JP2022110298A - 接着剤組成物、太陽電池モジュール用透明シートおよび薄膜系太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】耐候性および透明性に優れる接着剤組成物、ならびに、それを用いた太陽電池モジュール用透明シートを提供する。【解決手段】第1剤と第2剤とを有する接着剤組成物であって、第1剤が、ポリカーボネート系ポリオールと、第1および第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、第2剤が、ポリイソシアネート化合物を含有し、前記第1紫外線吸収剤の含有量が前記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し1質量部以上4質量部以下であり、前記第2紫外線吸収剤の含有量が前記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し8質量部以上10.5質量部以下である接着剤組成物。【選択図】図1
Description
本開示は、太陽電池モジュールに用いられる接着剤組成物、ならびにそれを用いた太陽電池モジュール用透明シートおよび薄膜系太陽電池モジュールに関する。
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池モジュールは、受光面側から、透明基板、封止材層、太陽電池素子、封止材層、および裏面保護シートが順に積層された構成を有する。従来、太陽電池モジュールの受光面側の最表面に配置される透明基板としては、ガラス基板が主に用いられている。
最近では、太陽電池モジュールの軽量化や、フレキシブルな太陽電池モジュールの需要拡大への対応策として、太陽電池モジュールの受光面側の最表面に配置される透明基板として、ガラス基板に代えて、樹脂シートを用いた太陽電池モジュールの需要が拡大しつつある。
太陽電池モジュールは、長期間にわたって屋外で使用されることが想定されるため、太陽電池モジュールを構成する各部材には当然に長期間にわたって屋外における過酷な環境に耐え得る高度の耐久性が求められる。特に、樹脂シートを表面保護シートとして用いる場合、表面保護シートには、太陽電池モジュールの非受光面側に配置される裏面保護シートとは異なり透明性を有することが必須であり、かつ、ガラス基板に匹敵する程度の耐候性およびバリア性が要求される。
これらの要求に応えるために、樹脂基材からなる基材層に、バリア性を付与する蒸着フィルム等からなるバリア層や、耐候性を付与するフッ素系樹脂層等を積層した多層シートからなる樹脂シートが提案されている(例えば特許文献1参照)。
多層シートからなる樹脂シートにおいては、一般に、基材層、バリア層、フッ素系樹脂層等の各層を接着層により接合する。表面保護シートは、太陽電池モジュールの受光面側の最表面に配置される部材であるため、特に水蒸気の多い環境に置かれることになる。加えて、表面保護シートは、太陽電池モジュールへの太陽光の照射に伴って、高温となる。そのため、表面保護シートとして、多層シートからなる樹脂シートを用いる場合、上記のような高温、高湿度の環境に長時間置かれると、接着層が劣化し、層間剥離を引き起こす可能性がある。表面保護シートに生じた層間剥離は、太陽電池モジュール内部に水蒸気や酸素の侵入を引き起こし、太陽電池モジュールの性能を低下させる一因となる。
上記接着層に用いられる接着剤としては、例えば、主剤および硬化剤を有する2液型接着剤組成物が知られている(例えば特許文献1参照)。また、多層シートからなる樹脂シートにおいて、基材層やバリア層を紫外線から保護するために、樹脂シートを構成する接着層のうち、受光面側の表面に最も近い位置に配置されている接着層に、紫外線吸収剤を含有させることが提案されている(例えば特許文献1参照)。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールに用いられる接着剤組成物であって、耐候性および透明性に優れる接着層を得ることが可能な接着剤組成物、ならびに、耐候性および透明性に優れる太陽電池モジュール用透明シートを提供することを主目的とする。
本開示の発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、接着剤組成物の主剤のポリオール成分として、耐加水分解性、耐熱性、耐候性等に優れるポリカーボネート骨格を有するポリオール成分を用い、かつ、紫外線吸収剤の中でも、紫外線吸収能力が高く、耐候性に優れる2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジン(以下、紫外線吸収剤Aと称する場合がある。)を添加することにより、耐候性、特に耐湿熱性および耐光性を向上させることができることを見出した。しかしながら、紫外線吸収剤Aは、ポリカーボネート骨格を有するポリオール成分との相溶性が低いため、所望の耐候性を得るためにその含有量を多くすると、得られる接着層の透明性が低下することが判明した。本開示の発明者らは、さらに検討を重ね、紫外線吸収剤として、紫外線吸収剤Aに加えて、ポリカーボネート骨格を有するポリオール成分との相溶性が良好である2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物(以下、紫外線吸収剤Bと称する場合がある。)を添加することにより、驚くべきことに、紫外線吸収剤Bが、ポリカーボネート骨格を有するポリオール成分と紫外線吸収剤Aとの相溶化剤として機能し、相溶性が高くなることを見出した。本開示は、このような知見に基づくものである。
本開示の一実施形態は、太陽電池モジュールに用いられ、第1剤と第2剤とを有する接着剤組成物であって、上記第1剤が、ポリカーボネート系ポリオールと、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記第2剤が、ポリイソシアネート化合物を含有し、上記第1紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、上記第2紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下である、接着剤組成物を提供する。
本開示の他の実施形態は、フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層と、をこの順に有する太陽電池モジュール用透明シートであって、上記耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物の反応物であるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記第1紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、上記第2紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下である、太陽電池モジュール用透明シートを提供する。
本開示の他の実施形態は、フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層と、をこの順に有する太陽電池モジュール用透明シートであって、上記耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記太陽電池モジュール用透明シートのヘイズが15%以下であり、波長300nm以上400nm以下、照度1000W/m2の光を照射したときの、上記太陽電池モジュール用透明シートの全光線透過率の低下率が5%となるまでの時間が500時間以上である、太陽電池モジュール用透明シートを提供する。
本開示の他の実施形態は、透明基板と、薄膜系太陽電池素子と、封止材層と、裏面保護シートとをこの順に有する薄膜系太陽電池モジュールであって、上記透明基板が、上述の太陽電池モジュール用透明シートであり、上記太陽電池モジュール用透明シートは、上記基材層側の面が上記薄膜系太陽電池素子と対向するように配置されている、薄膜系太陽電池モジュールを提供する。
本開示においては、耐候性および透明性に優れる接着層を得ることが可能な接着剤組成物、ならびに、耐候性および透明性に優れる太陽電池モジュール用透明シートを提供することができるという効果を奏する。
下記に、図面等を参照しながら本開示の実施の形態を説明する。ただし、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、下記に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表わされる場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
本明細書において、ある部材の上に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」、あるいは「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上、あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方、あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。また、本明細書において、ある部材の面に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「面に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上、あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方、あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。
また、本明細書において、「シート」には、「フィルム」と呼ばれる部材も含まれる。また、「フィルム」には、「シート」と呼ばれる部材も含まれる。
以下、本開示における接着剤組成物、太陽電池モジュール用透明シートおよび薄膜系太陽電池モジュールについて詳細に説明する。
A.接着剤組成物
本開示における接着剤組成物は、太陽電池モジュールに用いられ、第1剤と第2剤とを有し、上記第1剤が、ポリカーボネート系ポリオールと、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記第2剤が、ポリイソシアネート化合物を含有し、上記第1紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、上記第2紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下である。
本開示における接着剤組成物は、太陽電池モジュールに用いられ、第1剤と第2剤とを有し、上記第1剤が、ポリカーボネート系ポリオールと、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記第2剤が、ポリイソシアネート化合物を含有し、上記第1紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、上記第2紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下である。
本開示における接着剤組成物においては、第1剤がポリカーボネート系ポリオールを含有しており、ポリカーボネート系ポリオールはポリカーボネート骨格を有することにより、耐加水分解性、耐熱性、耐候性に優れることから、耐候性、特に耐湿熱性を向上させることができる。また、本開示における接着剤組成物においては、第1剤が特定の第2紫外線吸収剤を含有しており、第2紫外線吸収剤は、紫外線吸収能力が高く、耐候性に優れることから、耐候性、特に耐光性を向上させることができる。さらに、本開示における接着剤組成物においては、特定の第1紫外線吸収剤および第2紫外線吸収剤を併用することにより、第1紫外線吸収剤が、ポリカーボネート系ポリオールと第2紫外線吸収剤との相溶化剤として機能し、相溶性を高めることができるので、透明性を向上させることができる。また、本開示における接着剤組成物においては、第1紫外線吸収剤および第2紫外線吸収剤と光安定剤とを併用することにより、耐候性をより向上させることができる。したがって、本開示における接着剤組成物を用いることにより、耐候性、特に耐湿熱性および耐光性に優れ、かつ、透明性に優れる接着層を得ることが可能である。
以下、本開示における接着剤組成物の各成分について説明する。
1.第1剤
本開示における接着剤組成物を構成する第1剤は、ポリカーボネート系ポリオールと、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有する。また、第1紫外線吸収剤の含有量および第2紫外線吸収剤の含有量が所定の範囲内である。
本開示における接着剤組成物を構成する第1剤は、ポリカーボネート系ポリオールと、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有する。また、第1紫外線吸収剤の含有量および第2紫外線吸収剤の含有量が所定の範囲内である。
(1)ポリカーボネート系ポリオール
本開示におけるポリカーボネート系ポリオールは、第2剤に含有されるポリイソシアネート化合物と反応してウレタン結合を形成するポリオール成分である。
本開示におけるポリカーボネート系ポリオールは、第2剤に含有されるポリイソシアネート化合物と反応してウレタン結合を形成するポリオール成分である。
ポリカーボネート系ポリオールとしては、主鎖にカーボネート結合を有し、分子末端に水酸基を有するものであれば特に限定されず、例えば、ポリカーボネートポリオール、ポリカーボネートポリウレタンポリオールが挙げられる。中でも、ポリカーボネート系ポリオールは、ポリカーボネートポリオールと、ポリカーボネートポリウレタンポリオールとの混合物を含むことが好ましい。これにより、接着剤組成物を用いて形成される接着層の接着性および耐候性を向上させることができる。これは、接着層において、ウレタン結合により柔軟性および追従性が付与され、かつ、内部凝集力が高くなるためと推察される。また、カーボネート結合により耐候性、耐湿熱性に優れたものとなる。
(a)ポリカーボネートポリオール
ポリカーボネートポリオールは、主鎖にカーボネート結合を有し、分子末端に水酸基を有するものである。
ポリカーボネートポリオールは、主鎖にカーボネート結合を有し、分子末端に水酸基を有するものである。
ポリカーボネートポリオールにおいて、1分子中の水酸基の数は2以上であり、2以上4以下であってもよく、2以上3以下であってもよいが、好ましくは2である。すなわち、ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリカーボネートジオール、ポリカーボネートトリオール、ポリカーボネートテトラオール等が挙げられるが、好ましくはポリカーボネートジオールが用いられる。ポリカーボネートジオールの場合、粘度が調整しやすく、塗膜性が良好である。
また、ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、脂肪族ポリカーボネートポリオール、芳香族ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。なお、脂肪族ポリカーボネートポリオールには、脂環式ポリカーボネートポリオールも含まれる。中でも、脂肪族ポリカーボネートポリオールが好ましい。接着剤組成物を用いて形成される接着層において、柔軟性を付与し、脆性を抑えることができる。
特に、ポリカーボネートポリオールは、脂肪族ポリカーボネートジオールであることが好ましい。
ポリカーボネートポリオールは、例えば、カーボネート化合物とポリオール化合物との反応によって得ることができる。具体的には、脂肪族ポリカーボネートポリオールは、カーボネート化合物と脂肪族ポリオールとの反応によって得ることができる。また、芳香族ポリカーボネートポリオールは、カーボネート化合物と芳香族ポリオールとの反応によって得ることができる。
カーボネート化合物としては、例えば、アルキレンカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート等が挙げられる。アルキレンカーボネートとしては、例えば、炭素数2以上6以下のアルキレン基を有するアルキレンカーボネートを挙げることができ、具体的には、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、1,2-プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、1,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート等が挙げられる。ジアルキルカーボネートとしては、例えば、炭素数1以上6以下のアルキル基を有するジアルキルカーボネートを挙げることができ、具体的には、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート等が挙げられる。ジアリールカーボネートとしては、例えば、ジフェニルカーボネート等が挙げられる。カーボネート化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリオール化合物としては、例えば、ジオール化合物、トリオール化合物、テトラオール化合物等が挙げられるが、好ましくはジオール化合物が用いられる。ジオール化合物の場合、粘度が調整しやすく、塗膜性が良好である。また、ポリオール化合物としては、例えば、脂肪族ポリオール、芳香族ポリオール等が挙げられる。中でも、ポリカーボネートポリオールは脂肪族ポリカーボネートポリオールであることが好ましいことから、脂肪族ポリオールが好ましく、脂肪族ジオールがより好ましい。脂肪族ジオールとしては、例えば、モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、モノプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、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、1,6 ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,9 ノナンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、オクタンジオール、2-エチル-1,6-ヘキサンジオール、2 メチル 1,8 オクタンジオール等の脂肪族非環式ジオール;1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオール等が挙げられる。ポリオール化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ジオール化合物を1種単独で用いる場合には、ホモポリカーボネートジオールを得ることができ、ジオール化合物を2種以上用いる場合には、共重合ポリカーボネートジオールを得ることができる。
脂肪族ポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、例えば、1000以上2000以下であることが好ましい。上記数平均分子量が上記範囲内であることにより、第2剤に含有されるポリイソシネート化合物との反応を起こりやすくすることができるとともに、溶剤への溶解性を向上させることができる。脂肪族ポリカーボネートポリオールの製造においては、モノマーの反応性が高く、高分子量化しやすいため、所定の数平均分子量を有するポリカーボネートジオールを得るためには、反応速度等の制御を行うことが好ましい。
なお、本明細書において、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により、室温下、テトラヒドロフラン溶媒を溶離液として用い、分子量既知の標準ポリスチレン試料を用いて得られた検量線を用いて測定した値である。
(b)ポリカーボネートポリウレタンポリオール
ポリカーボネートポリウレタンポリオールは、主鎖にカーボネート結合およびウレタン結合を有し、分子末端に水酸基を有するものである。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールは、主鎖にカーボネート結合およびウレタン結合を有し、分子末端に水酸基を有するものである。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールにおいて、1分子中の水酸基の数は2以上であり、2以上4以下であってもよく、2以上3以下であってもよいが、好ましくは2である。すなわち、ポリカーボネートポリウレタンとしては、例えば、ポリカーボネートポリウレタンジオール、ポリカーボネートポリウレタントリオール、ポリカーボネートポリウレタンテトラオール等が挙げられるが、好ましくはポリカーボネートポリウレタンジオールが用いられる。ポリカーボネートポリウレタンジオールの場合、粘度が調整しやすく、塗膜性が良好である。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールは、例えば、ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとの反応によって得ることができる。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールの製造に用いられるポリカーボネートポリオールとしては、上述の「(a)ポリカーボネートポリオール」の項に記載したポリカーボネートポリオールと同様とすることができる。
ポリイソシアネートとしては、1分子中に2以上のイソシアネート基を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート等が挙げられる。中でも、脂環式ポリイソシアネートが好ましく、イソホロンジイソシアネートがより好ましい。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールは、脂肪族ポリカーボネートジオールと、1,6-ヘキサンジオールと、イソホロンジイソシアネートとの反応物であることが好ましい。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールの製造に用いられる脂肪族ポリカーボネートジオールは、ポリオールであり、イソホロンジイソシアネートと反応してウレタン結合を形成することができる。脂肪族ポリカーボネートジオールとしては、上述の「(a)ポリカーボネートポリオール」の項に記載した脂肪族ポリカーボネートジオールと同様とすることができる。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールの製造に用いられる1,6-ヘキサンジオールは、脂肪族ポリカーボネートジオールと同様にポリオールであり、イソホロンジイソシアネートと反応してウレタン結合を形成することができる。1,6-へキサンジオールは、常温で液体であり、溶剤に溶解し得るものである。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールの製造に用いられるイソホロンジイソシアネートは、脂環族ポリイソシアネートである。イソホロンジイソシアネートは、脂肪族ポリカーボネートジオール、および1,6-へキサンジオールの水酸基と反応し、ウレタン結合を形成することができる。
脂肪族ポリカーボネートジオールと、1,6-ヘキサンジオールと、イソホロンジイソシアネートとを溶剤に溶解させ、混合し、加熱還流することにより反応させることで、ポリカーボネートポリウレタンジオールの溶液を得ることができる。上記反応においては、脂肪族ポリカーボネートジオール、および1,6-ヘキサンジオールのそれぞれが有する両末端の水酸基がイソホロンジイソシアネートのイソシアネート基と反応し、ウレタン結合を形成する。
ポリカーボネートポリウレタンジオールの製造において、1,6-へキサンジオールの配合量は、例えば、脂肪族ポリカーボネートジオール100質量部に対し、5質量部以上15質量部以下であることが好ましく、2質量部以上8質量部以下であることがより好ましい。1,6-へキサンジオールの配合量が上記範囲内であることにより、得られる接着層の耐久性を良くすることができるとともに、溶剤への溶解性を向上させることができる。
また、ポリカーボネートポリウレタンジオールの製造において用いられる溶剤としては、脂肪族ポリカーボネートジオール、1,6-ヘキサンジオール、およびイソホロンジイソシアネートを溶解させることができ、第1剤に含有される溶剤と反応しないものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、第1剤に含有される溶剤等との相溶性およびラミネート時の加工性の観点から、酢酸エチル等のカルボン酸エステル系の溶剤を挙げることができる。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールの数平均分子量は、例えば、7000以上13000以下であることが好ましい。上記数平均分子量が上記範囲内であることにより、第2剤に含有されるポリイソシアネート化合物との反応性を良くすることができるとともに、溶剤への溶解性を向上させることができる。
ポリカーボネートポリウレタンポリオールの水酸基価は、例えば、10mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であることが好ましい。上記水酸基価が上記範囲内であることにより、第2剤に含有されるポリイソシアネート化合物の多くをポリカーボネートポリウレタンポリオールと反応させることができ、また第2剤に含有されるポリイソシアネート化合物との反応を促進させることができる。
ここで、水酸基価は、JIS K1557に準拠して測定した値である。
(c)ポリカーボネートポリオールおよびポリカーボネートポリウレタンポリオールの混合物
本開示において、ポリカーボネート系ポリオールは、上述したように、上記ポリカーボネートポリオールと、上記ポリカーボネートポリウレタンポリオールとの混合物を含むことが好ましい。混合物中におけるポリカーボネートポリオールおよびポリカーボネートポリウレタンポリオールの割合としては、例えば、ポリカーボネートポリウレタンポリオール100質量部に対して、ポリカーボネートポリオールの割合が10質量部以上20質量部以下であることが好ましい。ポリカーボネートポリオールおよびポリカーボネートポリウレタンポリオールの割合が上記範囲内であることにより、密着力を適度に低下させることができるとともに、ポリカーボネートポリウレタンポリオールと第2剤に含有されるポリイソシアネート化合物との反応を起こりやすくすることができる。
本開示において、ポリカーボネート系ポリオールは、上述したように、上記ポリカーボネートポリオールと、上記ポリカーボネートポリウレタンポリオールとの混合物を含むことが好ましい。混合物中におけるポリカーボネートポリオールおよびポリカーボネートポリウレタンポリオールの割合としては、例えば、ポリカーボネートポリウレタンポリオール100質量部に対して、ポリカーボネートポリオールの割合が10質量部以上20質量部以下であることが好ましい。ポリカーボネートポリオールおよびポリカーボネートポリウレタンポリオールの割合が上記範囲内であることにより、密着力を適度に低下させることができるとともに、ポリカーボネートポリウレタンポリオールと第2剤に含有されるポリイソシアネート化合物との反応を起こりやすくすることができる。
(d)ポリカーボネート系ポリオール
本開示において、ポリカーボネート系ポリオールは、ポリエステル骨格を含まないことが好ましい。ポリエステル骨格は加水分解しやすいため、ポリカーボネート系ポリオールがポリエステル骨格を含まないことにより、ポリエステル骨格による耐湿熱性の劣化を抑制することができる。
本開示において、ポリカーボネート系ポリオールは、ポリエステル骨格を含まないことが好ましい。ポリエステル骨格は加水分解しやすいため、ポリカーボネート系ポリオールがポリエステル骨格を含まないことにより、ポリエステル骨格による耐湿熱性の劣化を抑制することができる。
なお、ポリカーボネート系ポリオールがポリエステル骨格を含まないことは、例えば、赤外分光法(FT-IR)により確認することができる。
また、ポリカーボネート系ポリオールにおいて、ポリエステル骨格の含有割合は、例えば、ポリカーボネート骨格100質量部に対して、30質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましく、0質量部であることがさらに好ましい。ポリエステル骨格の含有割合が上記範囲であることにより、ポリエステル骨格による耐湿熱性の劣化を抑制することができる。
なお、上記のポリエステル骨格の含有割合は、例えば、赤外分光法(FT-IR)により得られるIRスペクトルのピーク比に基づき求めることができる。また、核磁気共鳴分光法(NMR)を組み合わせて分析を行ってもよい。
(2)第1紫外線吸収剤
本開示における第1紫外線吸収剤は、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である。
本開示における第1紫外線吸収剤は、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である。
2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンは、それぞれ下記式で表される化合物である。
第1紫外線吸収剤としては、市販品を用いることができる。具体的には、BASFジャパン社製のTinuvin400が挙げられる。
第1紫外線吸収剤の含有量は、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、好ましくは1.5質量部以上2.5質量部以下である。第1紫外線吸収剤は、上述したように相溶化剤として機能し得ることから、上記含有量が少なすぎると、得られる接着層の透明性が低下する可能性がある。また、上記含有量が多すぎると、それ自身が分解して黄変する可能性がある。
(3)第2紫外線吸収剤
本開示における第2紫外線吸収剤は、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである。
本開示における第2紫外線吸収剤は、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである。
2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンは、下記式で表される化合物である。
第2紫外線吸収剤としては、市販品を用いることができる。具体的には、BASFジャパン社製のTinuvin479が挙げられる。
第2紫外線吸収剤の含有量は、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下であり、好ましくは9.5質量部以上10.5質量部以下である。上記含有量が少なすぎると、十分な耐光性が得られない可能性がある。また、上記含有量が多すぎると、耐光性は向上するものの、白濁しやすくなり、得られる接着層の透明性が低下する可能性がある。
(4)光安定剤
本開示における光安定剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)を用いることができる。ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、NOR型ヒンダードアミン系光安定剤、NR型ヒンダードアミン系光安定剤、NH型ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。中でも、HALSの性能の観点から、NOR型ヒンダードアミン系光安定剤、NR型ヒンダードアミン系光安定剤が好ましい。
本開示における光安定剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)を用いることができる。ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、NOR型ヒンダードアミン系光安定剤、NR型ヒンダードアミン系光安定剤、NH型ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。中でも、HALSの性能の観点から、NOR型ヒンダードアミン系光安定剤、NR型ヒンダードアミン系光安定剤が好ましい。
NR型ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、セバシン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)、セバシン酸メチル(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)、(4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-ピペリジン-1-イル)エタノールとブタン二酸との共重合体、N,N’,N”,N”’-テトラキス(4,6-ビス(ブチル-(N-メチル-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)アミノ)トリアジン-2-イル)-4,7-ジアザデカン-1,10-ジアミン、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピリペリジニル)[[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]ブチルマロネート等が挙げられる。
NR型ヒンダードアミン系光安定剤としては、市販品を用いることができる。具体的には、BASFジャパン社製のTinuvin292、Tinuvin111FDL、Tinuvin144が挙げられる。BASFジャパン社製のTinuvin292は、セバシン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)とセバシン酸メチル(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)との混合物である。また、BASFジャパン社製のTinuvin111FDLは、約50%の(4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-ピペリジン-1-イル)エタノールとブタン二酸との共重合体と、約50%のN,N’,N”,N”’-テトラキス(4,6-ビス(ブチル-(N-メチル-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)アミノ)トリアジン-2-イル)-4,7-ジアザデカン-1,10-ジアミンとの混合物である。また、BASFジャパン社製のTinuvin144は、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピリペリジニル)[[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]ブチルマロネートである。
光安定剤の分子量は、分散性の観点から、例えば、800以下であることが好ましい。
光安定剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
光安定剤の含有量は、例えば、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、0.5質量部以上3.0質量部以下であることが好ましく、0.7質量部以上2.5質量部以下であることがより好ましく、1.0質量部以上2.0質量部以下であることがさらに好ましい。上記含有量が上記範囲内であることにより、得られる接着層の耐光性をより良好にすることができる。一方、上記含有量が多すぎると、光安定剤のブリードアウトや凝集によって、得られる接着層の透明性や接着性が低下する可能性がある。
(5)添加剤
本開示における第1剤は、必要に応じて、粘着付与剤、酸化防止剤、充填剤、可塑剤、軟化点向上剤、触媒等の添加剤を含有することができる。粘着付与剤としては、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂等が挙げられる。充填剤としては、例えば、無機フィラー等が挙げられる。
本開示における第1剤は、必要に応じて、粘着付与剤、酸化防止剤、充填剤、可塑剤、軟化点向上剤、触媒等の添加剤を含有することができる。粘着付与剤としては、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂等が挙げられる。充填剤としては、例えば、無機フィラー等が挙げられる。
(6)溶剤
本開示における第1剤は、塗布性、取扱性の観点から、溶剤を含有することが好ましい。溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等のカルボン酸エステルを挙げることができる。なお、第1剤に含有される溶剤と、第2剤に含有される溶剤とは、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
本開示における第1剤は、塗布性、取扱性の観点から、溶剤を含有することが好ましい。溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等のカルボン酸エステルを挙げることができる。なお、第1剤に含有される溶剤と、第2剤に含有される溶剤とは、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
2.第2剤
本開示における接着剤組成物を構成する第2剤は、ポリイソシアネート化合物を含有する。
本開示における接着剤組成物を構成する第2剤は、ポリイソシアネート化合物を含有する。
(1)ポリイソシアネート化合物
ポリイソシアネート化合物は、1分子中に2以上のイソシアネート基を有する化合物である。ポリイソシアネート化合物は、上記ポリカーボネート系ポリオールの水酸基と反応して、ウレタン結合を形成し、ポリカーボネート系ポリオールを架橋することができる。
ポリイソシアネート化合物は、1分子中に2以上のイソシアネート基を有する化合物である。ポリイソシアネート化合物は、上記ポリカーボネート系ポリオールの水酸基と反応して、ウレタン結合を形成し、ポリカーボネート系ポリオールを架橋することができる。
ポリイソシアネート化合物としては、特に限定されるものではなく、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、もしくは芳香族ポリイソシアネート、またはこれらのアダクト体、イソシアヌレート体、もしくはビュレット体、あるいはポリオールと過剰のポリイソシアネートとの反応により得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、リジンジイソシアネート(LDI)等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート等のジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、1-クロロ-2,4-フェニレンジシソシアネート等のフェニレンジイソシアネート(PDI)、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルジイソシアネート、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジフェニルジイソシアネート等のジフェニルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート等のナフタレンジイソシアネート(NDI)等が挙げられる。
ポリイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
中でも、水酸基に対する反応性を向上させる観点から、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソシアヌレート変性イソホロンジイソシアネート(ヌレート変性IPDI)とを組み合わせた混合物が好ましい。HDIとヌレート変性IPDIとの混合物を用いる場合、HDIとヌレート変性IPDIとの質量比は、例えば、70:30~50:50の範囲内であることが好ましい。
(2)溶剤
本開示における第2剤は、塗布性、取扱性の観点から、溶剤を含有することが好ましい。溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等のカルボン酸エステルを挙げることができる。
本開示における第2剤は、塗布性、取扱性の観点から、溶剤を含有することが好ましい。溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等のカルボン酸エステルを挙げることができる。
3.第1剤および第2剤の配合
第1剤および第2剤の配合比率としては、ポリカーボネート系ポリオール由来の水酸基に対するポリイソシアネート化合物由来のイソシアネート基の比率(ポリイソシアネート化合物由来のイソシアネート基/ポリカーボネート系ポリオール由来の水酸基)が、例えば、1.0以上3.5以下であることが好ましく、1.2以上3.0以下であることがより好ましい。上記比率が上記範囲内であることにより、各部材を強固に接合することができる接着剤を得ることができる。
第1剤および第2剤の配合比率としては、ポリカーボネート系ポリオール由来の水酸基に対するポリイソシアネート化合物由来のイソシアネート基の比率(ポリイソシアネート化合物由来のイソシアネート基/ポリカーボネート系ポリオール由来の水酸基)が、例えば、1.0以上3.5以下であることが好ましく、1.2以上3.0以下であることがより好ましい。上記比率が上記範囲内であることにより、各部材を強固に接合することができる接着剤を得ることができる。
4.シランカップリング剤
本開示における接着剤組成物は、第1剤および第2剤の他、必要に応じて、シランカップリング剤を含有することができる。シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシラン、メチルトリエトキシシラン等のシランモノマー;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン;3-メタクリロキシプロピルエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメトキシシラン等のメタクリルシラン;3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシランを挙げることができる。
本開示における接着剤組成物は、第1剤および第2剤の他、必要に応じて、シランカップリング剤を含有することができる。シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシラン、メチルトリエトキシシラン等のシランモノマー;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン;3-メタクリロキシプロピルエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメトキシシラン等のメタクリルシラン;3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシランを挙げることができる。
シランカップリング剤の添加量は、例えば、第1剤および第2剤の全固形分の合計100質量部に対し、1質量部以上3質量部以下であることが好ましい。上記添加量が上記範囲内であることにより、良好な密着力を得ることができるとともに、耐久性を向上させることができる。
5.用途
本開示における接着剤組成物は、第1剤および第2剤を使用直前に混合する2液型の接着剤組成物である。
本開示における接着剤組成物は、第1剤および第2剤を使用直前に混合する2液型の接着剤組成物である。
本開示における接着剤組成物は、例えば、太陽電池モジュールに用いることができる。接着剤組成物は、例えば、太陽電池モジュールの表面保護シートを構成する各部材の接合に用いることができ、具体的には、表面保護シートとして用いられる透明シートを構成する各部材の接合に用いることができる。中でも、接着剤組成物は、耐候性、特に耐湿熱性および耐光性に優れ、かつ、透明性に優れる接着層が得られることから、透明シートにおいて、最表面に位置するフッ素系樹脂層とバリア層との接合に用いられることが好ましい。
また、本開示における接着剤組成物は、例えば、ガラスを代替する、多層シートからなる樹脂シートに用いることができる。接着剤組成物は、例えば、多層シートからなる樹脂シートを構成する各部材の接合に用いることができる。
B.太陽電池モジュール用透明シート
本開示における太陽電池モジュール用透明シートは、2つの実施態様を有する。以下、各実施態様に分けて説明する。
本開示における太陽電池モジュール用透明シートは、2つの実施態様を有する。以下、各実施態様に分けて説明する。
1.太陽電池モジュール用透明シートの第1実施態様
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層と、をこの順に有し、上記耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物の反応物であるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記第1紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、上記第2紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下である。
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層と、をこの順に有し、上記耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物の反応物であるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記第1紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、上記第2紫外線吸収剤の含有量が、上記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下である。
図1は、本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートの一例を示す概略断面図である。図1に示すように、太陽電池モジュール用透明シート1は、フッ素系樹脂層2と、耐候性接着層3と、バリア層4と、をこの順に有しており、耐候性接着層3が、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物の反応物であるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有しており、第1紫外線吸収剤の含有量および第2紫外線吸収剤の含有量が所定の範囲内である。
また、太陽電池モジュール用透明シート1は、耐候性接着層3のフッ素系樹脂層2とは反対の面側に位置する基材層6を有することができる。なお、図1においては、基材層6は、バリア層4の耐候性接着層3とは反対側の面に配置されているが、この限りではなく、図示しないが、基材層は、耐候性接着層とバリア層との間に配置されていてもよい。また、太陽電池モジュール用透明シート1は、バリア層4と基材層6との間に、接着層5を有することができる。
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層とをこの順に有することにより、耐候性およびバリア性を付与することができる。また、本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートにおいては、耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物の反応物であるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有しており、第1紫外線吸収剤の含有量および第2紫外線吸収剤の含有量が所定の範囲内であることにより、上記の「A.接着剤組成物」の項に記載したように、耐候性、特に耐湿熱性および耐光性に優れ、かつ、透明性に優れる耐候性接着層とすることができる。したがって、本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、ガラスの代替として使用することが可能である。
以下、本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートの各構成について説明する。
(1)耐候性接着層
本実施態様における耐候性接着層は、フッ素系樹脂層とバリア層との間に配置される部材であり、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物の反応物であるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有しており、第1紫外線吸収剤の含有量および第2紫外線吸収剤の含有量が所定の範囲内である。
本実施態様における耐候性接着層は、フッ素系樹脂層とバリア層との間に配置される部材であり、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物の反応物であるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有しており、第1紫外線吸収剤の含有量および第2紫外線吸収剤の含有量が所定の範囲内である。
ポリカーボネート系ポリオール、ポリイソシアネート化合物、第1紫外線吸収剤、第2紫外線吸収剤、および光安定剤については、上記の「A.接着剤組成物」の項に記載した内容と同様である。
すなわち、耐候性接着層は、上述の接着剤組成物の硬化物を含有することができる。
耐候性接着層に含有されるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂は、ポリエステル骨格を含まないことが好ましい。ポリエステル骨格は加水分解しやすいため、ポリカーボネート系ポリオールがポリエステル骨格を含まないことにより、ポリエステル骨格による耐湿熱性の劣化を抑制することができる。
なお、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂がポリエステル骨格を含まないことは、例えば、赤外分光法(FT-IR)により確認することができる。
また、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂において、ポリエステル骨格の含有割合は、例えば、ポリカーボネート骨格100質量部に対して、30質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましく、0質量部であることがさらに好ましい。ポリエステル骨格の含有割合が上記範囲であることにより、ポリエステル骨格による耐湿熱性の劣化を抑制することができる。
なお、上記のポリエステル骨格の含有割合は、例えば、赤外分光法(FT-IR)により得られるIRスペクトルのピーク比に基づき求めることができる。また、核磁気共鳴分光法(NMR)を組み合わせて分析を行ってもよい。
耐候性接着層の厚さは、例えば、目的とする接着強度等に応じて適宜設定することができ、例えば、1.0μm以上10μm以下であり、4μm以上10μm以下であることが好ましい。耐候性接着層の厚さが上記範囲内であれば、十分な接着強度を得ることができる。また、耐候性接着層の厚さが薄すぎると、紫外線吸収性が不十分になる可能性がある。
耐候性接着層の形成方法としては、例えば、接着剤組成物の第1剤および第2剤を混合し、その混合物をフッ素系樹脂層あるいはバリア層または基材層の表面に塗布し、乾燥させる方法が挙げられる。上記混合物は、フッ素系樹脂層とバリア層または基材層とが上記混合物の膜を介して積層された状態で硬化し、耐候性接着層となる。
上記混合物の塗布方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、グラビアコート法、ロールコート法、キスコート法、はけ塗り法等を挙げることができる。塗布量としては、乾燥後の厚さが所定の範囲内になればよく、例えば、乾燥状態で、1.0g/m2以上10.0g/m2以下とすることができる。
上記混合物の膜の内部では、ポリカーボネート系ポリオールに含まれる水酸基と、ポリイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基とが反応して、ウレタン結合を形成する硬化反応が進行する。この反応によって、ポリカーボネート系ポリオールはポリイソシアネート化合物によって架橋され、高分子量化する。ポリカーボネート系ポリオールが十分に架橋されると、上記混合物の膜は硬化し、耐候性接着層となる。
(2)フッ素系樹脂層
本実施態様におけるフッ素系樹脂層は、太陽電池モジュール用透明シートにおいて、受光面側の最表面に配置される部材である。また、太陽電池モジュール用透明シートを太陽電池モジュールの表面保護シートとして用いる場合、太陽電池モジュールにおいて、フッ素系樹脂層は、受光面側の最表面に配置され得る部材である。フッ素系樹脂層は、フッ素系樹脂を含有することから、耐候性を発揮することができる。
本実施態様におけるフッ素系樹脂層は、太陽電池モジュール用透明シートにおいて、受光面側の最表面に配置される部材である。また、太陽電池モジュール用透明シートを太陽電池モジュールの表面保護シートとして用いる場合、太陽電池モジュールにおいて、フッ素系樹脂層は、受光面側の最表面に配置され得る部材である。フッ素系樹脂層は、フッ素系樹脂を含有することから、耐候性を発揮することができる。
フッ素系樹脂層は、透明性を有する。具体的には、フッ素系樹脂層の全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることが好ましい。ここで、全光線透過率は、JIS K7361に準拠して測定することができる。なお、太陽電池モジュール用透明シートが有する他の層の全光線透過率の測定方法についても同様とすることができる。
フッ素系樹脂層を構成するフッ素系樹脂としては、透明性を有するものであることが好ましい。具体的には、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等が挙げられる。
フッ素系樹脂層は、例えば、加工性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐候性等を改質する目的で、種々の添加剤を含有することができる。
フッ素系樹脂層の厚さとしては、例えば、10μm以上30μm以下であることが好ましい。フッ素系樹脂層の厚さが薄すぎると、加工性に劣る可能性がある。また、フッ素系樹脂層の厚さが厚すぎると、コストが高くなる場合がある。
フッ素系樹脂層としては、予めフィルム状に成形されたフッ素系樹脂フィルムを用いることができる。
(3)バリア層
本実施態様におけるバリア層は、耐候性接着層のフッ素系樹脂層とは反対側の面に配置され、太陽電池モジュール用透明シートに水蒸気バリア性を付与する部材である。
本実施態様におけるバリア層は、耐候性接着層のフッ素系樹脂層とは反対側の面に配置され、太陽電池モジュール用透明シートに水蒸気バリア性を付与する部材である。
バリア層は、透明性を有する。具体的には、バリア層の全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることが好ましい。
バリア層としては、水蒸気バリア性および透明性を有するものであれば特に限定されず、例えば、樹脂基材と、薄膜層とを有するバリアフィルムが挙げられる。
バリアフィルムにおいて、樹脂基材および薄膜層の配置としては特に限定されないが、中でも、バリア層は、フッ素系樹脂層側から順に、薄膜層および樹脂基材を有することが好ましい。本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートを太陽電池モジュールの表面保護シートとして用いる場合、太陽電池モジュール用透明シートは、フッ素系樹脂層とは反対側の面が太陽電池素子と対向するように配置される。そのため、バリア層がフッ素系樹脂層側から順に薄膜層および樹脂基材を有する場合には、バリア層において、樹脂基材が内側、薄膜層が外側に位置することになるので、薄膜層によって、外部の水分から樹脂基材を保護することができる。
バリア層としては、水蒸気バリア性および透明性を有し、樹脂基材および薄膜層を有するものであれば特に限定されないが、通常、蒸着フィルムが用いられる。
以下、バリア層の構成について説明する。
(a)薄膜層
薄膜層としては、透明性を有し、水蒸気バリア性を付与することができるものであれば特に限定されず、例えば、金属膜や、無機化合物膜が挙げられる。
薄膜層としては、透明性を有し、水蒸気バリア性を付与することができるものであれば特に限定されず、例えば、金属膜や、無機化合物膜が挙げられる。
金属膜を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、チタン等の金属、またはこれらの金属を含む合金を挙げることができる。
無機化合物膜を構成する無機化合物としては、例えば、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、スズ、ナトリウム、チタン、ホウ素、鉛、イットリウム、ジルコニウム、セリウム、亜鉛等の金属元素または非金属元素の酸化物、酸化窒化物、窒化物、酸化炭化物、酸化炭化窒化物等が挙げられる。具体的には、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、ケイ素亜鉛合金酸化物、インジウム合金酸化物、ケイ素窒化物、アルミニウム窒化物、チタン窒化物、酸化窒化ケイ素、酸化ケイ素亜鉛等を挙げることができる。無機化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
中でも、薄膜層は無機化合物膜であることが好ましい。薄膜層が無機化合物膜である場合には、絶縁性を高くすることができる。
薄膜層は、蒸着法により形成される蒸着膜であってもよく、塗布法により形成される塗布膜であってもよい。中でも、蒸着膜が好ましい。蒸着膜は、樹脂基材との密着性が高く、高い水蒸気バリア性を発揮することができる。
薄膜層は、単層であってもよく、多層であってもよい。薄膜層が多層である場合、蒸着膜のみを有していてもよく、塗布膜のみを有していてもよく、蒸着膜および塗布膜の両方を有していてもよい。また、薄膜層が多層である場合、同一組成の膜を組み合わせてもよく、異なる組成の膜を組み合わせてもよい。
薄膜層の厚さは、例えば、1nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましい。薄膜層の厚さが上記範囲であることにより、十分な水蒸気バリア性を得ることができる。一方、薄膜層の厚さは、例えば、300nm以下であることが好ましく、200nm以下であることがより好ましい。薄膜層の厚さが上記範囲であることにより、薄膜層の割れやクラックの発生を抑制することができる。
薄膜層の成膜方法としては、例えば、蒸着法、塗布法が挙げられる。中でも、上記の理由から、蒸着法が好ましい。蒸着法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンクラスタービーム法等の物理気相成長法や、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法が挙げられる。
蒸着法の場合、蒸着を1回だけ行ってもよく、複数回行ってもよい。すなわち、蒸着膜は、1回蒸着により形成された単層であってもよく、複数回蒸着により形成された多層であってもよい。
(b)樹脂基材
樹脂基材としては、透明性を有し、上記薄膜層を支持することができるものであれば特に限定されないが、耐熱性を有することが好ましい。樹脂基材を構成する樹脂としては、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、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、各種のナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリエステルエーテル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂等が挙げられる。樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
樹脂基材としては、透明性を有し、上記薄膜層を支持することができるものであれば特に限定されないが、耐熱性を有することが好ましい。樹脂基材を構成する樹脂としては、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、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、各種のナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリエステルエーテル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂等が挙げられる。樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
樹脂基材は、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等が挙げられる。
また、樹脂基材は、表面処理が施されていてもよい。表面処理により、薄膜層との密着性を向上させることができる。
樹脂基材は、未延伸であってもよく、一軸または二軸延伸がされていてもよい。
また、樹脂基材は、透明性を有していてもよく、有さなくてもよい。
樹脂基材の厚さは、上記薄膜層を支持することが可能であれば特に限定されず、例えば、6μm以上であることが好ましく、9μm以上であることがより好ましい。樹脂基材の厚さが上記範囲であることにより、寸法安定性や耐熱性を付与することができる。一方、樹脂基材の厚さは、例えば、150μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。樹脂基材の厚さが上記範囲であることにより、取扱性を良くすることができる。
(c)バリア層
本実施態様におけるバリア層が、樹脂基材と薄膜層とを有するバリアフィルムを有する場合、1つのバリアフィルムを有していてもよく、複数のバリアフィルムを有していてもよい。バリア層が複数のバリアフィルムを有する場合、各バリアフィルムが接着層を介して積層された積層体とすることができる。
本実施態様におけるバリア層が、樹脂基材と薄膜層とを有するバリアフィルムを有する場合、1つのバリアフィルムを有していてもよく、複数のバリアフィルムを有していてもよい。バリア層が複数のバリアフィルムを有する場合、各バリアフィルムが接着層を介して積層された積層体とすることができる。
(4)基材層
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、上記耐候性接着層の上記フッ素系樹脂層とは反対の面側に位置する基材層を有していてもよい。
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、上記耐候性接着層の上記フッ素系樹脂層とは反対の面側に位置する基材層を有していてもよい。
なお、基材層が耐候性接着層のフッ素系樹脂層とは反対の面側に位置するとは、基材層が耐候性接着層のフッ素系樹脂層とは反対の面側の任意の位置に配置されていることをいう。基材層は、例えば、耐候性接着層とバリア層との間に配置されていてもよく、バリア層の耐候性接着層とは反対側の面に配置されていてもよい。
基材層の配置としては、中でも、基材層がバリア層の耐候性接着層とは反対側の面に配置されていることが好ましい。上述したように、本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートを太陽電池モジュールの表面保護シートとして用いる場合、太陽電池モジュール用透明シートは、フッ素系樹脂層とは反対側の面が太陽電池素子と対向するように配置されるため、耐候性接着層側から順にバリア層および基材層の順に配置されている場合には、基材層よりもバリア層のほうが外側に位置することになるので、外部からの水分の侵入をより抑制することができる。
基材層は、透明性を有する。具体的には、基材層の全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることが好ましい。
基材層としては、透明性を有するものであれば特に限定されないが、耐熱性を有することが好ましい。基材層を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂等が挙げられる。中でも、透明性、耐候性、コスト、加工性等の観点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
基材層の厚さは、例えば、50μm以上280μmであることが好ましく、75μm以上200μm以下であることがより好ましい。基材層の厚さが上記範囲内であることにより、十分な絶縁性や強度を得ることができる。
(5)密着層
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、例えば図2に示すように、フッ素系樹脂層2とは反対側の最表面に、密着層7を有していてもよい。本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートを太陽電池モジュールの表面保護シートとして用いる場合、密着層により、太陽電池モジュール用透明シートと封止材層との密着性を向上させることができる。
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、例えば図2に示すように、フッ素系樹脂層2とは反対側の最表面に、密着層7を有していてもよい。本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートを太陽電池モジュールの表面保護シートとして用いる場合、密着層により、太陽電池モジュール用透明シートと封止材層との密着性を向上させることができる。
密着層は、いわゆるプライマー層である。密着層の形成に用いられるプライマー組成物としては、従来公知の各種プライマーコーティング剤のうち、透明性を有するものを適宜選択して用いることができる。例えば、ポリオレフィン樹脂を含有し、水性媒体を主溶剤とするプライマー組成物や、架橋性樹脂および架橋剤を含有し、有機系媒体を主溶剤とするプライマー組成物等が挙げられる。中でも、基材層がポリエステル樹脂を含有し、太陽電池モジュールの封止材層がエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン樹脂を含有する場合には、酸変性ポリオレフィン樹脂を含有し、水性媒体を主溶剤とするプライマー組成物が好ましく用いられる。酸変性ポリオレフィン樹脂をベース樹脂とすることにより、基材層と封止材層との密着性をさらに向上させることができる。なお、このことは、例えば、特開2013-74172号公報に記載されている。
密着層の厚さは、目的とする透明性および接着強度等に応じて適宜設定される。具体的には、密着層の厚さは、0.5μm以上10.0μm以下であることが好ましく、0.8μm以上5μm以下であることがより好ましい。密着層の厚さが上記範囲であることにより、十分な接着性および良好な耐ブロッキング性を付与することができ、製造コストも抑えることができる。
(6)接着層
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、上記バリア層と上記基材層との間に、接着層を有することができる。
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、上記バリア層と上記基材層との間に、接着層を有することができる。
接着層に用いられる接着剤としては、透明性を有するものであれば特に限定されず、例えば、感圧接着剤、熱可塑性接着剤、硬化性接着剤等を挙げることができる。また、接着層には、例えば、ウレタン系接着剤を用いることができ、好ましくはポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物を含有するウレタン系接着剤を用いることができる。ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物については、上記の「A.接着剤組成物」の項に記載したポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物と同様とすることができる。
(7)太陽電池モジュール用透明シートの特性
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、水蒸気バリア性を有する。具体的には、太陽電池モジュール用透明シートの水蒸気透過度は、10-1g/(m2・day)以下であり、好ましくは10-2g/(m2・day)以下、より好ましくは10-3g/(m2・day)以下である。
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、水蒸気バリア性を有する。具体的には、太陽電池モジュール用透明シートの水蒸気透過度は、10-1g/(m2・day)以下であり、好ましくは10-2g/(m2・day)以下、より好ましくは10-3g/(m2・day)以下である。
太陽電池モジュール用透明シートの水蒸気透過度の測定は、ISO15106-5:2015(差圧法)に準拠して、水蒸気透過度測定装置を用いて、温度40℃、相対湿度差90%RHの条件で測定することができる。水蒸気透過度測定装置は、例えば、Technolox社製の「DELTAPERM」を用いることができる。
2.太陽電池モジュール用透明シートの第2実施態様
本実施態様の太陽電池モジュール用透明シートは、フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層と、をこの順に有し、上記耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記太陽電池モジュール用透明シートのヘイズが15%以下であり、波長300nm以上400nm以下、照度1000W/m2の光を照射したときの、上記太陽電池モジュール用透明シートの全光線透過率の低下率が5%となるまでの時間が500時間以上である。
本実施態様の太陽電池モジュール用透明シートは、フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層と、をこの順に有し、上記耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、上記太陽電池モジュール用透明シートのヘイズが15%以下であり、波長300nm以上400nm以下、照度1000W/m2の光を照射したときの、上記太陽電池モジュール用透明シートの全光線透過率の低下率が5%となるまでの時間が500時間以上である。
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層とをこの順に有することにより、耐候性およびバリア性を付与することができる。また、本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートにおいては、耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有しており、ヘイズが所定の範囲であり、所定の耐光試験を行ったときの全光線透過率の低下率が所定の値となるまでの時間が所定の範囲であることにより、上記第1実施態様と同様に、耐候性、特に耐湿熱性および耐光性に優れ、かつ、透明性に優れる耐候性接着層とすることができる。したがって、本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートは、ガラスの代替として使用することが可能である。
本実施態様において、太陽電池モジュール用透明シートのヘイズは、20%以下であり、好ましくは10%以下である。ヘイズが上記範囲であることにより、透明性に優れる太陽電池モジュール用透明シートを得ることができ、すなわち耐候性接着層を透明性に優れたものとすることができる。
ここで、ヘイズは、JIS K7136に準拠して測定することができ、例えば、(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150を用いて測定することができる。
本実施態様において、波長300nm以上400nm以下、照度1000W/m2の光を照射したときの、太陽電池モジュール用透明シートの全光線透過率の低下率が5%となるまでの時間は、500時間以上であり、好ましくは800時間以上である。上記の時間が上記範囲であることにより、耐光性に優れる太陽電池モジュール用透明シートを得ることができ、すなわち耐候性接着層を耐光性に優れたものとすることができる。
ここで、太陽電池モジュール用透明シートの耐光性は下記の試験方法により評価することができる。まず、太陽電池モジュール用透明シートに対して、スーパーUV試験装置を用いて、波長300nm以上400nm以下、照度1000W/m2の条件で、耐光試験を行う。次に、耐光試験前後の太陽電池モジュール用透明シートの全光線透過率を測定する。続いて、下記式により、耐光試験前後の全光線透過率の低下率を算出する。
全光線透過率の低下率(%)=
(耐光試験前の全光線透過率-耐光試験後の全光線透過率)/耐光試験前の全光線透過率×100
そして、全光線透過率の低下率が5%となるまで耐光試験を行い、その時間を測定する。スーパーUV試験装置としては、例えば、岩崎電気社製のアイスーパーUVテスター SUV-W151を用いることができる。また、全光線透過率は、JIS K7361-1に準拠して測定することができ、例えば、(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150を用いて測定することができる。
全光線透過率の低下率(%)=
(耐光試験前の全光線透過率-耐光試験後の全光線透過率)/耐光試験前の全光線透過率×100
そして、全光線透過率の低下率が5%となるまで耐光試験を行い、その時間を測定する。スーパーUV試験装置としては、例えば、岩崎電気社製のアイスーパーUVテスター SUV-W151を用いることができる。また、全光線透過率は、JIS K7361-1に準拠して測定することができ、例えば、(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150を用いて測定することができる。
また、本実施態様においては、太陽電池モジュール用透明シートを温度120℃、湿度85%RH、圧力1.6atmで48時間放置した後の、フッ素系樹脂層およびバリア層の間の剥離接着強さの維持率が、例えば、50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。上記の剥離接着強さの維持率が上記範囲であることにより、耐湿熱性に優れる太陽電池モジュール用透明シートを得ることができ、すなわち耐候性接着層を耐湿熱性に優れたものとすることができる。
ここで、太陽電池モジュール用透明シートの耐湿熱性は下記の試験方法により評価することができる。まず、太陽電池モジュール用透明シートに対して、プレッシャークッカー試験機を用いて、120℃、85%RH、1.6atm、48時間の条件で、耐湿熱試験を行う。次に、耐湿熱試験前後の太陽電池モジュール用透明シートについて、180度剥離試験を行い、フッ素系樹脂層およびバリア層の間の剥離接着強さを測定する。このとき、剥離試験を3回行い、平均値を剥離接着強さとする。そして、下記式により、耐湿熱試験後の剥離接着強さの維持率を算出する。
剥離接着強さの維持率(%)=
(耐湿熱試験後の剥離接着強さ/耐湿熱試験前の剥離接着強さ)×100
プレッシャークッカー試験機としては、例えば、エスペック社製のEHS-221Mを用いることができる。また、剥離接着強さは、JIS K6854-2に準拠し、180度剥離試験を行うことにより測定することができる。180度剥離試験において、試験片は15mm幅とし、測定条件は剥離速度200mm/min、温度23℃とする。剥離試験装置としては、例えば、エー・アンド・デイ社製のTENSILON RTA-1150-Hを用いることができる。
剥離接着強さの維持率(%)=
(耐湿熱試験後の剥離接着強さ/耐湿熱試験前の剥離接着強さ)×100
プレッシャークッカー試験機としては、例えば、エスペック社製のEHS-221Mを用いることができる。また、剥離接着強さは、JIS K6854-2に準拠し、180度剥離試験を行うことにより測定することができる。180度剥離試験において、試験片は15mm幅とし、測定条件は剥離速度200mm/min、温度23℃とする。剥離試験装置としては、例えば、エー・アンド・デイ社製のTENSILON RTA-1150-Hを用いることができる。
本実施態様における太陽電池モジュール用透明シートの各構成については、上記第1実施態様と同様とすることができる。
C.薄膜系太陽電池モジュール
本開示における薄膜系太陽電池モジュールは、透明基板と、薄膜系太陽電池素子と、封止材層と、裏面保護シートとをこの順に有し、上記透明基板が、上述の太陽電池モジュール用透明シートであり、上記太陽電池モジュール用透明シートは、上記基材層側の面が上記薄膜系太陽電池素子と対向するように配置されている。
本開示における薄膜系太陽電池モジュールは、透明基板と、薄膜系太陽電池素子と、封止材層と、裏面保護シートとをこの順に有し、上記透明基板が、上述の太陽電池モジュール用透明シートであり、上記太陽電池モジュール用透明シートは、上記基材層側の面が上記薄膜系太陽電池素子と対向するように配置されている。
図3は、本開示における薄膜系太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。薄膜系太陽電池モジュール10は、透明基板11と、薄膜系太陽電池素子12と、封止材層13と、裏面保護シート14とをこの順に有している。透明基板11は上述の太陽電池モジュール用透明シート1であり、図示しないが、太陽電池モジュール用透明シート1は、基材層側の面が薄膜系太陽電池素子12と対向するように配置されている。
本開示における薄膜系太陽電池モジュールにおいては、透明基板が上述の太陽電池モジュール用透明シートであることにより、フレキシブルな太陽電池モジュールとすることができる。
以下、本開示における薄膜系太陽電池モジュールの構成について説明する。
1.透明基板
本開示における透明基板は、上述の太陽電池モジュール用透明シートである。また、太陽電池モジュール用透明シートは、基材層側の面が薄膜系太陽電池素子と対向するように配置される。太陽電池モジュール用透明シートについては、上記の「B.太陽電池モジュール用透明シート」の項に記載した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
本開示における透明基板は、上述の太陽電池モジュール用透明シートである。また、太陽電池モジュール用透明シートは、基材層側の面が薄膜系太陽電池素子と対向するように配置される。太陽電池モジュール用透明シートについては、上記の「B.太陽電池モジュール用透明シート」の項に記載した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
2.薄膜系太陽電池素子
本開示における薄膜系太陽電池素子としては、特に限定されるものではなく、例えば、薄膜シリコン太陽電池素子、CIS太陽電池素子、CIGS太陽電池素子、CdTe太陽電池素子、ペロブスカイト太陽電池素子等が挙げられる。
本開示における薄膜系太陽電池素子としては、特に限定されるものではなく、例えば、薄膜シリコン太陽電池素子、CIS太陽電池素子、CIGS太陽電池素子、CdTe太陽電池素子、ペロブスカイト太陽電池素子等が挙げられる。
各種の薄膜系太陽電池素子の構成については、公知の薄膜系太陽電池素子と同様とすることができる。
3.封止材層
本開示における封止材層は、薄膜系太陽電池素子を封止する部材である。封止材層は、薄膜系太陽電池素子と裏面保護シートとの間に配置される。封止材層としては、一般的な太陽電池モジュールに用いられる封止材層と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。封止材層としては、予め成形された封止材シートを用いることができる。
本開示における封止材層は、薄膜系太陽電池素子を封止する部材である。封止材層は、薄膜系太陽電池素子と裏面保護シートとの間に配置される。封止材層としては、一般的な太陽電池モジュールに用いられる封止材層と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。封止材層としては、予め成形された封止材シートを用いることができる。
4.裏面保護シート
本開示における裏面保護シートは、薄膜系太陽電池素子を保護する部材である。裏面保護シートとしては、一般的な太陽電池モジュールに用いられる裏面保護シートと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本開示における裏面保護シートは、薄膜系太陽電池素子を保護する部材である。裏面保護シートとしては、一般的な太陽電池モジュールに用いられる裏面保護シートと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
5.薄膜系太陽電池モジュールの製造方法
本開示における薄膜系太陽電池モジュールの製造方法としては、太陽電池モジュール用透明シートと、薄膜系太陽電池素子と、封止材層と、裏面保護シートとをこの順に有する薄膜系太陽電池モジュールを製造することができる方法であれば特に限定されない。例えば、太陽電池モジュール用透明シートの基材層側の面に形成された薄膜系太陽電池素子と、封止材層と、裏面保護シートとをこの順に有する積層体を、熱圧着して一体化する方法が挙げられる。熱圧着の方法としては、例えば、真空熱ラミネート法を挙げることができる。
本開示における薄膜系太陽電池モジュールの製造方法としては、太陽電池モジュール用透明シートと、薄膜系太陽電池素子と、封止材層と、裏面保護シートとをこの順に有する薄膜系太陽電池モジュールを製造することができる方法であれば特に限定されない。例えば、太陽電池モジュール用透明シートの基材層側の面に形成された薄膜系太陽電池素子と、封止材層と、裏面保護シートとをこの順に有する積層体を、熱圧着して一体化する方法が挙げられる。熱圧着の方法としては、例えば、真空熱ラミネート法を挙げることができる。
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。
以下、実施例および比較例を示し、本開示をさらに説明する。
[実施例1]
(1)第1接着剤組成物の調製
(1-1)第1接着剤組成物の第1剤の調製
(a)ポリカーボネートポリウレタンジオールの製造
窒素雰囲気下、撹拌機を備えたフラスコに、数平均分子量1000の脂肪族ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製「デュラノールT5651」)を100質量部、1,6-ヘキサンジオールを5質量部、イソホロンジイソシアネートを27.5質量部、酢酸エチルを132.5質量部加え、赤外線吸収スペクトルにて2270cm-1のイソシアネートの吸収が消失するまで加熱還流させ、ポリカーボネートポリウレタンジオールの50%酢酸エチル溶液を得た。得られた樹脂の水酸基価は14mgKOH/gであり、数平均分子量は約8000であった。
(1)第1接着剤組成物の調製
(1-1)第1接着剤組成物の第1剤の調製
(a)ポリカーボネートポリウレタンジオールの製造
窒素雰囲気下、撹拌機を備えたフラスコに、数平均分子量1000の脂肪族ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製「デュラノールT5651」)を100質量部、1,6-ヘキサンジオールを5質量部、イソホロンジイソシアネートを27.5質量部、酢酸エチルを132.5質量部加え、赤外線吸収スペクトルにて2270cm-1のイソシアネートの吸収が消失するまで加熱還流させ、ポリカーボネートポリウレタンジオールの50%酢酸エチル溶液を得た。得られた樹脂の水酸基価は14mgKOH/gであり、数平均分子量は約8000であった。
(b)第1剤の調製
上記ポリカーボネートポリウレタンジオール100質量部と、脂肪族ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製「デュラノールT5651」、数平均分子量1000)15質量部とを混合して、主剤成分を調製した。次に、上記主剤成分100質量部と、第1紫外線吸収剤(BASFジャパン社製「Tinuvin400」)2質量部と、第2紫外線吸収剤(BASFジャパン社製「Tinuvin479」)10質量部と、光安定剤(BASFジャパン社製「Tinuvin292」)1質量部とをビーズミルにて分散し、第1剤を調製した。第1剤の使用に際しては、酢酸エチル(昭和電工社製)を用いて、固形分が45%になるように調整した。
上記ポリカーボネートポリウレタンジオール100質量部と、脂肪族ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製「デュラノールT5651」、数平均分子量1000)15質量部とを混合して、主剤成分を調製した。次に、上記主剤成分100質量部と、第1紫外線吸収剤(BASFジャパン社製「Tinuvin400」)2質量部と、第2紫外線吸収剤(BASFジャパン社製「Tinuvin479」)10質量部と、光安定剤(BASFジャパン社製「Tinuvin292」)1質量部とをビーズミルにて分散し、第1剤を調製した。第1剤の使用に際しては、酢酸エチル(昭和電工社製)を用いて、固形分が45%になるように調整した。
(1-2)第1接着剤組成物の第2剤の調製
イソホロンジイソシアネートのヌレート体100質量部と、2官能性のヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネート(旭化成ケミカルズ社製「デュラネートD101」)150質量部と、酢酸エチル250質量部とを混合して、ポリイソシアネート化合物の50%酢酸エチル溶液を得た。
イソホロンジイソシアネートのヌレート体100質量部と、2官能性のヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネート(旭化成ケミカルズ社製「デュラネートD101」)150質量部と、酢酸エチル250質量部とを混合して、ポリイソシアネート化合物の50%酢酸エチル溶液を得た。
(1-3)第1剤および第2剤の配合
第1剤の45%酢酸エチル溶液を100質量部、第2剤の50%酢酸エチル溶液を23質量部配合し、第1接着剤組成物を得た。
第1剤の45%酢酸エチル溶液を100質量部、第2剤の50%酢酸エチル溶液を23質量部配合し、第1接着剤組成物を得た。
(2)第2接着剤組成物の調製
(2-1)第2接着剤組成物の第1剤の調製
上記ポリカーボネートポリウレタンジオール100質量部と、脂肪族ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製「デュラノールT5651」、数平均分子量1000)15質量部とを混合して、主剤成分を調製し、第1剤とした。第1剤の使用に際しては、酢酸エチル(昭和電工社製)を用いて、固形分が45%になるように調整した。
(2-1)第2接着剤組成物の第1剤の調製
上記ポリカーボネートポリウレタンジオール100質量部と、脂肪族ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製「デュラノールT5651」、数平均分子量1000)15質量部とを混合して、主剤成分を調製し、第1剤とした。第1剤の使用に際しては、酢酸エチル(昭和電工社製)を用いて、固形分が45%になるように調整した。
(2-2)第2接着剤組成物の第2剤の調製
上記第1接着剤組成物の第2剤と同様にして、ポリイソシアネート化合物の50%酢酸エチル溶液を得た。
上記第1接着剤組成物の第2剤と同様にして、ポリイソシアネート化合物の50%酢酸エチル溶液を得た。
(2-3)第1剤および第2剤の配合
第1剤の45%酢酸エチル溶液を100質量部、第2剤の50%酢酸エチル溶液を23質量部配合し、第2接着剤組成物を得た。
第1剤の45%酢酸エチル溶液を100質量部、第2剤の50%酢酸エチル溶液を23質量部配合し、第2接着剤組成物を得た。
(3)太陽電池モジュール用透明シートの作製
フッ素系樹脂層として、ETFEフィルム(AGC社製「アフレックス 25N D」、厚さ25μm)を用い、バリア層として、蒸着フィルム(尾池工業社製「25GT3」、厚さ38μm)、基材層として、PETフィルム(デュポン社製「AP」、厚さ150μm)を用いた。フッ素系樹脂層とバリア層とを上記第1接着剤組成物を用いてドライラミネートし、バリア層と基材層とを上記第2接着剤組成物を用いてドライラミネートした。その後、55℃5日間のエージングを行った。これにより、フッ素系樹脂層と耐候性接着層とバリア層と接着層と基材層とをこの順に有する太陽電池モジュール用透明シートを得た。耐候性接着層および接着層の厚さは5μmであった。
フッ素系樹脂層として、ETFEフィルム(AGC社製「アフレックス 25N D」、厚さ25μm)を用い、バリア層として、蒸着フィルム(尾池工業社製「25GT3」、厚さ38μm)、基材層として、PETフィルム(デュポン社製「AP」、厚さ150μm)を用いた。フッ素系樹脂層とバリア層とを上記第1接着剤組成物を用いてドライラミネートし、バリア層と基材層とを上記第2接着剤組成物を用いてドライラミネートした。その後、55℃5日間のエージングを行った。これにより、フッ素系樹脂層と耐候性接着層とバリア層と接着層と基材層とをこの順に有する太陽電池モジュール用透明シートを得た。耐候性接着層および接着層の厚さは5μmであった。
[実施例2~6]
第1接着剤組成物の第1剤の調製において、各成分の含有量を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュール用透明シートを作製した。
第1接着剤組成物の第1剤の調製において、各成分の含有量を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュール用透明シートを作製した。
[比較例1]
第1接着剤組成物の第1剤の調製において、主剤成分として下記のようにして製造したポリエステルジオールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュール用透明シートを作製した。
第1接着剤組成物の第1剤の調製において、主剤成分として下記のようにして製造したポリエステルジオールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュール用透明シートを作製した。
(ポリエステルジオールの製造)
窒素雰囲気下、撹拌機、窒素導入管を備えたフラスコに、エチレングリコール(32.3質量部)、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(270.8質量部)、1、6-ヘキサンジオール(122.9質量部)、アジピン酸(228.1質量部)、イソフタル酸(664質量部)を加え、180℃から220℃にて窒素にてバブリングさせ、酸価2mgKOH/gまで反応させ、酢酸エチル(860質量部)を加え、ポリエステルジオールの50%酢酸エチル溶液を得た。
窒素雰囲気下、撹拌機、窒素導入管を備えたフラスコに、エチレングリコール(32.3質量部)、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(270.8質量部)、1、6-ヘキサンジオール(122.9質量部)、アジピン酸(228.1質量部)、イソフタル酸(664質量部)を加え、180℃から220℃にて窒素にてバブリングさせ、酸価2mgKOH/gまで反応させ、酢酸エチル(860質量部)を加え、ポリエステルジオールの50%酢酸エチル溶液を得た。
[比較例2~6]
第1接着剤組成物の第1剤の調製において、各成分の含有量を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュール用透明シートを作製した。
第1接着剤組成物の第1剤の調製において、各成分の含有量を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュール用透明シートを作製した。
[評価]
(1)透明性(ヘイズ)
太陽電池モジュール用透明シートのヘイズを、JIS K7136に準拠して、(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150により測定した。透明性は下記の基準にて評価した。
A:ヘイズが10%以下である。
B:ヘイズが10%超15%以下である。
C:ヘイズが15%超である。
(1)透明性(ヘイズ)
太陽電池モジュール用透明シートのヘイズを、JIS K7136に準拠して、(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150により測定した。透明性は下記の基準にて評価した。
A:ヘイズが10%以下である。
B:ヘイズが10%超15%以下である。
C:ヘイズが15%超である。
(2)耐湿熱性
太陽電池モジュール用透明シートに対して、プレッシャークッカー試験機(エスペック社製 EHS-221M)を用いて、120℃、85%RH、1.6atm、48時間の条件で、耐湿熱試験を行った。
太陽電池モジュール用透明シートに対して、プレッシャークッカー試験機(エスペック社製 EHS-221M)を用いて、120℃、85%RH、1.6atm、48時間の条件で、耐湿熱試験を行った。
次に、耐湿熱試験前後の太陽電池モジュール用透明シートについて、JIS K6854-2に準拠し、180度剥離試験を行い、フッ素系樹脂層およびバリア層の間の剥離接着強さを測定した。試験片は15mm幅とした。測定は、剥離試験装置(エー・アンド・デイ社製 TENSILON RTA-1150-H)を用いて、剥離速度200mm/min、温度23℃にて行った。また、剥離試験を3回行い、平均値を剥離接着強さとした。そして、下記式により、耐湿熱試験後の剥離接着強さの維持率を算出した。
剥離接着強さの維持率(%)=
(耐湿熱試験後の剥離接着強さ/耐湿熱試験前の剥離接着強さ)×100
耐湿熱性は下記の基準にて評価した。
A:剥離接着強さの維持率が80%以上である。
B:剥離接着強さの維持率が50%以上80%未満である。
C:剥離接着強さの維持率が50%未満である。
剥離接着強さの維持率(%)=
(耐湿熱試験後の剥離接着強さ/耐湿熱試験前の剥離接着強さ)×100
耐湿熱性は下記の基準にて評価した。
A:剥離接着強さの維持率が80%以上である。
B:剥離接着強さの維持率が50%以上80%未満である。
C:剥離接着強さの維持率が50%未満である。
なお、耐湿熱性がAであるものは、フッ素系樹脂層および耐候性接着層の界面で剥離したが、耐湿熱性がCであるものは、耐候性接着層が凝集破壊した。
(3)耐光性
太陽電池モジュール用透明シートに対して、スーパーUV試験装置(岩崎電気社製 アイスーパーUVテスター SUV-W151)を用いて、波長300nm以上400nm以下、照度1000W/m2の条件で、耐光試験を行った。次に、耐光試験前後の太陽電池モジュール用透明シートの全光線透過率を、JIS K7361-1に準拠して、(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150により測定した。そして、下記式により、耐光試験前後の全光線透過率の低下率を算出した。
全光線透過率の低下率(%)=
(耐光試験前の全光線透過率-耐光試験後の全光線透過率)/耐光試験前の全光線透過率×100
耐光性は下記の基準にて評価した。
A:全光線透過率の低下率が5%となる耐光試験の時間が800時間以上である。
B:全光線透過率の低下率が5%となる耐光試験の時間が500時間以上800時間未満である。
C:全光線透過率の低下率が5%となる耐光試験の時間が500時間未満である。
太陽電池モジュール用透明シートに対して、スーパーUV試験装置(岩崎電気社製 アイスーパーUVテスター SUV-W151)を用いて、波長300nm以上400nm以下、照度1000W/m2の条件で、耐光試験を行った。次に、耐光試験前後の太陽電池モジュール用透明シートの全光線透過率を、JIS K7361-1に準拠して、(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150により測定した。そして、下記式により、耐光試験前後の全光線透過率の低下率を算出した。
全光線透過率の低下率(%)=
(耐光試験前の全光線透過率-耐光試験後の全光線透過率)/耐光試験前の全光線透過率×100
耐光性は下記の基準にて評価した。
A:全光線透過率の低下率が5%となる耐光試験の時間が800時間以上である。
B:全光線透過率の低下率が5%となる耐光試験の時間が500時間以上800時間未満である。
C:全光線透過率の低下率が5%となる耐光試験の時間が500時間未満である。
表1より、耐候性接着層に用いられる第1接着剤組成物の第1剤が所定の組成を有する場合には、透明性、耐湿熱性、耐光性が良好であることが確認された。
1 … 太陽電池モジュール用透明シート
2 … フッ素系樹脂層
3 … 耐候性接着層
4 … バリア層
5 … 接着層
6 … 基材層
7 … 密着層
10 … 薄膜系太陽電池モジュール
11 … 透明基板
12 … 薄膜系太陽電池素子
13 … 封止材層
14 … 裏面保護シート
2 … フッ素系樹脂層
3 … 耐候性接着層
4 … バリア層
5 … 接着層
6 … 基材層
7 … 密着層
10 … 薄膜系太陽電池モジュール
11 … 透明基板
12 … 薄膜系太陽電池素子
13 … 封止材層
14 … 裏面保護シート
Claims (16)
- 太陽電池モジュールに用いられ、第1剤と第2剤とを有する接着剤組成物であって、
前記第1剤が、ポリカーボネート系ポリオールと、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、
前記第2剤が、ポリイソシアネート化合物を含有し、
前記第1紫外線吸収剤の含有量が、前記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、
前記第2紫外線吸収剤の含有量が、前記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下である、接着剤組成物。 - 前記ポリカーボネート系ポリオールが、ポリカーボネートポリウレタンポリオールと、ポリカーボネートポリオールとの混合物を含む、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記ポリカーボネートポリオールが、脂肪族ポリカーボネートジオールである、請求項2に記載の接着剤組成物。
- 前記ポリカーボネートポリウレタンポリオールが、脂肪族ポリカーボネートジオールと、1,6-ヘキサンジオールと、イソホロンジイソシアネートとの反応物である、請求項2または請求項3に記載の接着剤組成物。
- 前記ポリカーボネート系ポリオールが、ポリエステル骨格を含まない、請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の接着剤組成物。
- フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層と、をこの順に有する太陽電池モジュール用透明シートであって、
前記耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリイソシアネート化合物の反応物であるポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、
前記第1紫外線吸収剤の含有量が、前記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、1質量部以上4質量部以下であり、
前記第2紫外線吸収剤の含有量が、前記ポリカーボネート系ポリオール100質量部に対し、8質量部以上10.5質量部以下である、太陽電池モジュール用透明シート。 - 前記ポリカーボネート系ポリオールが、ポリカーボネートポリウレタンポリオールと、ポリカーボネートポリオールとの混合物を含む、請求項6に記載の太陽電池モジュール用透明シート。
- 前記ポリカーボネートポリオールが、脂肪族ポリカーボネートジオールである、請求項7に記載の太陽電池モジュール用透明シート。
- 前記ポリカーボネートポリウレタンポリオールが、脂肪族ポリカーボネートジオールと、1,6-ヘキサンジオールと、イソホロンジイソシアネートとの反応物である、請求項6または請求項7に記載の太陽電池モジュール用透明シート。
- ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂が、ポリエステル骨格を含まない、請求項6から請求項9までのいずれかの請求項に記載の太陽電池モジュール用透明シート。
- フッ素系樹脂層と、耐候性接着層と、バリア層と、をこの順に有する太陽電池モジュール用透明シートであって、
前記耐候性接着層が、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂と、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンおよび2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物である第1紫外線吸収剤と、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジンである第2紫外線吸収剤と、光安定剤とを含有し、
前記太陽電池モジュール用透明シートのヘイズが15%以下であり、
波長300nm以上400nm以下、照度1000W/m2の光を照射したときの、前記太陽電池モジュール用透明シートの全光線透過率の低下率が5%となるまでの時間が500時間以上である、太陽電池モジュール用透明シート。 - 前記太陽電池モジュール用透明シートを温度120℃、湿度85%RH、圧力1.6atmで48時間放置した後の、前記フッ素系樹脂層および前記バリア層の間の剥離接着強さの維持率が50%以上である、請求項11に記載の太陽電池モジュール用透明シート。
- 前記耐候性接着層の前記フッ素系樹脂層とは反対の面側に位置する基材層を有する、請求項6から請求項12までのいずれかの請求項に記載の太陽電池モジュール用透明シート。
- 前記バリア層と前記基材層との間に、接着層を有する、請求項13に記載の太陽電池モジュール用透明シート。
- 前記フッ素系樹脂層とは反対側の最表面に、密着層を有する、請求項6から請求項14までのいずれかの請求項に記載の太陽電池モジュール用透明シート。
- 透明基板と、薄膜系太陽電池素子と、封止材層と、裏面保護シートとをこの順に有する薄膜系太陽電池モジュールであって、
前記透明基板が、請求項6から請求項15までのいずれかの請求項に記載の太陽電池モジュール用透明シートであり、前記太陽電池モジュール用透明シートは、前記基材層側の面が前記薄膜系太陽電池素子と対向するように配置されている、薄膜系太陽電池モジュール。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
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