JP4720343B2 - 表面保護シート及び該表面保護シートを用いた太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電に使用する太陽電池モジュール用の表面保護シートと該表面保護シートを用いた太陽電池モジュールに関するものであり、特には、太陽電池モジュールの低価格化、軽量化、高耐久化に役立つ表面保護シートと該表面保護シートを用いた太陽電池モジュールに関する。

半導体Ｐ−Ｎ接合ダイオード等の光起電力効果を利用して、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、深刻化する地球環境問題などを背景として、クリーンなエネルギー源として注目されている。

そして、従来の太陽電池モジュールの表面保護材としては、屋外での使用を考慮し、機械的な強度面、耐候性や防湿性の付与といった面からガラスが使用されてきた。

しかし、ガラスは重量的に重たく、使用用途が限られる．折り曲げられずフレキシブル性に欠ける．作業性が悪い（メーカーでのモジュール生産時及びユーザーでの製品据え付け時）．といった問題を抱えている。また、価格的にも高価で、太陽電池の普及を妨げる要因の一つになっている。

さらに、軽量化・低価格化の一つとしてガラスをプラスチックフィルムに変えるという方法も検討されているが、透明性に優れるポリエチレンテレフタレートフィルム等では、バリア性不足（防湿性不足）や、耐候性不足（フィルムの劣化）により、太陽電池の出力低下が発生するなどの問題がある。
また、アクリルフィルムに関しても一般的に耐熱性がなく、モジュール製造時の熱による収縮等の問題がある。

本発明は、太陽電池モジュールの表面保護材に関する以上のような問題に鑑みてなされたもので、フレキシブル性が有り、作業性に優れ、価格的にも安価な太陽電池用の表面保護シート及び該表面保護シートを用いた太陽電池を提供することを課題とする。

本発明の請求項１の発明は、アクリル系塗料を電子線照射により硬化させて作製されている、耐熱性に優れたアクリルフィルムと、透明な無機化合物蒸着プラスチックフィルムとが二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤層を介して積層されていることを特徴とする、表面保護シートである。

このように請求項１記載の発明によれば、アクリル系塗料を電子線照射により硬化させて作製されている、耐熱性に優れたアクリルフィルムと、透明な無機化合物蒸着プラスチックフィルムとが二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤層を介して積層されているので、耐熱性、耐候性に優れた高い透明性を有する表面保護シートとなる。

また、請求項２の発明は、請求項１記載の表面保護シートを用いて作製した太陽電池モジュールである。

このように本発明の表面保護シートは、重量が軽く、バリア性・耐候性に優れた表面保護シートであり、フレキシブル性が有り、作業性に優れ、価格的にも安価な太陽電池用の表面保護シート及び該表面保護シートを用いた太陽電池を提供することができる。

本発明を一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
本発明の表面保護シートは、例えば、図１に示すように、アクリルフィルム（１１）と透明な無機化合物蒸着プラスチックフィルム（１２）とが二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤層（１３）を介して積層されていることを特徴とする、表面保護シート（１０）である。

アクリルフィルム（１１）は、アクリル系塗料を電子線照射により硬化させて作製する。具体的には、シーアイ化成株式会社製のベルビュートが良い。厚みは２０〜３００μｍが好ましく、機械的強度、コストを考慮すると５０〜１００μｍが好適に使用できる。厚さが２０μｍ以下の場合はフィルム製造が難しく、１００μｍ以上の場合はフィルムの価格が高くなり経済的でない。
アクリルフィルム（１１）を使用することにより、耐熱性、耐候性、高透明性が付与される。

透明な無機化合物蒸着プラスチックフィルム（１２）には、太陽電池のセルや配線の湿度による腐食を防止し、電池の出力低下を防止するため高い防湿性が求められる。アクリルフィルム（１１）のみでは防湿性が不足するため、太陽光を透過させ太陽電池の発電効率を低下させない高透明で、高防湿性をもつフィルムであることが要求される。

このため、一軸ないし二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリオレフィンフィルムなどの延伸された基材フィルム上に、酸化アルミニウムや酸化ケイ素などの無機化合物の薄膜を物理蒸着あるいは化学蒸着などの蒸着法により２０〜１００ｎｍ程度の厚さに設けた無機化合物蒸着プラスチックフィルム（１２）が好ましく使用できる。

この場合、基材フィルムとしては、耐熱性や強度面からポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に使用できる。より具体的には、透明な無機化合物蒸着プラスチックフィルム（１２）として凸版印刷株式会社製のＧＬフィルムを使用する。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。

アクリルフィルム（１１）として厚さ５０μｍのベルビュート（シーアイ化成株式会社製）を、透明な無機化合物蒸着プラスチックフィルム（１２）として厚さ１２μｍのＧＬフィルム（ＧＬ−ＡＥＨグレード）（凸版印刷株式会社製）をそれぞれ準備した。

ＧＬフィルム（１２）の蒸着面側にポリウレタン樹脂系接着剤（三井武田ケミカル株式会社製、主剤タケラックＡ５１１／硬化剤Ａ５０＝１０／１）をグラビアコート法により塗布量が５ｇ／ｍ² （ｄｒｙ）になるように塗布し、ベルビュートフィルムとドライラミ
ネート法により貼り合わせ、実施例１の表面保護シート（１０）とした。

この表面保護シート（１０）を用い、図２に示すように、厚さ４００μｍの紫外線吸収剤入りのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルムを充填材（２０）として積層し、ついで、太陽電池素子（３０）を配置し、さらに厚さ４００μｍの紫外線吸収剤入りのＥＶＡフィルムを充填材（２０）として積層し、裏面保護シート（４０）を重ね合わせ、１５０°Ｃ、１０分、１ｔｏｒｒの真空加熱によりラミネートして実施例１の試験用太陽電池モジュール（１）とした。

なお、裏面保護シート（４０）は、ポリエチレンテレフタレートフィルムが広く使用されており、透明ポリエチレンテレフタレートフィルム／ＧＬフィルム／白色ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる積層構成等が例示できる。５０はスペーサー（Ａｌ）である。

表面保護シートとして、厚さ３ｍｍのガラス板（６０）を用いて実施例２の表面保護シートとし、これを用いて実施例１と同様の方法により、実施例２の試験用太陽電池モジュールを作製した（図３参照）。

厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ株式会社製、ルミラー Ｓ−１０）単体を実施例３の表面保護シートとした。この表面保護シートを用いて実施例１と同様の方法により、実施例３の試験用太陽電池モジュールを作製した。

実施例１で用いた、厚さ１２μｍのＧＬフィルム（ＧＬ−ＡＥＨグレード）（凸版印刷株式会社製）の蒸着面にポリウレタン樹脂系接着剤（三井武田ケミカル株式会社製、主剤タケラックＡ５１１／硬化剤Ａ５０＝１０／１）をグラビアコート法により塗布量が５ｇ／ｍ² （ｄｒｙ）になるように塗布し、実施例３で用いた厚さ１２５μｍのルミラー Ｓ−１０フィルムとドライラミネート法により貼り合わせ、実施例４の表面保護シートとした。

この表面保護シートを用い、実施例１と同様にして実施例４の試験用太陽電池モジュールを作製した。

このようにして作製した実施例１種類（実施例１）、比較例３種類（実施例２〜４）の表面保護シートならびに太陽電池モジュールの重量、防湿性、耐候性、，曲げ性、出力試験、コストを下記の方法により測定・評価した。その結果を表１に示す。

重量 ； 表面保護材の１ｍ×１ｍ（１ｍ² ）の重さを測定
防湿性 ； ＪＩＳ Ｋ７１２９に準ずる（４０°Ｃ−９０％ＲＨ）
耐候性 ； 表面保護材を８５°Ｃ−９０％ＲＨ環境下で３０００時間保存後
の外観、物性劣化の度合い
曲げ性 ； 折り曲げ可能か否かを手で曲げて判定
出力試験； 太陽電池モジュールを８５°Ｃ−９０％ＲＨ環境下で５００時間
保存後の電池の出力試験
コスト ； ガラスの価格を１００とした場合の割合

表１からわかるように、アクリルフィルムと透明な無機化合物蒸着プラスチックフィル
ムを積層した複合シートを表面保護シートに使用することにより、重量が軽く、バリア性・耐候性に優れた太陽電池モジュールを得ることができた。また、コスト的にも比較的安価に作製することができた。

本発明の表面保護シートの一実施例を示す、断面説明図である。 本発明の表面保護シートを用いて作製した太陽電池モジュールの一実施例を示す、断面説明図である。 従来の表面保護材を用いて作製した太陽電池モジュールの一実施例を示す、断面説明図である。

符号の説明

１‥‥太陽電池モジュール
１０‥‥表面保護シート
１１‥‥アクリルフィルム
１２‥‥透明な無機化合物蒸着プラスチックフィルム
１３‥‥接着剤層
２０‥‥充填材
３０‥‥太陽電池素子
４０‥‥裏面保護シート
５０‥‥スペーサー
６０‥‥ガラス板

Claims (2)

1. アクリル系塗料を電子線照射により硬化させて作製されている、耐熱性に優れたアクリルフィルムと、透明な無機化合物蒸着プラスチックフィルムとが、二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤層を介して積層されていることを特徴とする、表面保護シート。
2. 請求項１記載の表面保護シートを用いて作製した太陽電池モジュール。

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