JP2022501814A - 脂肪族ポリアミドを含む、太陽光発電モジュールのためのバックシート - Google Patents

Abstract

本発明は、１，１０−デカン二酸を含む脂肪族ポリアミドを含むポリマー層を含む、太陽光発電モジュールのためのバックシートに関する。この種の脂肪族ポリアミドの例は、ポリアミド４，１０、ポリアミド５，１０又はポリアミド６，１０である。好ましくは、ポリアミド４，１０は、バックシートの背面層中に存在する。ポリオレフィン層は、好ましくは、バックシートのコア層中に存在する。しかしながら、ポリアミドがバックシートのコア層中に存在し、及びポリオレフィンが背面層中に存在することも可能である。ポリオレフィンは、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン又はエチレン−プロピレン共重合体からなる群から選択される。より好ましくは、ポリオレフィンは、ポリプロピレンである。バックシートは、好ましくは、任意選択的に官能基化されたポリオレフィン、例えば無水マレイン酸官能基化ポリプロピレン単独又は共重合体からなる群から選択されるポリマーを含む少なくとも更なるポリマー層を含む。本発明は、前面の太陽に面する側から背面の太陽に面しない側に向かう位置順に、透明ガラス、前面封止材層、１つ又は複数の電気的に相互接続された太陽電池から構成される太陽電池層、背面封止材層及び本発明によるバックシートを基本的に含む太陽光発電モジュールに更に関する。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は、脂肪族ポリアミド層を含む、太陽光発電モジュールのためのバックシートに関する。本発明は、本発明によるバックシートを含む太陽光発電モジュールに更に関する。

太陽光発電モジュールは、再生可能エネルギーの重要な供給源である。太陽電池又は太陽光発電モジュールは、太陽光から電気エネルギーを生成するために使用される。具体的には、これらは、太陽光を受けると電子を放出する太陽電池を含む。このような太陽電池は、通常、半導体材料であり、壊れやすい場合もあることから、物理的衝撃及び引掻き傷から保護するためにポリマー材料で封入することが一般的である。

太陽光発電モジュールは、太陽光が入射する側に配置された表面を保護するための前面保護シートを有する。この層は、例えば、ガラス層であり、ＰＶセル及び電子機器を周囲環境から保護しながら、光エネルギーが通過して電気に変換されることを可能にする剛性の高い外層である。太陽電池モジュールは、反対側において、発電セルを保護するために配置されている、バックシートと呼ばれる太陽電池背面保護シートも有する。

一般に、バックシートは、ＵＶ、湿気及び天候からセルを保護すると同時に電気絶縁体としても機能する積層体である。バックシートは、上述の性質を付与すると共に、太陽電池モジュールの長期的な性能の低下を最小限に抑えるために、幾つかのポリマー層から構成されていることが多い。幾つかのポリマー層は、バックシート内でそれぞれの独自の機能を有する。通常、バックシートは、セルに面する層と、コア層と、背面層と、セルに面する層とコア層との間及び／又はコア層と背面層との間の少なくとも連結又は接着層とを含む。バックシートには、ＰＶＦ、ＰＶＤＦ等のフッ素系ポリマー、アクリル樹脂、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル又はポリアミド等の多様なポリマーを使用することができる。

含フッ素ポリマーは、無極性の性質を有することから、通常、水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）が非常に低く、加水分解安定性及びＵＶ安定性も優れているため、バックシートに広く使用されている。しかし、含フッ素ポリマーは、環境に良くないことが知られており、また火災時に有毒（ＨＦ）ガスを発生する可能性があるため、含フッ素ポリマーを存在させることは、不利益になる。

ポリアミド層を含むバックシートは、当技術分野においてよく知られている。例えば、欧州特許出願公開第Ａ−３１０９９０６号明細書では、背面層、連結層、構造強化層及び反射層を含むバックシートが開示されている。この背面層は、ポリアミド（ＰＡ１２）であり、構造強化層は、ポリプロピレンから作製されている。しかし、ポリアミド１２、ポリアミド６又はポリアミド６，６を含むバックシートは、低過ぎる融点（ＰＡ１２、Ｔｍ＝１８０℃）及び加水分解又は熱酸化による劣化に直面する場合がある。このようなバックシートを太陽光発電モジュールに利用すると、劣化が加速される場合があり、その結果として、使用期間における出力低下が大きくなる。低過ぎる融点及び／又は劣った熱酸化安定性の場合、バックシートを太陽光発電モジュールに使用すると、ホットスポットにより誘発される局所的な融解及び劣化にも直面する場合がある。ホットスポットは、太陽光発電パネルの一部分に悪影響を及ぼす高温の領域である。これは、セルの抵抗が局所的に増大し、効率が低下することにより発生し、その結果として、電力消費が低下すると共に、影響を受けた領域の材料の劣化が加速する。太陽光発電パネルは、膨大な電力を生成するため、その電力の一部が、限られた領域内で消費されると、ホットスポットが発生する可能性がある。ホットスポットは、ほとんど安定せず、通常、発電及び／又は安全性の観点でパネルの性能が完全に損なわれるまで増強し続けるであろう。ホットスポットは、例えば、セルの一部が陰になることによって発生する場合があり、その結果として、ソーラーモジュールの１つのストリング内で生成した電力が単一のセル（の一部）で局所的に消費される。その場合、局所的な過熱の影響により、ガラスの亀裂又は太陽電池の劣化等の破損に至ることもある。ホットスポットが招く結果は、大規模火災から材料の加速劣化まで多岐にわたる可能性があり、ほとんどの場合、上昇した温度が一層拡散することにより、バックシート及び封止材の劣化が加速する。

加水分解安定性、ＵＶ安定性又は熱酸化安定性が改良され、それによって耐久性が向上すると共にホットスポット耐性が改善されたバックシートが継続的に求められている。更に、この種のバックシートをより低い製造コストで製造することが可能となり、それにより太陽光発電モジュールの生産性及び品質が向上することが重要である。

本発明の目的は、熱酸化安定性が向上しており、それが寸法安定性、高温安定性及び改善されたホットスポット安定性として反映されるバックシートを提供することである。本発明の他の目的は、加水分解安定性及びＵＶ安定性が向上したバックシートを提供することである。

この目的は、少なくとも８つの炭素原子を有する直鎖脂肪族ジカルボン酸のモノマー単位を含有する脂肪族ポリアミドを含むコア及び／又は背面層を有するバックシートが提供されることにおいて達成された。

驚くべきことに、本発明によるバックシートは、優れた熱安定性を示すことが見出された。更に、このポリアミドは、全脂肪族性を有するため、本来、ＵＶ安定性が良好であるが、ＵＶ安定剤を使用することにより一層改善できることが見出された。驚くべきことに、例えば、ＰＡ４，１０等の脂肪族ポリアミドをＵＶ安定剤及び熱酸化安定剤と一緒に含むバックシートは、高温高湿試験、熱サイクル試験及びホットスポット加速劣化試験に合格するようなＵＶ安定性、加水分解安定性及び熱酸化安定性の組み合わせを示す。したがって、本発明のバックシートを基礎とするＰＶモジュールは、安全に使用され、長期間にわたり高いエネルギー出力を示すであろう。

ポリアミド４，１０（ＰＡ４，１０）を含む多層フィルムは、当技術分野において知られている。国際公開第１１１６１１１５号パンフレットでは、脂肪族ポリアミドを含む多層フィルムを開示している。この多層フィルムは、良好なバリア特性、機械特性及び良好な光学特性を提供する。この多層フィルムは、食品包装の製造に非常に適したものとして開示されている。この多層フィルムは、太陽電池のカバーシートとして又はフレキシブル回路基板の基材として使用され得ることが更に開示されている。バックシートは、開示されておらず、このバックシートを含む太陽光発電モジュールも開示されていない。

本発明におけるバックシートは、１，１０−デカン二酸、１，１１−ウンデカン二酸、１，１２−ドデカン二酸、１，１３−トリデカン二酸、１，１４−テトラデカン二酸、１，１５−ペンタデカン二酸、１，１６−ヘキサデカン二酸、１，１７−ヘプタデカン二酸及び１，１８−オクタデカン二酸からなる群から選択される、少なくとも８つの炭素原子を有する直鎖脂肪族ジカルボン酸のモノマー単位を含有する脂肪族ポリアミドを含むコア及び／又は背面層を含む。好ましくは、直鎖脂肪族ジカルボン酸は、１，１０−デカン二酸である。

この脂肪族ポリアミドは、ジアミンアルカンから誘導された少なくとも更なるモノマー単位も含有し、このアルカンは、少なくとも４つの炭素原子を含む。好ましくは、ジアミンアルカンは、１，４−ジアミンブタン、１，６−ヘキサメチレンジアミン又は１，５−ペンタメチレンジアミンから選択される。好ましくは、脂肪族ポリアミドは、ポリアミド４，１０、ポリアミド５，１０又はポリアミド６，１０から選択される。

このジアミンアルカン及び酸は、好ましくは、化学量論量又は少なくともほぼ化学量論量で存在する。より好ましくは、ジアミンアルカン及び酸のモル比は、１：１〜１：１．０７であり、最も好ましくは、モル比は、１：１〜１．０４：１である。

脂肪族ポリアミドは、ジアミンアルカンと直鎖脂肪族ジカルボン酸との塩の水溶液を作製し、この塩の溶液を１００〜１８０℃の温度及び０．８〜６．０ｂａｒの圧力下において、水分含有量が２〜８重量％になるまで濃縮することにより調製することができる。この塩から、１８０℃〜２１０℃の温度において、ジアミンアルカン及び直鎖脂肪族ジカルボン酸のモノマー単位を含有するプレポリマーを生成し、このプレポリマーを脂肪族ポリアミドに後縮合させる。国際公開第２０１１１３８３９６号パンフレットでは、ポリアミド４，１０の調製がより詳細に記載されている。

脂肪族ポリアミドは、耐衝撃性が改良されたポリアミドであり得る。耐衝撃性改良剤は、ゴム状基体上にグラフト化されたビニル芳香族ポリマー、ビニル芳香族−共役ジエン−ビニル芳香族トリブロックポリマー、カルボキシル化ビニル芳香族−共役ジエン−ビニル芳香族トリブロックポリマー、カルボキシル化α−オレフィンポリマー、α−オレフィン化合物と不飽和カルボキシル化合物との共重合体、ゴム状基体上にグラフト化された硬質アクリルポリマー、線状低密度ポリエチレン又はこれらの混合物を含むことができる。好ましくは、耐衝撃性改良剤は、ＥＰゴム、ＥＰＭゴム若しくはＥＰＤＭゴム又はＳＥＢＳ等の耐衝撃性改質成分を含む。耐衝撃性改良剤は、衝撃強さを向上させる。

バックシートは、ポリオレフィンを含む更なるポリマー層を含むことが好ましい。ポリオレフィンの例は、ポリエチレン単独若しくは共重合体、ポリプロピレン単独若しくは（ブロック）共重合体、環状オレフィン共重合体、ポリメチルペンテン、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）又はこれらのブレンド物である。このポリオレフィンは、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、プラストマー、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）等ともブレンドされ得る。

プラストマーの例としては、これらに限定されるものではないが、エチレンと少なくとも１つのＣ３〜Ｃ１０α−オレフィンコモノマーとの共重合体が挙げられる。プラストマーは、好ましくは、メタロセン触媒を使用して製造され、この語の意味は、先行技術においてよく知られている。プラストマーは、市販されており、Ｂｏｒｅａｌｉｓより供給されている商品名ＱＵＥＯ（商標）又はエクソンモービル（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ）より供給されている商品名Ｅｎｇａｇｅ（商標）、ＬＧより供給されている商品名Ｌｕｃｅｎｅ又は三井化学株式会社（Ｍｉｔｓｕｉ）より供給されている商品名タフマー（Ｔａｆｍｅｒ）のプラストマー製品等がある。

本明細書に記載されている熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）は、例えば、ＰＰ／ＥＰＲリアクターブレンド型樹脂（Ｂａｓｅｌｌより供給されているＨｉｆａｘ ＣＡ１０、Ｈｉｆａｘ ＣＡ１２、Ｈｉｆａｘ ＣＡ０２、Ｈｉｆａｘ ＣＡ６０等）、又はエラストマー性ＰＰ樹脂（商品名Ｖｅｒｓｉｆｙ ２３００．０１又は２４００．０１として知られている、例えばランダムＰＰ共重合体との混合物）、又は動的架橋熱可塑性エラストマー（商品名サントプレン（Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ）として知られる）を意味する。

好ましくは、ポリオレフィンとしてポリプロピレンが使用される。ポリプロピレンは、原則として、アイソタクチック又はシンジオタクチックホモポリプロピレン、プロピレンとエチレン及び／又はブト−１−エンとのランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体等、市販されている一般的な任意のポリプロピレンタイプのものであり得る。

ポリオレフィンは、例えば、チーグラー・ナッタ法又はメタロセン触媒を用いる公知の方法により調製することができる。ポリオレフィンをＥＰゴム、ＥＰＭゴム若しくはＥＰＤＭゴム又はＳＥＢＳ等の耐衝撃性改良成分と組み合せることも可能である。

一実施形態において、バックシートの背面層は、脂肪族ポリアミドを含む。好ましくは、ポリオレフィン層は、その場合、バックシートの芯部に存在する。

驚くべきことに、このバックシートは、優れたホットスポット耐性を付与することが見出された。ＰＡ４，１０等の無極性又は脂肪族性の高いポリアミドを用いると、高い相対湿度下において優れた誘電的性質が得られる（即ち絶縁破壊強度が高くなる）ようである。

第２の実施形態では、バックシートのコア層は、脂肪族ポリアミドを含む。好ましくは、ポリオレフィン層は、その場合、バックシートの背面層中に存在する。ポリオレフィンは、無極性の性質がより高いため、水の侵入を大幅に低減することができる。こうすることにより、ポリアミドの高い酢酸透過性と相まって、ＥＶＡ封止材の加水分解が大幅に低減され、また加水分解により生成したいかなる酢酸もモジュール外に移行させることが可能となり、それにより電気接点の腐食が大幅に低減され、したがって長期間にわたり優れた電気出力が得られるようになる。

本発明によるバックシートは、セルに面する、ポリオレフィンを含む少なくとも更なるポリマー層を含むことができる。好ましくは、このポリオレフィンは、官能基化されたポリオレフィンである。

官能基化されたポリオレフィンは、例えば、エチレン酢酸ビニル、エチレン−無水マレイン酸共重合体又はエチレン（メタ）アクリル酸アルキル共重合体等のエチレン共重合体である。適切なエチレン（メタ）アクリル酸アルキル共重合体の例としては、これらに限定されるものではないが、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸プロピル共重合体、エチレン−アクリル酸ブチル共重合体、エチレン−アクリレート−アクリル酸三元共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸イオン性ポリマー又は無水マレイン酸グラフトポリエチレンが挙げられる。官能基化されたポリオレフィンは、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、プラストマー、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）又はメタクリル酸グリシジルで官能基化されたエチレン三元共重合体とブレンドすることができる。

セルに面するポリマー層は、（官能基化された）ポリオレフィンに加えて、半結晶性ポリオレフィン、ポリエステル又はポリアミド等の半結晶性ポリマーも含むことができる。

「半結晶性」という語は、ポリマーの結晶化度が典型的には１０〜８０％の範囲にあることと理解される。好ましくは、ポリマーの結晶化度は、３０％を超える。ポリマーの結晶化度の評価は、最も簡単には、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用することにより行うことができ、これは、試料が加熱、冷却又は等温状態のいずれかにある場合、試料に流入するか又は試料から放出される熱流を測定するものである。例えば、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＰｙｒｉｓ ６，ＤＳＣは、熱可塑性材料の結晶化度を測定する手段を提供する。ＤＳＣ測定は、当技術分野においてよく知られている。

半結晶性ポリオレフィンの例は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンの単独及び共重合体、無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン並びに／又はポリブチレンであり、ポリプロピレン共重合体が最も好ましい。

半結晶性ポリアミドの例は、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド４，６、ポリアミド４，１０、ポリアミド６，１０、ポリアミド６，１２、ポリアミド６，１４、ポリアミド６，１３、ポリアミド６，１５、ポリアミド６，１６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド１０、ポリアミド９，１２、ポリアミド９，１３、ポリアミド９，１４、ポリアミド９，１５、ポリアミド６，１６、ポリアミド１０，１０、ポリアミド１０，１２、ポリアミド１０，１３、ポリアミド１０，１４、ポリアミド１２，１０、ポリアミド１２，１２、ポリアミド１２，１３、ポリアミド１２，１４；アジポアミドポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンテレフタラートアゼライン酸アミド、ポリエチレンセバシン酸アミド、ポリエチレンテレフタラート１２ジアミド、アジピン酸アジポアミド／テレフタル酸アジポアミドのコポリアミド、アジポアミドテレフタラート／イソフタラートを共重合したアジポアミドアミド、ｍ−キシレンポリアジペートアミド、テレフタル酸アジポアミド／テレフタル酸メチルグルタルアミド、アジピン酸アジポアミド／テレフタラートアジポアミド／イソフタレートコポリアミドアジポアミド、ポリカプロラクタム−テレフタラートアジポアミド、ポリアミド１２及びこれらの任意の混合物である。好ましいポリアミドとしては、吸湿量が限られているポリアミド１１又はポリアミド１２等が選択される。

半結晶性ポリエステルの例としては、ポリ（ｔｒａｎｓ−１，４−シクロへキシレンスクシナート）及びポリ（ｔｒａｎｓ−１，４−シクロへキシレンアジペート）等のポリ（ｔｒａｎｓ−１，４−シクロへキシレンアルカンジカルボキシラート；ポリ（ｃｉｓ−１，４−シクロヘキサンジメチレン）オキサラート及びポリ（ｃｉｓ−１，４−シクロヘキサンジメチレン）スクシナート等のポリ（ｃｉｓ又はｔｒａｎｓ−１，４−シクロヘキサンジメチレン）、アルカンジカルボキシラート；ポリエチレンテレフタラート及びポリテトラメチレンテレフタラート等のポリ（アルキレンテレフタラート）；ポリエチレンイソフタラート及びポリテトラメチレンイソフタラート等のポリ（アルキレンイソフタラート；ポリ（ｐ−フェニレングルタラート）及びポリ（ｐ−フェニレンアジパート）、ポリ（ｐ−キシレンオキサラート）、ポリ（ｏ−キシレンオキサラート）等のポリ（ｐ−フェニレンアルカンジカルボキシラート；ポリ（ｐ−フェニレンジメチレンテレフタラート）及びポリ（ｐ−フェニレン−ジ−１，４−ブチレンテレフタラート等のポリ（ｐ−フェニレンジアルキレンテレフタラート）；ポリ（エチレン−１，２−エチレンジオキシ−４，４’−ジベンゾアート）、ポリ（テトラメチレン−１，２−エチレンジオキシ−４，４’−ジベンゾアート）及びポリ（ヘキサメチレン１，２−エチレンジオキシ−４，４’−ジベンゾアート）等のポリ（アルキレン−１，２−エチレンジオキシ−４，４’−ジベンゾアート）；ポリ（ペンタメチレン−４，４’−ジベンゾアート）、ポリ（ヘキサメチレン−４，４’−ジベンゾアート及びポリ（デカメチレン４，４’−ジベンゾアート）等のポリ（アルキレン−４，４’−ジベンゾアート）；ポリ（エチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシラート）、ポリ（トリメチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシラート）及びポリ（テトラメチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシラート）等のポリ（アルキレン−２，６−ナフタレンジカルボキシラート）；並びにポリ（オクタメチレンスルホニル−４，４’−ジベンゾアート）及びポリ（デカメチレンスルホニル−４，４’−ジベンゾアート等のポリ（アルキレンスルホニル−４，４’−ジベンゾアート）が挙げられる。好ましいポリエステルは、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）又はポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）等のポリ（アルキレンテレフタラート）である。

本発明によるバックシートは、セルに面する層とコア層との間及び／又はコア層と背面層との間に配置され得る連結又は接着層を更に含むことができる。接着層は、例えば、無水マレイン酸グラフト化ポリエチレン若しくは無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン等の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン；エチレン−アクリル酸共重合体；又はエチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体を含む。好ましくは、接着層は、無水マレイン酸グラフト化ポリエチレン又は無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン等の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィンを含む。

ポリマー層は、当技術分野において知られている添加剤又は無機フィラーを更に含むことができる。このような無機フィラーの例は、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、雲母、滑石、カオリン、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ガラスマイクロビーズ及びガラス繊維である。この種のフィラーを使用する場合、ポリマー層は、層内のポリマーの総重量を基準として０．０５〜２５重量％のフィラーを含む。ＴｉＯ２、ＺｎＯ又はＺｎＳ等の白色顔料を、太陽光の後方散乱を増大させ、それによりソーラーモジュールの効率を向上させるために添加することができる。審美性の観点から、カーボンブラック等の黒色顔料を添加することもできる

添加剤は、例えば、ＵＶ安定剤、熱安定剤、熱酸化安定剤及び／又は加水分解安定剤から選択される。ＵＶ安定剤の具体例は、ＵＶ吸収剤、クエンチャー、ヒンダードアミン光安定剤である。加水分解安定剤の具体例は、エポキシド及びカルボジイミドを含有する化合物である。熱酸化安定剤の具体例は、ハロゲン系塩を含む又は含まない銅塩及び銅錯体等の銅系安定剤、立体障害フェノール及び芳香族アミン等の酸化防止剤、ホスファイト並びにチオエーテルである。好ましくは、脂肪族ポリアミドは、Ｃｕ塩又は錯体をハロゲン塩と組み合せて使用することにより安定化される。この種の安定剤を使用する場合、ポリマー層は、層中のポリマーの総重量を基準として０．０１〜５重量％、好ましくは最大で４重量％、より好ましくは最大で３重量％の安定剤を含む。驚くべきことに、銅含有化合物で安定化された脂肪族ポリアミドを含むバックシートは、高温高湿試験、熱サイクル試験、ホットスポット加速劣化試験に合格するようなＵＶ安定性、加水分解安定性及び熱酸化安定性の組み合わせを示す。

添加剤は、例えば、ＵＶ安定剤、ＵＶ吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤、熱酸化安定剤及び／又は加水分解安定剤から選択される。熱酸化安定剤の具体例は、銅（Ｃｕ）／ヨウ素塩、立体障害フェノール、ホスファイトである。好ましくは、脂肪族ポリアミドは、Ｃｕ／ヨウ素塩を用いて安定化される。この種の安定剤を使用する場合、ポリマー層は、層中のポリマーの総重量を基準として０．０５〜５重量％、より好ましくは最大で１重量％の安定剤を含む。驚くべきことに、銅（Ｃｕ）／ヨウ素塩で安定化された脂肪族ポリアミドを含むバックシートは、耐高温高湿試験、熱サイクル試験、ホットスポット加速劣化試験に合格するようなＵＶ安定性、加水分解安定性及び熱酸化安定性の組み合わせを示す。

バックシートの厚みは、好ましくは、０．１〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。

バックシートは、多層溶融／又は共押出しプロセスを用いて作製することができる。したがって、このプロセスは、無機フィラー及び安定剤を含む、コア層、背面層、セルに面する層及び接着層の個々の配合物を混錬するステップに続いて、異なる層を押出し、それらを貼り合わせるステップを含む。

バックシートは、以下に示すステップ：（１）各層の成分を別々に混合することにより、異なる層のポリマー組成物を調製するステップと、（２）異なるポリマー組成物を溶融することにより、溶融物流れを得るステップと、（３）溶融物流れを１つの押出ダイで共押出することによって合一するステップと、（４）共押出しされた層を冷却するステップとを介して、バックシートの異なる層を溶融共押出しすることにより得ることも可能である。

本発明は、本発明によるバックシートを含む太陽光発電モジュールに更に関する。太陽光発電モジュール（ＰＶモジュールと略記）は、前面の太陽に面する側から背面の太陽に面しない側に向かう位置順に、少なくとも以下の層：（１）透明ガラス（フロントシートを表す）、（２）前面封止材層、（３）太陽電池層、（４）背面封止材層、及び（５）本発明によるバックシート（モジュールの背面保護層を表す）を含む。

フロントシートは、通常、ガラス板である。

太陽電池モジュールに使用される前面及び背面封止材は、壊れやすい太陽電池を封止及び保護するように設計される。「前面」は、太陽光発電セルの光が照射される側、即ち受光面に対応し、「背面」は、太陽光発電セルの受光面の裏面に対応する。好適な封止材は、通常、高い耐衝撃性、高い耐貫通性、良好な耐紫外（ＵＶ）光性、良好な長期熱安定性、ガラス及び／又は他の硬質ポリマーシートに対する十分な接着強さ、高い耐湿性、良好な長期耐候性等の特性の組み合わせを有する。封止材の例は、アイオノマー、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリ（ビニルアセタール）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、メタロセン触媒を用いて生成した線状低密度ポリエチレン、ポリオレフィンブロックエラストマー、ポリ（エチレン−ｃｏ−アクリル酸メチル）及びポリ（エチレン−ｃｏ−アクリル酸ブチル）、シリコーンエラストマー又はエポキシ樹脂である。最も一般的に使用される封止材は、ＥＶＡである。ＥＶＡシートは、通常、太陽電池と上面との間（前面封止材と称される）及び太陽電池と背面との間（背面封止材と称される）に挿入される。

驚くべきことに、本発明によるバックシートを含む太陽光発電モジュールは、より高い熱安定性、加水分解安定性、ＵＶ安定性及びホットスポット耐性を提供し、その結果として耐久性が向上し、劣化試験及び使用期間中の出力電力の減衰が低減される。

太陽光発電モジュールは、通常、（ａ）上に列挙した１つ又は複数のポリマー層を含む集合体を提供し、（ｂ）その集合体を貼り合わせて太陽電池モジュールを形成することにより製造される。貼り合わせステップは、集合体を加熱及び任意選択的に真空引き又は加圧に付すことにより行うことができる。

ここで、以下に示す例示としての非限定的な例を参照しながら本発明を詳細に説明する。

［実施例］
［作製実施例］
表１に示す各成分を、指定された重量％で混合し、２０ｋｇ／ｈの押出速度、２５０ｒｐｍのスクリュー速度で押出してペレットを製造することにより、以下に示す作製実施例を得た。調製実施例１は、３２１℃及び１１ｂａｒで押出し；作製実施例２は、３１３℃及び３ｂａｒで押出し；作製実施例３は、３１６℃及び４ｂａｒで押出した。それぞれ１００ｋｇの試料を製造した。

アクロン（登録商標）Ｆ２３８は、ＤＳＭからのポリアミド６である。Ｑｕｅｏ（商標）８２０１は、Ｂｏｒｅａｌｉｓからのエチレンプラストマーである。イルガノックス（登録商標）１０９８は、ＢＡＳＦからのポリマー用変色防止剤である。チヌビン（登録商標）１５７７は、ＢＡＳＦからのＵＶＡ光吸収剤である。キマソルブ（登録商標）２０２０は、ＢＡＳＦからの光安定剤である。

ＭＶＲは、ポリアミド４，１０のメルト粘度レートである。ＭＶＲは、２７０℃及び５ｋｇで測定し、ｍＬ／１０分単位で報告する。

［材料の積層体の作製］
作製実施例の耐候性層（背面層）、結合層（接着層）、構造化層（コア層）及び機能層（セルに面する層）の材料をそれぞれ押出して造粒し、各層ごとにプラスチックペレットを得た。

耐候性層は、作製実施例１、作製実施例２及び作製実施例３から選択される１つの材料の顆粒を含むものとした。

結合層は、無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン及びα−オレフィンブロック共重合体を含むものとした。

コア層は、共重合したポリプロピレンを含むものとした。

機能層は、ポリエチレン；エチレン共重合体；及び共重合したポリプロピレンを含むものとした。

実施例ごとに、ペレットを複数の押出機の１台に供給し、高温で溶融押出ししてアダプター及びダイを通過させ、冷却ローラにより冷却し、全体の厚みが３００μｍである多層フィルムの形状にした。

表２に各実施例の組成を順に示す。

［収縮］
実施例の材料から試料を切断した。この試料を１５０℃で３０分間加熱した。処理前後の寸法を手作業で測定し、変化率（％）を算出した。結果を表３に示す。

この結果は、３つの実施例において全て機械方向の収縮が均等であったが、実施例２及び４（ＰＡ４，１０含有試料）の横方向の収縮が比較例Ｂ（ＰＡ６含有試料）よりも小さかったことを示している。これは、バックシートの寸法安定性が向上したことを示している。

［高温高湿後のイエローインデックス］
実施例を、Ｖｏｅｔｓｃｈ ＶＣ４２００人工気候室を用いて温度８５℃及び相対湿度８５％で１０００時間湿熱劣化させた。この時間が経過した後、試料を取り出し、ミノルタ（Ｍｉｎｏｌｔａ）ＣＭ３７００ｄ分光測色計において、照射光源をＤ６５、ジオメトリをｄ／８、観測角を１０°とし、鏡面反射成分を含め、紫外域を含めて測色を実施した。この測定は、白色較正タイルを背景として用いて実施した。イエローインデックスの変化は、ＡＳＴＭ Ｅ３１３−９６に準拠して算出した。黄色変化は、多層シートの耐候性層側から直接測定した。結果を表４に示す。

この結果は、実施例３及び４の共押出しされた積層体（ＰＡ４，１０を含む）を高温高湿に長時間曝露した後の黄色変化が、比較例Ａ及びＢの共押出しされた積層体（ＰＡ６を含む）よりも小さかったことを示している。これは、本発明のバックシートの高温安定性が向上したことによる。

［降伏電圧］
試料のＤＣ降伏電圧をＩＥＣ ＴＳ６２７８８−２に準拠して試験した。結果を表５に示す。

この結果は、実施例１及び４のバックシート（ＰＡ４，１０を含む）の降伏電圧が比較例Ａ（ＰＡ６を含む）のバックシートの降伏電圧よりも高かったことを示している。これは、本発明のバックシートの電気抵抗が向上したことを示している。

［水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）］
寸法２１０×２９７ｍｍ（Ａ４）及び指定された厚みを有するポリマーシートの試料を標準的なフィルム押出しプロセスにより製造した。アクロン（登録商標）Ｆ１３６Ｅ１は、ポリアミド６であり、ＤＳＭより入手した。エコパックス（Ｅｃｏｐａｘｘ）（登録商標）Ｑ１５０は、ポリアミド４，１０であり、ＤＳＭより入手した。

各試料をＤＩＮ ５３１２２ ｐａｒｔ ２に準拠し、Ｍｏｃｏｎ Ａｑｕａｔｒａｎ水蒸気透過率測定装置において水蒸気透過率を分析した。温度を２３℃とし、相対湿度を０／８５％±３％とした。結果を表６に示す。

この結果は、実施例５（ＰＡ４，１０）の水蒸気透過率が比較例Ｃ（ＰＡ６）よりも低いことを示している。これは、ＰＡ４，１０を含むバックシートの水バリア性が、ＰＡ６耐候性層を含むバックシートと比較して向上するであろうことを示している。

［加水分解安定性］
安定化処理を施していない、厚みが１ｍｍのポリアミド（ＰＡ）のポリマーシートの試料を、ＩＳＯ ５２７−１ＢＡに準拠する引張試験片を射出成形することにより作製した。各シートを、水道水中、１３５℃及び３．１ｂａｒにおいて、指定された時間煮沸することにより高温高湿に曝した。次いで、試料を取り出し、室温まで放冷し、湿ったまま引張強度試験に付した。試料をその主軸に沿って５０ｍｍ／分で破断するまで伸長した。結果を表７に示す。

５００時間以上では、比較例Ｄ（ＰＡ６）及び比較例Ｅ（ＰＡ６，６）の試料は、構造的一体性を失い、引張強度を試験することができなかった。実施例６（ＰＡ４，１０）は、１０００時間加熱した後も依然として十分な結果を示した。

この結果は、ＰＡ４，１０の湿熱処理後の引張強度がＰＡ６又はＰＡ６，６よりも高いことを示している。これは、ＰＡ４，１０を含むバックシートの高湿及び温暖な環境条件下における構造特性が、ＰＡ６又はＰＡ６，６を有するバックシートと比較して向上するであろうことを示している。これは、本発明によるバックシートの寸法安定性が向上したことを示している。

Claims (20)

1. 太陽光発電モジュールのためのバックシートであって、少なくとも８つの炭素原子を有する直鎖脂肪族ジカルボン酸のモノマー単位を含有する脂肪族ポリアミドを含むコア及び／又は背面層を含むバックシート。
2. 前記直鎖脂肪族ジカルボン酸は、１，１０−デカン二酸、１，１１−ウンデカン二酸、１，１２−ドデカン二酸、１，１３−トリデカン二酸、１，１４−テトラデカン二酸、１，１５−ペンタデカン二酸、１，１６−ヘキサデカン二酸、１，１７−ヘプタデカン二酸及び１，１８−オクタデカン二酸の群から選択される、請求項１に記載のバックシート。
3. 前記直鎖脂肪族ジカルボン酸は、１，１０−デカン二酸である、請求項１又は２に記載のバックシート。
4. 前記脂肪族ポリアミドは、ジアミンアルカンから誘導された少なくとも更なるモノマー単位も含有し、前記アルカンは、少なくとも４つの炭素原子を含む、請求項１に記載のバックシート。
5. 前記ジアミンアルカンは、１，４−ジアミンブタン、１，６−ヘキサメチレンジアミン又は１，５−ペンタメチレンジアミンから選択される、請求項４に記載のバックシート。
6. 前記脂肪族ポリアミドは、ポリアミド４，１０、ポリアミド５，１０又はポリアミド６，１０から選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバックシート。
7. 前記脂肪族ポリアミドは、耐衝撃性が改良されたポリアミドである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバックシート。
8. ポリオレフィンを含む更なるポリマー層を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバックシート。
9. 前記脂肪族ポリアミドは、前記バックシートの前記背面層中に存在する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバックシート。
10. 前記ポリオレフィン層は、前記バックシートの前記コア層中に存在する、請求項９に記載のバックシート。
11. 前記ポリアミドは、前記バックシートの前記コア層中に存在する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバックシート。
12. 前記ポリオレフィンは、前記バックシートの前記背面層中に存在する、請求項１１に記載のバックシート。
13. 前記ポリオレフィンは、エチレン単独若しくは共重合体、プロピレン単独若しくは共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−エチレン共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体又はポリメチルペンテンからなる群から選択される、請求項８に記載のバックシート。
14. 前記ポリオレフィンは、ポリプロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−エチレン共重合体又はこれらの混合物である、請求項１３に記載のバックシート。
15. セルに面する、官能基化されたポリオレフィンを含む少なくとも更なるポリマー層を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のバックシート。
16. 前記官能基化されたポリオレフィンは、エチレン酢酸ビニル、エチレン−無水マレイン酸共重合体又はエチレン（メタ）アクリル酸アルキル共重合体からなる群から選択される、請求項１５に記載のバックシート。
17. 前記セルに面する前記層と前記コア層との間及び／又は前記コア層と前記背面層との間に少なくとも連結又は接着層を更に含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のバックシート。
18. 前記接着層は、無水マレイン酸グラフト化ポリエチレン又は無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１７に記載のバックシート。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載のバックシートを含む太陽光発電モジュール。
20. 前面の太陽に面する側から背面の太陽に面しない側に向かう位置順に、透明ガラス、前面封止材、１つ又は複数の電気的に相互接続された太陽電池から構成される太陽電池層、背面封止材及び前記バックシートを基本的に含む、請求項１９に記載の太陽光発電モジュール。