエチレングリコール成分を55モル%以上100モル%以下含み、かつ、ジカルボン等酸成分全100モル%中にテレフタル酸成分を55モル%以上100モル%以下含むホモポリエステル樹脂又はコポリエステル樹脂をいう。
また、太陽電池モジュール用シートを構成する基材フィルムは、必要に応じて、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤、充填剤等の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲内で含むことができる。
基材フィルムは、透明性を高くし、太陽電池モジュール用シートの全光線透過率が80%以上とする観点から、着色顔料の含有量が少なければ少ないほど好ましく、着色顔料を含まないことが特に好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用シートを構成する基材フィルムの厚さは、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、絶縁性やコスト等を勘案すると、1μm以上250μm以下であることが好ましい。また、取り扱いやすさの観点からは、25μm以上であることがさらに好ましく、セル固定テープ部分が周りと比べて厚くなりすぎないようにすること、およびコストの観点からは、100μm以下であることがさらに好ましい。
また、基材フィルムには必要に応じて、例えば、コロナ放電やプラズマ放電等の放電処理、あるいは酸処理等の表面処理を行ってもよい。本発明の太陽電池モジュール用シートにおいては、基材フィルムとA層との密着性、汎用性、及びコストの観点から、A層を形成させる側の基材フィルム面をコロナ処理することが好ましい。
[紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)]
A層は、耐候性や基材フィルムとの密着性の観点から、アクリル系樹脂を主成分とする層であることが好ましい。ここで、アクリル系樹脂とは、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの重合体であり、重合体全体を100モル%としたときにアクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステル由来成分を50モル%より多く100モル%以下含むものをいう。アクリル系樹脂は一般的に、透明性の高い非晶質の樹脂である。本発明において用いることができるアクリル系樹脂としては、例えば、後述するアクリルウレタン系樹脂、アクリルポリオール系樹脂等が挙げられる。
アクリル系樹脂を主成分とする層とは、層を構成する全成分を100質量%としたときに、アクリル系樹脂を50質量%より多く含む層をいう。なお、アクリル系樹脂は、本発明の効果を損なわない限り、単独で用いても複数種類を混合して用いてもよい。複数種類を混合して用いる場合、個々のアクリル系樹脂の含有量が層全体100質量%に対して50質量%以下であっても、全てのアクリル系樹脂を合算して算出した含有量が層全体100質量%に対して50質量%を超えれば、アクリル系樹脂を主成分とする層に該当するものとする。
本発明におけるアクリル系樹脂は、耐候性や基材フィルムとの密着性の観点から、アクリルウレタン系樹脂であることが好ましい。ここで、アクリルウレタン系樹脂とは、アクリル骨格とウレタン骨格を有するアクリル系樹脂をいう。本発明におけるアクリルウレタン系樹脂は、樹脂の硬化性、耐熱性、および基材フィルムとの密着性の観点から、アクリルポリオール系樹脂とイソシアネート樹脂により架橋させたアクリルウレタン系樹脂であることが好ましい。
本発明におけるA層は、波長360nmでの透過率が20%以下であることが好ましく、15%以下であることがさらに好ましい。樹脂層の波長360nmでの透過率を20%以下にすることで、A層は紫外線カット性能を有するものとなり、基材フィルムの紫外線による黄変や劣化を抑制することが可能となる。A層の波長360nmでの透過率を20%以下又は上記の好ましい範囲とする方法は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、例えば、A層中における後述する紫外線吸収剤の含有量を増加させる方法が挙げられる。
本発明におけるA層の厚みは0.2〜20μmが好ましく、さらに好ましくは1〜10μm、特に好ましくは3〜6μmである。A層の厚みを0.2〜20μmにすることで、紫外線カット性能、塗工性、コストの観点で優れた樹脂層を得ることができる。
A層を基材フィルム上に形成する方法は特に制限されるべきものではなく、公知の方法を用いることができる。中でも、工程の簡便さの観点から、コーティング法を用いることが好ましい。そしてA層をコーティング法によって形成する場合も、種々の方法を適用することができ、例えば、ロールコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、ダイコーティング法およびグラビアロールコーティング法等や、これらを組み合わせた方法を利用することができる。なかでも、グラビアロールコーティング法は、コーティング層形成組成物の安定性を増す理由で好ましい方法である。
A層の形成にコーティング法を用いる場合、コーティング液に用いる溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メタノール、エタノールおよび水等を例示することができ、該コーティング液の性状としてはエマルジョン型および溶解型のいずれでも良い。
[A層における紫外線吸収剤]
本発明において、A層が紫外線吸収剤を含むことにより、紫外線から基材フィルムを保護することができる。一般に紫外線吸収剤には、有機系紫外線吸収剤と無機系紫外線吸収剤があり、本発明においてはいずれを用いることもできる。但し、無機系紫外線吸収剤は一般的に着色タイプが多く、また光触媒作用を持つものもあるため、本発明では有機系紫外線吸収剤が好ましく用いられる。
本発明において用いることができる有機系紫外線吸収剤としては、サリチル酸系のp−t−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート、ベンゾフェノン系の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−5−スルホベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニル)メタン、ベンゾトリアゾール系の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’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2Hベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、シアノアクリレート系のエチル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート)、その他として、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノールなどやこれらの変性物、重合物、誘導体などが例示できる。
これらの有機系紫外線吸収剤は、本発明の効果を損なわない限り、単独で用いることも複数種を混合して用いることもできる。本発明においては、汎用性、紫外線吸収性能、及びコストの観点から、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールを単独で又は他の有機系紫外線吸収剤と組み合わせて用いることが好ましい。
[A層におけるその他添加剤]
さらに、本発明に係るA層には、その特性を損なわない限りにおいて、熱安定剤、酸化防止剤、強化剤、劣化防止剤、耐候剤、難燃剤、可塑剤、離型剤、滑剤、架橋助剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、光安定化剤、増粘剤、接着改良剤、つや消し剤、ブロッキング防止剤などを添加してもよい。
A層に含有させる光安定化剤としては、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、例えば、ヒンダードアミン系等の光安定化剤が挙げられる。具体的には、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)〔[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル〕ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、メチル(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、デカン二酸ビス[2,2,6,6−テトラメチル−1−オクチルオキシ]−4−ピペリジニル]エステルなど、及びこれらの変性物、重合物、誘導体などが例示できる。
ブロッキング防止剤は樹脂同士の密着を防止し、滑りやすくする目的で添加することができる。A層に含有させるブロッキング防止剤としては、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、樹脂への分散性、コストの点からシリカが好ましい。すなわち、本発明の太陽電池モジュール用シートのA層が、シリカを含むことが好ましい。
シリカの平均粒径は特に限定されないが、樹脂への分散性、ブロッキング防止性の観点から1〜20μmが好ましく、より好ましくは5〜10μmである。
本発明の太陽電池モジュール用シートにおいては、ブロッキング防止性、A層の紫外線カット性能の保持、基材フィルムとの密着性、及びコストの観点から、A層が、層全体100質量%に対して、シリカを0.2〜1.0質量%含むことが好ましく、0.3〜0.9質量%含むことがより好ましい。
[粘着層(B層)]
本発明において、粘着層(B層)を適用することで太陽電池モジュール用シートをセル等の部材と密着して固定させることができる。
B層中の組成は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、耐候性、透明性の観点から、シリコーン系樹脂やアクリル系樹脂を主成分とすることが好ましい。
本発明におけるB層の厚みは、本発明の効果を損なわない限り特に制限されるものではないが、1〜200μmが好ましく、さらに好ましくは10〜100μmである。B層の厚みを1〜200μmにすることで、粘着性、塗工性、コストの観点で優れた粘着層が得られる。
B層をA層上に形成する方法は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されず、公知の方法を用いることができるが、工程の簡便さの観点からコーティング法を用いることが好ましい。
そしてB層をコーティング法によって形成する場合も、種々の方法を適用することができ、例えば、ロールコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、ダイコーティング法およびグラビアロールコーティング法等や、これらを組み合わせた方法を利用することができる。中でも、ダイコーティング法は、塗布厚みを数10〜数100μmと厚くても安定して塗工することができ、好ましい方法である。
[太陽電池モジュール用シートの用途]
本発明の太陽電池モジュール用シートは、本発明の効果を損なわない限り、太陽電池モジュール中に様々な形で組み込むことができる。中でも、耐候性やセル等との粘着性に優れるため、太陽電池セル固定テープ用として好適に用いられる。
[太陽電池モジュール]
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池モジュール用シートを有することが重要である。このような態様とすることにより、耐候性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。
本発明の太陽電池モジュールは、B層と2つ以上の太陽電池セルが接していることが好ましい。このような態様とすることにより、セル同士が本発明の太陽電池モジュール用シートで連結されるため、太陽電池モジュール製造工程でのセルの位置ずれを軽減することができる。また、本発明の太陽電池モジュール用シートは、耐候性に優れる上に透明性も高いため、太陽電池モジュールに組み込んでも発電効率の低下も最小限に抑えることができる。
また、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルが、本発明の太陽電池モジュール用シートよりも受光面側に位置することが好ましい(図3)。このような態様とすることにより、太陽電池モジュール用シートの配置による太陽電池モジュールの発電性能低下を軽減することができる。
次に、実施例を挙げて、具体的に本発明について説明する。実施例中で「部」とは、特に注釈のない限り「質量部」であることを意味する。
<特性の評価方法>
本発明で用いた特性の評価方法は、下記の通りである。
(1)塗布量測定
紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)の塗布量は、以下の手順で測定した。A層形成後に500cmの面積に切り出し、その試験片の質量を質量Aとした。次に、その試験片からA層をメチルエチルケトンに溶解させ、剥がし取り、再び試験片の質量を測定し、質量Bとした。続いて、下式に基づき、単位面積当たりの塗布量を算出した。この塗布量測定を3つの試験片について行い、その平均値を塗布量(g/m)とした。
塗布量[g/m]=(質量A−質量B)/(500×10−4
(2)膜厚
基材フィルムの一方の面に、紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)を形成した太陽電池モジュール用シート前駆体上の任意の3点について、フィルメトリクス社製膜厚計F20によりA層の膜厚を測定し、得られた値の平均値をA層の膜厚(μm)とした。粘着層(B層)の膜厚については太陽電池モジュール用シートを用いて同様に測定した。
(3)耐ブロッキング性評価
(2)膜厚の項に記載の太陽電池モジュール用シート前駆体を5cm角に10枚カットした。これらを、太陽電池モジュール用シート前駆体のA層面と、他の太陽電池モジュール用シート前駆体の基材フィルム面とが重なるように重ねた。そして、(株)DGエンジニアリング社製インキブロッキングテスターDG−BTにて8kg/cmの荷重をかけて50℃の環境下で3日間エージングを行った。その後、A層と基材フィルムとの貼り付き具合を評価し、下記分類で評価した。
A:A層と基材フィルムが貼り付いていない。
B:A層と基材フィルムが貼り付いている。
(4)全光線透過率の測定
JIS K 7361−1(1997)に基づいて、太陽電池モジュール用シートの全光線透過率の測定を実施した。測定装置は、日本電色工業社製ヘーズメーターNDH4000を使用した。
(5)紫外線カット性能の評価(分光スペクトル測定)
紫外線カット性能は、紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)及び太陽電池モジュール用シートについて評価を実施した。A層については、基材フィルムとして東レフィルム加工(株)製エチレンテトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)フィルムである“トヨフロン”(登録商標)(50μm)を使用し、実施例1〜9に基づいて太陽電池モジュール用シートを作製し、本評価に用いた。一方、太陽電池モジュール用シートについては、各例で作製したものを本評価に用いた。
A層及び太陽電池モジュール用シートの紫外線カット性能は、JIS K 7105(2006)に基づいて、島津製作所社製紫外可視近赤外分光光度計UV−3150を使用し分光スペクトルの測定を実施した。紫外線領域の光線カット性能について、360nmの波長の透過率を測定することで評価した。
(6)基材フィルム/紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)間の密着強度評価
各例で作製した太陽電池モジュール用シート前駆体の基材フィルムとA層との間の密着力(塗膜密着力)について、JIS K 5400(1990)に基づいてクロスカット試験を実施し、下記の特性分類をした。
AA:100マス塗膜残存/100マス中
A:81〜99マス塗膜残存/100マス中
B:80マス以下の塗膜残存/100マス中
(7)湿熱試験
エスペック(株)製恒温恒湿オーブンを用いて、85℃、85%RHの環境下で1,000時間の湿熱処理を、太陽電池モジュール用シート前駆体に施した。その後、太陽電池モジュール用シート前駆体の基材フィルム/紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)間の密着強度を、(6)に記載の方法で測定した。
(8)耐紫外線性
岩崎電気(株)製アイスーパーUVテスターSUV−W151を用いて、63℃、30%RH雰囲気にて紫外線強度160mW/cmで300時間、太陽電池モジュール用シートの粘着層(B層)面側から、又は擬似太陽電池モジュールのガラス面側から紫外線照射を行った。その前後の表色系b値の測定を行い、紫外線照射後のb値から紫外線照射前のb値を差し引き、その差分Δbを求めた。b値の測定は、JIS Z 8722(2000)に基づき、日本電色工業社製分光式色差計SE−2000を用いて、反射法により測定した。
[紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)形成用塗料(塗料1〜6)の調製]
(i)主剤の調製
表1の主剤の欄に示す配合にて、DIC(株)製の、アクリルポリオール系樹脂と紫外線吸収剤を含むコーティング剤であるUC CLEAR BS(固形分濃度:40質量%)にシリカおよび溶剤を一括混合し、ビーズミル機を用いて分散し、固形分濃度が40質量%であるA層形成用塗料の主剤を得た。
(ii)塗料1〜6の調製
上記主剤に硬化剤としてイソシアネート樹脂である、DIC(株)製ウレタン硬化剤 G−18N(固形分濃度:100質量%)を、A層形成用塗料の主剤中のDIC(株)製UC CLEAR BS(固形分濃度:40質量%)との質量比が100/1.5の比になるように予め計算した量配合し、さらに固形分濃度30質量%(樹脂固形分濃度)の塗料となるように予め算出した希釈剤(酢酸エチル)を量りとり、15分間攪拌することにより固形分濃度30質量%(樹脂固形分濃度)の塗料1〜6を得た。
Figure 2017183485
各成分の「質量部」は、調合塗料の固形分を100質量部としたときの値である。
主剤塗料固形分濃度は、主剤塗料全体を100質量%としたときの値である。
調合塗料の固形分濃度は、調合塗料全体を100質量%としたときの値である。
(実施例1)
基材フィルムとして東レ(株)製透明ポリエチレンテレフタレートフィルムである“ルミラー”(登録商標)T60(75μm)を準備した。この基材フィルムの一方の面に、コロナ処理を施し、さらにワイヤーバーを用いて塗料1を塗布し、120℃で60秒間乾燥し、乾燥後塗布量が5.0g/m(厚み4.5μm)となるようにA層を形成した。これを40℃で3日間エージングすることで、アクリルウレタン系樹脂層を有する太陽電池モジュール用シート前駆体を作製した。さらに太陽電池モジュール用シート前駆体のA層面側に、シリコーン樹脂を厚み20μmとなるように塗布し、粘着層(B層)を形成した。このようにして太陽電池モジュール用シート1(表2,3中ではモジュール用シート1と略記する。)を作製した。
(実施例2)
A層形成用塗料1の代わりにA層形成用塗料2を塗布した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート2(表2,3中ではモジュール用シート2と略記する。)を作製した。
(実施例3)
A層形成用塗料1の代わりにA層形成用塗料3を塗布した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート3(表2,3中ではモジュール用シート3と略記する。)を作製した。
(実施例4)
A層形成用塗料1の代わりにA層形成用塗料4を塗布した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート4(表2,3中ではモジュール用シート4と略記する。)を作製した。
(実施例5)
A層形成用塗料1の代わりにA層形成用塗料5を塗布した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート5(表2,3中ではモジュール用シート5と略記する。)を作製した。
(実施例6)
A層形成用塗料1の代わりにA層形成用塗料6を塗布した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート6(表2,3中ではモジュール用シート6と略記する。)を作製した。
(実施例7)
乾燥後塗布量が4.5g/m(厚み4.0μm)となるようにA層を形成した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート7(表2,3中ではモジュール用シート7と略記する。)を作製した。
(実施例8)
乾燥後塗布量が4.0g/m(厚み3.5μm)となるようにA層を形成した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート8(表2,3中ではモジュール用シート8と略記する。)を作製した。
(実施例9)
乾燥後塗布量が3.0g/m(厚み2.5μm)となるようにA層を形成した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート9(表2,3中ではモジュール用シート9と略記する。)を作製した。
(実施例10)
乾燥後塗布量が2.5g/m(厚み2.0μm)となるようにA層を形成した他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート10(表2,3中ではモジュール用シート10と略記する。)を作製した。
(実施例11)
基材フィルムの一方の面に、コロナ処理を施さない他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート11(表2,3中ではモジュール用シート11と略記する。)を作製した。
(比較例1)
A層を形成しない他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート12(表2,3中ではモジュール用シート12と略記する。)を作製した。
(比較例2)
A層を形成せず、基材フィルムとして東レ(株)製白色ポリエチレンテレフタレートフィルムである“ルミラー”(登録商標)E20F(50μm)を用いた他は、実施例1と同様にして太陽電池モジュール用シート13(表2,3中ではモジュール用シート13と略記する。)を作製した。
以上で得られた実施例1〜11、比較例1、2の太陽電池モジュール用シートについて上記の評価方法により特性を評価した。太陽電池モジュール用シートの構成を表2に、評価結果を表3にそれぞれ示す。
Figure 2017183485
Figure 2017183485
(実施例12)
厚さ3mmの半強化ガラス(大阪硝子工業社製 商品名:白板エンボス熱処理品)の上に、EVAシート、実施例1で作製した太陽電池モジュール用シート1、EVAシート、東レフィルム加工(株)製太陽電池用バックシートである“ルミソーラー”(登録商標)LTW−09ST−2(275μm)をこの順で重ね、真空ラミネーターを用いて真空引き後に135℃加熱条件下、3kgf/cm荷重で15分間プレス処理し、さらに150℃で30分間処理して、擬似太陽電池モジュールを作製した。EVAシートは、サンビック(株)製の500μm厚シート(紫外線吸収剤を含まないタイプ)を用いた。
(比較例3)
太陽電池モジュール用シート1の代わりに、太陽電池モジュール用シート12を使用する以外は、実施例12と同様にして擬似太陽電池モジュールを作製した。
以上で得られた実施例12、比較例3の擬似太陽電池モジュールについて上記の評価方法により特性を評価した。結果を表4に示す。
Figure 2017183485
本発明により、長期にわたる過酷な屋外環境下での使用に耐え得る、耐候性及び透明性に優れた太陽電池モジュール用シート、及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供することができる。
10,30 太陽電池モジュール
11 ガラス
12 封止材
13 配線
14 太陽電池裏面封止シート
15 太陽電池素子
20 太陽電池モジュール用シート
21 粘着層(B層)
22 紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)
23 基材フィルム

Claims (10)

  1. 基材フィルム、紫外線吸収剤を含む樹脂層(A層)、及び粘着層(B層)をこの順に有し、かつ全光線透過率が80%以上であることを特徴とする、太陽電池モジュール用シート。
  2. 前記基材フィルムの両面に、前記A層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シート。
  3. 前記A層が、アクリル系樹脂を主成分とする層であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール用シート。
  4. 前記アクリル系樹脂が、アクリルウレタン系樹脂であ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シート。
  5. 前記A層が、シリカを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池モジュール用シート。
  6. 前記A層が、層全体100質量%に対して、シリカを0.2〜1.0質量%含むことを特徴とする、請求項5に記載の太陽電池モジュール用シート。
  7. 前記太陽電池モジュール用シートが、太陽電池セル固定テープ用であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の太陽電池モジュール用シート。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載の太陽電池モジュール用シートを有することを特徴とする、太陽電池モジュール。
  9. 前記B層と2つ以上の太陽電池セルが接していることを特徴とする、請求項8に記載の太陽電池モジュール。
  10. 太陽電池セルが、請求項1〜7のいずれかに記載の太陽電池モジュール用シートよりも受光面側に位置することを特徴とする、請求項8又は9に記載の太陽電池モジュール。
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