JP2023052164A - 背面封止材に面しているポリオレフィンをベースとする機能層を含むバックシート - Google Patents

背面封止材に面しているポリオレフィンをベースとする機能層を含むバックシート Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、機能層を含む太陽電池バックシートに関し、バックシートのエッジにおける湾曲、接着剤層に対する相対的に低い層間接着、ポリエチレンの高い酸素透過率等の不都合を克服したバックシートを提供する。【解決手段】機能層は、ポリエチレンアロイおよび半結晶性ポリマー、例えば、ポリプロピレンを含む。ポリエチレンアロイは、エチレンアクリレートコポリマー、エチレン－ヘキセンコポリマー、エチレン－オクテンコポリマー、エチレン－酢酸ビニルコポリマーから選択されるエチレンセグメント（－ＣＨ２－ＣＨ２－）を含有するコポリマーを含む。機能層は、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、雲母、タルク、カオリン、ガラスマイクロビースおよびガラス繊維から選択される無機充填剤をさらに含む。本発明はまた、本発明によるバックシートを含む光起電力モジュールに関する。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
本発明は、太陽電池モジュールのためのバックシートに関する。本発明は特に、背面封止材に直接面しているポリオレフィンをベースとする機能層を含むバックシートに関する。本発明はさらに、バックシートを含む光起電力モジュールに関する。
太陽電池または光起電力モジュールを使用して、太陽光から電気エネルギーを生じさせる。光起電力モジュールは、再生可能エネルギーの重要な源である。特に、これらは、太陽光に曝露されたとき電子を放出する太陽電池を含む。通常脆弱であり得る半導体材料であるこれらの太陽電池は典型的には、これらを物理的衝撃およびかき傷から保護するポリマー材料で封止されている。封止されている太陽電池は一般に、風化、摩耗または他の物理的侵襲に対して耐性であるガラスまたは別の外層によってさらに保護されている。
光起電力モジュールは、太陽光へのそれらの曝露が最大化される、屋上または広く開放的な空間における屋外に従来取り付けられている。太陽光の強度が増加するとき、光起電力モジュールからの電気出力もまた増加する。しかし、光起電力モジュールが太陽光を電気に変換する効率は通常、約２０％のみである。太陽光の残りの約８０％は反射されるか、またはモジュールによって吸収される。吸収されたエネルギーは、モジュールの作動温度の増加をもたらす。過剰な熱は、光起電力モジュールが太陽光を電気に変換する効率を減少させる。
太陽電池モジュールは、その上に太陽光が当たっている側上に配置された前面表面の保護シートを有し、表面を保護する。この層は、例えば、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一方で、ＰＶ電池および電子機器を環境から保護する剛性の外層である、ガラス層である。太陽電池モジュールはまた、反対側上に配置されて、発電電池を保護するバックシートと称される太陽電池背面表面保護シートを有する。
脆弱な太陽電池は、いわゆる封止材の使用によってさらに保護される。封止材を使用して、ＰＶモジュールの太陽電池、前面表面および背面表面またはバックシートの間の接着を実現する。太陽電池封止材のための適切なポリマー材料は典型的には、特徴、例えば、高い耐衝撃性、高い耐透過性、良好な耐紫外線（ＵＶ）性、良好な長期の熱安定性、ガラスおよび／または他の剛性ポリマーシートへの適当な接着強さ、高い耐湿性、ならびに良好な長期風化に耐えうることの組合せを有する。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）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、メタロセン触媒直鎖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－メチルアクリレート）およびポリ（エチレン－ｃｏ－ブチルアクリレート）、シリコーンエラストマーまたはエポキシ樹脂である。ＥＶＡは、最も一般に使用される封止材材料である。ＥＶＡシートは通常、太陽電池および上部表面（前面封止材と称される）の間、および太陽電池および背面表面（背面封止材と称される）の間に挿入される。
バックシートは、電気絶縁体として作用している間に、ＰＶモジュールをＵＶ、湿気および天候から保護する光起電力ラミネートである。バックシートは、上記の特性を提供し、かつ太陽電池モジュールの長期性能における劣化を最小化するいくつかのポリマー層を含むことが多い。いくつかのポリマー層は、バックシートにおいてそれら自体の機能を有する。通常は、バックシートは、電池に面している機能層、構造的補強層、耐候性層、ならびに機能層および構造的補強層の間ならびに／または構造的補強層および耐候性層の間の接着剤層を含む。上記の層において使用されるポリマーの例は、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、例えば、ＰＥＴまたはＰＢＴ、フッ素樹脂、例えば、ＰＴＦＥまたはＰＶＤＦおよびアクリル樹脂である。
背面封止材に直接面しているポリオレフィン層を含むバックシートは、当技術分野において公知である。これらのバックシートは、例えば、国際公開第２０１４０８３６０４号パンフレットにおいて開示されている。国際公開第２０１４０８３６０４号パンフレットは、全天候性層、第１の接続層、構造補強層および反射層からなる耐高温多湿性太陽電池バックシートを開示している。反射層は、電池に面しており、ポリエチレン、エチレン鎖セグメント－ＣＨ２－ＣＨ２－を含有するコポリマー、ＵＶ耐性安定剤および白色無機顔料を含む。エチレン鎖セグメント（－ＣＨ２－ＣＨ２－）を含有するポリエチレンおよびコポリマーをベースとするこの反射層を含む記載されているバックシートの不都合は、貼合せの間の不十分な完全性であり、過剰な縮みをもたらし、したがって、貼合せの後の冷却によって応力を与え、これはバックシートのエッジにおける湾曲をもたらし得る。さらに、これらのバックシートは、構造的補強層に付着している接着剤層に対する相対的に低い層間接着を示す。別の不都合は、ポリエチレンの高い酸素透過率であり、これはＰＶモジュールにおける接触子における腐食をもたらし得る。
本発明の目的は、上記の不都合を克服することである。
太陽電池バックシートは、背面封止材に面している機能層と共に提供し、ここで、機能層は、１４０℃超の融点を有するポリエチレンアロイおよび半結晶性ポリマーを含むという点で本発明の目的は達成される。
貼合せの間の完全性は増加し、このように低減した残留応力を実現し、したがって改善された耐久性が達成されることが見出されてきた。改善された耐久性は、表面平面性の欠陥、例えば、湾曲またはうねりの形成を防止し、ケイ素電池およびハンダ付けにおける微小亀裂成長の形成を防止する。機能層中の半結晶性ポリマーの添加は、構造的補強層に付着している接着剤層に対する層間接着を改善させることがさらに見出されてきた。驚いたことに、背面封止材への半結晶性ポリマーを含む機能層の接着は、良好なままである。
ＰＶモジュールの貼合せの間に、通常、バックシートは、ベルトに面しているＡＲコーティングしたガラスを有するラミネーター中のベルト上に位置しているＰＶモジュールスタックを突出させる。高温にて圧力がスタック上に加えられているとき、バックシートはベルトに対して押し付けられ、したがって、機能層はベルトに接触し得る。機能層および構造的層の間の接着が低すぎるとき、機能層の部分がベルト上に残存し、次の貼合せサイクルにおいてＡＲコーティングしたガラスの前面側を汚染する。このような汚染は除去する必要があり、クリーニングの間にＡＲコーティングを損傷し得る。構造的層および機能層の間の接着の増加はこの汚染を防止し、クリーニングは必要なく、ＡＲコーティングが損傷されることを防止する。
半結晶性ポリマーは好ましくは、ポリオレフィン、ポリアミド、またはポリエステルからなる群から選択される。
半結晶性ポリオレフィンの例は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンホモポリマーおよびコポリマー、無水マレイン酸グラフトポリプロピレンならびに／またはポリブチレンであり、ポリプロピレンコポリマーが最も好ましい。
ポリプロピレンコポリマーの場合、プロピレンは、他のアルファ－オレフィン、例えば、エチレンおよびブテン－１を含有し得る主要なモノマー単位である。これらのポリプロピレンは、チーグラー－ナッタまたはメタロセン触媒を使用して得てもよい。
用語「半結晶化度」とは、ポリマーが、典型的には、１０～８０％の範囲の結晶化度を有すると理解される。好ましくは、ポリマーの結晶化度は、３０％超である。ポリマーの結晶化度のアセスメントは、試料が加熱されるか、冷却されるか、または定温下に置かれているときに、試料へのもしくは試料からの熱流を測定する示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用して最も容易に行うことができる。
ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＤＳＣであるＰｙｒｉｓ６は、例えば、熱可塑性材料の結晶化度パーセントを測定する手段を提供する。ＤＳＣ測定は、当技術分野で周知である。
どの程度に結晶性ポリプロピレンの結晶化度の程度が測定されるかにも関わらず、所与のポリマーが「半結晶性」であるかどうかを決定するのは、この用語が本明細書において使用されるようにポリマーの特性である。第１の特性は、融点である。半結晶性ポリプロピレンがチーグラー－ナッタ触媒を使用して調製される場合、これらは、１４０℃超の融点を有し得る。好ましくは、融点は、１４５℃超であり、最も好ましくは、融点は、１５０～１７０℃である。第２の決定特性は、融解熱である。ポリプロピレンがチーグラー－ナッタに由来するポリマーであるとき、これらは少なくとも１００ジュール／ｇ、少なくとも１１５ジュール／ｇまたは少なくとも１２０ジュール／ｇの融解熱を有し得る。融解熱は、示差走査熱量計、および、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ－３４１７－９９に記載されているものなどの方法を使用して決定し、ここで、５～１０ｍｇの試料を、１０摂氏温度の速度で加熱し、冷却する。
半結晶性ポリプロピレンがメタロセン触媒を使用することによって得られる場合、ポリプロピレンは、少なくとも約１５８℃の融点および少なくとも９０ジュール／ｇの融解熱を有する。チーグラー－ナッタに由来するポリプロピレンに関して、メタロセン触媒ポリプロピレンの結晶性特性はまた、ＤＳＣを使用してアセスメントし得る。本発明において有用な半結晶性ポリプロピレンの例は、ＡＴＯＦＩＮＡ（商標）、ＢＰ（商標）Ａｃｃｐｒｏ９３４６、ＢＡＳＥＬＬＡＤＳＴＩＦ（商標）ＨＡ７２２Ｊ、Ｓｉｎｏｐｅｃ Ｋ８００３およびＳＵＮＯＣＯ（商標）ＰＰＦ－０５０－ＨＣである。
機能層は、機能層中のポリマーの全重量に対して、少なくとも５重量％の半結晶性ポリマー、好ましくは、少なくとも１０重量％の半結晶性ポリマーを含む。より好ましくは、機能層は、機能層中のポリマーの全重量に対して１０～４９重量％の半結晶性ポリマーを含む。
本発明の機能層におけるポリエチレン（ＰＥ）アロイまたはブレンドは好ましくは、ポリエチレンおよび「極性」ポリエチレンを含む。極性ポリエチレンは、例えば、酢酸ビニル、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルまたはエチルヘキシルアクリレートから選択される極性コモノマーと共重合されているエチレンを意味する。好ましくは、ポリエチレン（ＰＥ）アロイは、ポリエチレンおよびエチレン－メタクリレートコポリマーおよび／またはエチレン－酢酸ビニルコポリマーのブレンドである。
半結晶性ポリアミドは、熱下での高い寸法安定性、より低い水の吸収、加水分解に対する改善された安定性、および湿気の作用下での寸法安定性の増加を有する。低い吸湿は、高湿度環境においてまた良好な電気絶縁を保証する。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レート（ａｄｉｐａｍｉｄｅ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレートアゼライン酸アミド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ ａｚｅｌａｉｃ ａｃｉｄ ａｍｉｄｅ）、ポリエチレンセバシン酸アミド、ポリエチレンテレフタレート１２ジアミド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ ｔｗｅｌｖｅ ｄｉａｍｉｄｅ）、アジピン酸アジポアミド／テレフタル酸アジポアミドコポリアミド（ａｄｉｐｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ／ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ ｃｏｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、アジポアミドテレフタレート／イソフタレート共重合アジポアミドアミド（ａｄｉｐａｍｉｄｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ／ｉｓｏｐｈｔｈａｌａｔｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ ａｄｉｐａｍｉｄｅ ａｍｉｄｅ）、ｍ－キシレンポリアジペートアミド（ｍ－ｘｙｌｅｎｅ ｐｏｌｙａｄｉｐａｔｅｓ ａｍｉｄｅ）、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（ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｃｉｄ ａｄｉｐａｍｉｄｅ／ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｇｌｕｔａｒａｍｉｄｏ）、アジピン酸アジポアミド／テレフタレートアジポアミド／イソフタレートコポリアミドアジポアミド（ａｄｉｐｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ／ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ ａｄｉｐａｍｉｄｅ／ｉｓｏｐｈｔｈａｌａｔｅ ｃｏｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ ａｄｉｐａｍｉｄｅ）、ポリカプロラクタム－テレフタレートアジポアミドポリアミド１２（ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ－ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ ａｄｉｐａｍｉｄｅ．ｐｏｌｙａｍｉｄｅ １２）および任意のこれらの混合物である。限られた吸湿を伴う好ましいポリアミド、例えば、ポリアミド１１、１２または４，１０が選択される。
半結晶性ポリエステルの例は、ポリ（ｔｒａｎｓ－１，４－シクロへキシレンアルカンジカルボキシレート）、例えば、ポリ（ｔｒａｎｓ－１，４－シクロへキシレンスクシネート）およびポリ（ｔｒａｎｓ－１，４－シクロヘキシレンアジペート）、ポリ（ｃｉｓもしくは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レート、例えば、ポリ（ｃｉｓ１，４－シクロヘキサンジメチレン）オキサレートおよびポリ（ｃｉｓ１，４－シクロヘキサンジメチレン）スクシネート、ポリ（アルキレンテレフタレート）、例えば、ポリエチレンテレフタレートおよびポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ（アルキレンイソフタレート）、例えば、ポリエチレンイソフタレートおよびポリテトラメチレンイソフタレート、ポリ（ｐ－フェニレンアルカンジカルボキシレート、例えば、ポリ（ｐ－フェニレングルタレート）およびポリ（ｐ－フェニレンアジペート）、ポリ（ｐ－キシレンオキサレート）、ポリ（ｏ－キシレンオキサレート）、ポリ（ｐ－フェニレンジアルキレンテレフタレート）、例えば、ポリ（ｐ－フェニレンジメチレンテレフタレート）およびポリ（ｐ－フェニレン－ジ－１，４－ブチレンテレフタレート）、ポリ（アルキレン－１，２－エチレンジオキシ－４，４’－ジベンゾエート）、例えば、ポリ（エチレン－１，２－エチレンジオキシ－４，４’－ジベンゾエート）、ポリ（テトラメチレン－１，２－エチレンジオキシ－４，４’－ジベンゾエート）およびポリ（ヘキサメチレン－１，２－エチレンジオキシ－４，４’－ジベンゾエート）、ポリ（アルキレン－４，４’－ジベンゾエート）、例えば、ポリ（ペンタメチレン－４，４’－ジベンゾエート）、ポリ（ヘキサメチレン－４，４’－ジベンゾエート）およびポリ（デカメチレン－４，４’－ジベンゾエート）、ポリ（アルキレン－２，６－ナフタレンジカルボキシレート）、例えば、ポリ（エチレン－２，６－ナフタレンジカルボキシレート）、ポリ（トリメチレン－２，６－ナフタレンジカルボキシレート）およびポリ（テトラメチレン－２，６－ナフタレンジカルボキシレート）、およびポリ（アルキレンスルホニル－４，４’－ジベンゾエート）、例えば、ポリ（オクタメチレンスルホニル－４，４’－ジベンゾエート）およびポリ－（デカメチレンスルホニル－４，４’－ジベンゾエート）を含む。好ましいポリエステルは、ポリ（アルキレンテレフタレート）、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）である。
本発明による機能層は、無機充填剤および他の添加物をさらに含み得る。これらの無機充填剤の例は、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、雲母、タルク、カオリン、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ガラスマイクロビースおよびガラス繊維である。このような充填剤が使用されるとき、機能層は、機能層中のポリマーの全重量に対して０．０５～２０重量％の充填剤を含み、好ましくは、機能層は、機能層中のポリマーの全重量に対して５～１５重量％の充填剤を含む。添加物の例は、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、熱安定剤および／または加水分解安定剤から選択される。このような安定剤が使用されるとき、機能層は、機能層中のポリマーの全重量に対して０．０５～１０重量％、より好ましくは、５重量％までの添加物を含む。
白色顔料、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯまたはＺｎＳを、機能層に加えて、太陽光の後方散乱を増加させ、ソーラーモジュールの効率の増加をもたらし得る。黒色顔料、例えば、カーボンブラックはまた、審美的な理由のために加え得る。
本発明によるソーラーバックシートは、他の層、例えば、構造的補強層および／または耐候性層をさらに含み得る。構造的補強層および／または耐候性層は、上記のパラグラフにおいて言及したような無機充填剤または添加物をさらに含み得る。
本発明によるソーラーバックシートは、機能層および構造的補強層の間ならびに／または構造的補強層および耐候性層の間に配置し得る接着剤層をさらに含み得る。接着剤層は、例えば、無水マレイン酸グラフトポリオレフィン、例えば、無水マレイン酸グラフトポリエチレンまたは無水マレイン酸グラフトポリプロピレン、エチレン－アクリル酸コポリマーまたはエチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸ターポリマーを含む。好ましくは、接着剤層は、無水マレイン酸グラフトポリオレフィン、例えば、無水マレイン酸グラフトポリエチレンまたは無水マレイン酸グラフトポリプロピレンを含む。
耐候性層は、例えば、ポリアミドまたはフッ素樹脂、例えば、ＰＴＦＥもしくはＰＶＤＦを含む。ポリアミドは、例えば、下記の材料の１つまたは複数から選択される。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、アジピン酸アジポアミド／テレフタル酸アジポアミドコポリアミド、テレフタル酸アジポアミド／イソフタル酸アジポアミドコポリアミド（ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ／ｉｓｏｐｈｔｈａｌｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ ｃｏｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリ（アジピン酸メタ－ジメチルベンズアミド）（ｐｏｌｙ（ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔａ－ｄｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚａｍｉｄｅ））、テレフタル酸アジポアミド／テレフタル酸２－メチルグルタルアミド（ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ／ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ２－ｍｅｔｈｙｌｇｌｕｔａｒａｍｉｄｅ）、アジピン酸アジポアミド／テレフタル酸アジポアミド／イソフタル酸アジポアミドコポリアミド（ａｄｉｐｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ／ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ／ｉｓｏｐｈｔｈａｌｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ ｃｏｐｏｌｙａｍｉｄｅ）およびポリカプロラクタム－テレフタル酸アジポアミド（ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ－ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ ａｄｉｐａｍｉｄｅ）。耐候性層は、二酸化チタンまたは硫酸バリウム、紫外線安定剤および熱安定剤をさらに含み得る。
構造的補強層は、例えば、エンジニアリングプラスチック、例えば、ポリプロピレンまたはポリプロピレンのブレンドまたは改質ポリプロピレン、ポリエステル、例えば、上記のようなＰＥＴまたはポリアミドを含む。
構造的補強層および／または耐候性層および／または接着剤層を含む本発明のバックシートは、無機充填剤および他の添加物をさらに含み得る。充填剤および添加物ならびに可能な量の例は、上記で記載する。
本発明によるソーラーバックシートは、多層共押出プロセスを使用して調製し得る。このプロセスは、下記のステップ、無機充填剤、添加物および安定剤を含めた、機能層ならびに他の層、例えば、構造的補強層および／または耐候性層および／または接着剤層の個々の配合物を配合するステップと、それに続く異なる層の押出、ならびにこれらを貼り合わせするステップを含む。
代わりに、本発明によるソーラーバックシートはまた、下記の方法によって製造し得る：
第１の方法は、下記のステップ：（１）全天候性層材料、接着剤層材料、構造補強層材料および機能層材料をそれぞれ押出機においてペレット化し、全天候性層プラスチック粒子、接着層プラスチック粒子、構造補強層プラスチック粒子および機能層プラスチック粒子を得るステップと、（２）ステップ（１）において調製した全天候性層プラスチック粒子、接着剤層プラスチック粒子、構造補強層プラスチック粒子および機能層プラスチック粒子を多層共押出成形フィルムへと融合および共押し出しするステップとを含む。
別の方法は、下記のステップ：（１）接着剤層材料、構造補強層材料および機能層材料をそれぞれ押出機においてペレット化し、接着層プラスチック粒子、構造補強層プラスチック粒子および機能層プラスチック粒子を得るステップと、（２）ステップ（１）において調製した接着層プラスチック粒子、構造補強層プラスチック粒子および機能層プラスチック粒子を、押出機を通して融合および共押し出しし、全天候性層上に共押出多層フィルムを押出貼り合わせするステップとを含む。
バックシートは、バックシートの別々の層を押し出し、層を接着剤、例えば、エポキシ、アクリレートまたはポリウレタン接着剤で貼り合わせすることによって得られることがまた可能である。
本発明はまた、本発明によるソーラーバックシートを含む光起電力モジュールに関する。光起電力モジュール（ＰＶモジュールと略される）は、前面の太陽に面した側から背面の太陽に面していない側まで位置の順序に少なくとも下記の層を含む。（１）透明なペイン（前面シートを表す）、（２）前面封止材、（３）太陽電池層、（４）背面封止材および（５）本発明によるバックシート。
前面シートは典型的には、ガラスプレート、または可撓性モジュールの場合、フッ素化ポリマー、例えば、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）もしくはＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）からの層である。
本発明はさらに、このような太陽電池モジュールを調製するためのプロセスに関し、このプロセスは、（ａ）上記の１つまたは複数のポリマー層を含むアセンブリを提供することと、（ｂ）アセンブリを貼り合わせ、太陽電池モジュールを形成させることとを含む。プロセスの貼合せステップは、アセンブリを熱および任意選択で真空または圧力に供することによって行い得る。
本発明を、一連の実施例および比較実験によってこれから示す。
［実施例］
下方のソーラーバックプレート（ｌｏｗｅｒ ｓｏｌａｒ ｂａｃｋｐｌａｔｅ）を製造する方法は、下記のステップを含む：
耐風化性層、接着剤層、構造強化層および機能層の材料を、押出機によってそれぞれペレット化し、プラスチックペレットを得る。
バックシートは、それぞれの層のペレットを複数の押出機に加え、高温にて溶融押し出しし、アダプターおよびダイを通して流し、冷却ローラーによって冷却し、成形して、多層バックシートを製造する、多層共押出プロセスによって調製する。多層バックシートにおける異なる層の組成を表１において示す。
［測定］
機能層および構造強化層の間、ならびに機能層および封止材としてのＥＶＡの間の剥離強度を測定する。
老化を測定する：ＨＡＳＴ高圧促進老化試験機における４８時間の老化（１２１℃、１００％湿度）の後の外観。
外観および黄変は、１２０ＫＷＨの紫外線による老化の後で測定する。
比較例ＩおよびＩＩの多層バックシート、ならびに実施例１～５についてのこれらの測定の結果を、表２において示す。
［比較例Ｉ（ＣＥ－Ｉ）］
ＰＶＤＦフッ素ポリマーを、耐風化性層として使用し、無水マレイン酸グラフトポリプロピレンおよびＥＭＡエチレン・アクリル酸メチルのポリマーのブレンドを、フッ素ポリマーおよび無水マレイン酸グラフトポリプロピレンの両方を接着することができる接着剤層として使用する。半結晶性ポリマーは、機能層に加えない。
［比較例ＩＩ（ＣＥ－ＩＩ）］
ナイロン１２（ＰＡ１２）ポリマーを、耐風化性層として使用し、無水マレイン酸グラフトポリプロピレンを、接着剤層として使用する。半結晶性ポリマーは、機能層に加えない。
［実施例１～４］
半結晶性ポリマー、例えば、ポリプロピレンまたは無水マレイン酸グラフトポリプロピレンを、それぞれ、実施例１～４における機能層に加える。
Figure 2023052164000001
Figure 2023052164000002
表１において、それぞれの層は多成分層であり、各成分の割合は重量部である。
ＥｌｖａｌｏｙＡＣ１２２４は、ＤｕＰｏｎｔからのエチレンおよびアクリル酸メチルのコポリマーである。
Figure 2023052164000003
機能層への５～１５部のポリプロピレン（ＰＰ）の添加は、機能層および構造的強化層の間の著しく改善された接着力をもたらし、一方、機能層およびＥＶＡ封止層の間の接着力は僅かに低減することを表２におけるデータから見ることができる。機能層および構造的強化層の間の接着力は、１０重量部のポリプロピレンＰＰおよび１５重量部の無水マレイン酸グラフトポリプロピレン（ＭＰＰ）を添加することによって増加する。ＨＡＳＴおよび耐紫外線老化性の試験結果から、機能層におけるポリプロピレンまたは無水マレイン酸グラフトポリプロピレンの添加は、耐加水分解性および耐紫外線老化性に対して硬化をあまり有さないことを見ることができる。
表１および２から見ることができるように、実施例１～４のバックシートにおける機能層および構造的強化層の間の接着力は、比較例ＩおよびＩＩのバックシートの接着力に対して著しく改善される。さらに、封止層に対する剥離強度はまた、良好なレベルで維持することができ、バックシート層の間の接着力、および封止層への接着力に関して欠点は存在せず、これは、バックシートの全体的な耐久性が改善されることを意味する。

Claims (17)

  1. 背面封止材に面している機能層を含む太陽電池バックシートであって、前記機能層が、１４０℃超の融点を有するポリエチレンアロイおよび半結晶性ポリマーを含む、太陽電池バックシート。
  2. 前記機能層が、前記機能層中の前記ポリマーの全重量に対して少なくとも５重量％の半結晶性ポリマーを含む、請求項１に記載の太陽電池バックシート。
  3. 前記機能層が、前記機能層中の前記ポリマーの全重量に対して少なくとも１０重量％の半結晶性ポリマーを含む、請求項１または２に記載の太陽電池バックシート。
  4. 前記半結晶性ポリマーが、ポリプロピレン、ポリアミド、またはポリエステルからなる群から選択される、請求項１～３のいずれか一項に記載の太陽電池バックシート。
  5. 前記半結晶性ポリマーが、ポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマーからなる群から選択される、請求項４に記載の太陽電池バックシート。
  6. ポリプロピレンの前記コポリマーが、ポリプロピレンランダム、ポリプロピレンブロックコポリマーまたは無水マレイン酸グラフトポリプロピレンから選択される、請求項５に記載の太陽電池バックシート。
  7. 前記ポリエチレンアロイが、エチレンセグメント（－ＣＨ２－ＣＨ２－）を含有するコポリマーを含む、請求項１に記載の太陽電池バックシート。
  8. 前記エチレンセグメント（－ＣＨ２－ＣＨ２－）を含有する前記コポリマーが、エチレンアクリレートコポリマー、エチレンメタクリレートコポリマー、エチレン－ヘキセンコポリマー、エチレン－オクテンコポリマーまたはエチレン－酢酸ビニルコポリマーの１つまたは複数から選択される、請求項７に記載の太陽電池バックシート。
  9. 前記コポリマーが、エチレンアクリレートコポリマーを含有する、請求項８に記載の太陽電池バックシート。
  10. 前記機能層が、無機充填剤をさらに含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の太陽電池バックシート。
  11. 前記無機充填剤が、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、雲母、タルク、カオリン、ガラスマイクロビースおよびガラス繊維の１つから選択される、請求項１０に記載の太陽電池バックシート。
  12. 構造的補強層および／または耐候性層および／または接着剤層をさらに含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の太陽電池バックシート。
  13. 前記耐候性層が、フッ素樹脂またはポリアミドを含む、請求項１２に記載の太陽電池バックシート。
  14. 前記構造的補強層が、ポリプロピレン、改質ポリプロピレン、無水マレイン酸グラフトポリプロピレン、ＰＥＴ、ＰＢＴ、または別のエンジニアリングプラスチックとのそのブレンドの群から選択される層を含む、請求項１２に記載の太陽電池バックシート。
  15. 前記接着剤層が、無水マレイン酸グラフトポリオレフィンを含む、請求項１２に記載の太陽電池バックシート。
  16. 前記構造的補強層および／または前記耐候性層および／または前記接着剤層が、無機充填剤をさらに含む、請求項１２～１５のいずれか一項に記載の太陽電池バックシート。
  17. 請求項１～１６のいずれか一項に記載のバックシートを含む光起電力モジュール。
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