JP5125012B2 - 太陽電池裏面封止用シート - Google Patents
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Description
請求項1の発明では、少なくとも1層以上のフッ素系樹脂フィルム基材をポリウレタン系接着剤にて貼り合わせた積層体からなる太陽電池裏面封止用シートにおいて、
このフッ素系樹脂フィルム基材のポリウレタン系接着剤と接する面側に、水酸基、アミド基、アミノ基の少なくとも1種以上の官能基を有するアクリル系樹脂からなるアクリル系樹脂コート層を設けており、
前記アクリル系樹脂コート層が、以下の(1)〜(3)のいずれかのアクリル系樹脂コート剤を塗布して設けたものであることを特徴とする太陽電池裏面封止用シートとしたものである。
(1)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルを成分とする共重合アクリル系樹脂コート剤であって、官能基として(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルを共重合させ、官能基として水酸基を導入したものに、さらに架橋剤としてイソホロンジイソシアネート(IPDIアダクト体)とキシリレンジイソシアネート(XDIアダクト体)との混合物を、アクリル系樹脂コート剤/架橋剤(固形分比)=3/1で配合したもの。
(2)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルを成分とする共重合アクリル系樹脂コート剤にエチレンイミンをアミノエチル化させることでポリエチレンイミンをペンダント状にグラフトさせたもの。
(3)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、イソプロペニル−オキサゾリン、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルを主成分とするアクリル樹脂に対し、ポリエチレンイミンを配合し、さらに両者と反応性を有するエポキシ化合物を、固形分で5/4/15になるように配合したもの。
て、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有モノマーなどを共重合させたものを用いることが可能であり、さらにはイソプロペニル−オキサゾリン、ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、マレイン酸、アルキルマレイン酸モノエステル、フマル酸、アルキルフマル酸モノエステル、イタコン酸、アルキルイタコン酸モノエステル、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ブタジエン等のモノマーを共重合した物を用いることが可能である。
アネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネートなどから選ばれるイソシアネート化合物の単体、あるいは少なくとも一種以上から選択される上記イソシアネート化合物からなるアダクト体、ビューレット体、イソシアヌレート体を用いることが可能である。
マレイン酸、イタコン酸などの酸成分を2種以上、そして、ポリオール成分としてエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール、キシレングリコール、ジメチロールプロパン、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、さらにはカルボン酸基やスルホン酸基やアミノ基あるいはこれらの塩を含有するポリオール成分を1種あるいは2種以上用いることで得られたポリエステルが挙げられるが、上述したポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメタノール−テレフタレート(PCT)が一般的である。
ンジイソシアネート、2,2,4−もしくは2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネートなどから選ばれるイソシアネート化合物の単体、あるいは少なくとも一種以上から選択される上記イソシアネート化合物からなるアダクト体、ビューレット体、イソシアヌレート体を用いて鎖伸長したポリエステルウレタンポリオールなどが挙げられる。ポリエーテルポリオールとしてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのエーテル系のポリオールや、鎖長伸長剤として上述したイソシアネート化合物を作用させたポリエーテルウレタンポリオールを用いることが可能である。アクリルポリオールは、上述したアクリル系モノマーを用いて重合したアクリル樹脂を用いることが可能である。カーボネートポリオールは、カーボネート化合物とジオールとを反応させて得る事ができる。カーボネート化合物としてはジメチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネートなどを用いることができる。ジオールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、メチルペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ドデカンジオールなどの脂肪族ジオール、シクロヘキサンジオール、水添キシリレングリール、などの脂環式ジオール、キシリレングリール、など芳香族ジオールなどの1種以上の混合物が用いられたカーボネートポリオール、あるいは上述したイソシアネート化合物により鎖伸長を施したポリカーボネートウレタンポリオールを用いることが可能である。これらの各種ポリオールは求められる機能や性能に応じて、これらの単独で、あるいは2種以上のブレンドの状態で用いても構わない。これらの主剤に上述したイソシアネート系化合物を硬化剤として用いることでポリウレタン系接着剤として用いることが可能である。
(p−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(p−ヒドロキシフェニル)エタンなどの多価フェノールのジグリシジルエーテルもしくはポリグリシジルエーテル、N,N’−ジグリシジルアニリン、N,N,N−ジグリシジルトルイジン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−ビス−(p−アミノフェニル)メタンのようにアミンのN−グリシジル誘導体、アミノフェールのトリグリシジル誘導体、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレート、オルソクレゾール型エポキシ、フェノールノボラック型エポキシが挙げられる。また、リン化合物としては、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンホスフォナイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル−ジ−トリデシル)ホスファイト、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ジトリデシルホスファイト−5−t−ブチル-フェニル)ブタン、トリス(ミックスドモノおよびジ−ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、4,4’−イソプロピリデンビス(フェニル−ジアルキルホスファイト)などが挙げられる。
構成例−1
(最外層)フッ素系樹脂フィルム基材(単層)/アクリル系樹脂コート層/ポリウレタン系接着剤層/アクリル系樹脂コート層/フッ素系樹脂フィルム基材(単層)(最内層)⇒図2参照
構成例−2
(最外層)フッ素系樹脂フィルム基材(多層)/アクリル系樹脂コート層/ポリウレタン
系接着剤層/アクリル系樹脂コート層/フッ素系樹脂フィルム基材(多層)(最内層)⇒図3参照
構成例−3
(最外層)フッ素系樹脂フィルム基材(単層or多層)/アクリル系樹脂コート層/ポリウレタン系接着剤層/ポリエステルフィルム基材(最内層)⇒図4参照(ただし図4はフッ素系樹脂フィルム基材が多層の例を図示する)
構成例−4
(最外層)フッ素系樹脂フィルム基材(単層or多層)/アクリル系樹脂コート層/ポリウレタン系接着剤層/ガスバリア性フィルム基材/ポリウレタン系接着剤層/アクリル系樹脂コート層/フッ素系樹脂フィルム基材(単層or多層)(最内層)⇒図5参照(ただし図5はフッ素系樹脂フィルム基材が多層の例を図示する)
構成例−5
(最外層)フッ素系樹脂フィルム基材(単層or多層)/アクリル系樹脂コート層/ポリウレタン系接着剤層/ガスバリア性フィルム基材/ポリウレタン系接着剤層/ポリエステルフィルム基材(最内層)⇒図6参照(ただし図6はフッ素系フィルム基材が多層の例を図示する)
これらの構成はあくまで一例であり、求められる機能に応じて他の層を介在させても、さらに多層構成にしても構わない。またこれらの構成において、太陽電池裏面封止用シートとして太陽電池の充填材であるエチレン−酢酸ビニル共重合体と貼り合わさる面は、上記最外層あるいは最内層どちらを貼り合わせ面に用いても構わない。
(1)加熱された天板(およそ120〜160℃)上にガラス板、充填材、セル、充填材、裏面封止用シートをセットする(図7の(イ)参照)。
(2)チャンバー1、2を真空引きする。
(3)チャンバー1を大気開放し、耐熱性を有するゴムシートをモジュールに密着させる。
(4)その熱及び圧力で充填材であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を溶融、セルの包埋、ガラス板、セル、裏面封止シートと接着、充填材を架橋・固化させる(図7の(ロ)参照)。
に分類される。前者はスタンダードキュアといわれるタイプで、後者はファストキュアといわれるタイプである。通常、太陽電池モジュールの充填材として用いられる材料は、酢酸ビニル含有量が10〜40重量%のエチレン−酢酸ビニル共重合体であり、太陽電池セルの耐熱性、物理的強度を確保するために、熱あるいは光などによりエチレン−酢酸ビニル共重合体を架橋している。
ウリルのようなアルキル基の他に、シクロヘキシル基、テトラヒドロフルフリル基、アミノエチル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル基などが挙げられる。また、(メタ)アクリル酸とエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多官能アルコールとのエステルも同様に用いられる。アミドとしては、アクリルアミドが代表的である。また、アリル基含有化合物としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル等が配合されている。
まず、実施例1〜5及び比較例1〜5について説明する。
実施例1〜5及び比較例5の構成は、フッ素系樹脂フィルム基材/アクリル系樹脂コート層/ポリウレタン系接着剤層/ポリエステルフィルム基材、である。
実施例1〜2、6及び比較例4〜5では以下の基材F−4を用い、実施例3及び比較例1では以下の基材F−1を用い、実施例4及び比較例2では以下の基材F−2を用い、実施例5及び比較例3では以下の基材F−3を用いた。
フッ化ビニル(PVF)の厚さ25μm。
ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTEE)の厚さ50μm。
ポリフッ化ビニリデン(PVDF)の厚さ25μm。
ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とポリメタクリル酸メチル系アクリル樹脂(PMM
A)とからなる厚さ40μmの2種2層フィルム。外層側は配合比がPVDF/PMMA=80/20であり、内層(アクリル系樹脂コート層への貼り合わせ面)側は配合比がPVDF/PMMA=20/80である。
各実施例及び各比較例で、アニール処理を施した厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。このポリエチレンテレフタレートは、オリゴマーコンテント0.5wt%、数平均分子量19500、固有粘度0.7dl/gである、耐候性に優れるポリエステルフィルムである。
各実施例及び各比較例で、上記基材をドライラミネート手法により貼り合わせる際に用いた接着剤は、ポリウレタン系接着剤であり、主剤としてポリエステルポリオールを用い、硬化剤としてイソホロンジイソシアネート(IPDIアダクト体)とキシリレンジイソシアネート(XDIアダクト体)との混合物を、主剤/硬化剤(固形分比)=3/1になるように配合したものを用いた。
実施例1では以下のコートC−2を用い、実施例2〜5では以下のコートC−3を用い、実施例6では以下のコートC−4を用い、比較例5では以下のコートC−1を用いた。尚、比較例1〜4では一切アクリル系樹脂コート剤を用いなかった。
(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルを成分とする共重合アクリル系樹脂コート剤において、官能基として水酸基、アミド基、アミノ基のいずれも持たないもの。
(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルを成分とする共重合アクリル系樹脂コート剤であって、官能基として(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルを共重合させ、官能基として水酸基を導入したものに、さらに架橋剤としてイソホロンジイソシアネート(IPDIアダクト体)とキシリレンジイソシアネート(XDIアダクト体)との混合物を、アクリル系樹脂コート剤/架橋剤(固形分比)=3/1で配合したもの。
(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルを成分とする共重合アクリル系樹脂コート剤にエチレンイミンをアミノエチル化させることでポリエチレンイミンをペンダント状にグラフトさせたもの。
(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、イソプロペニル−オキサゾリン、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルを主成分とするアクリル樹脂に対し、ポリエチレンイミンを配合し、さらに両者と反応性を有するエポキシ化合物を、固形分で5/4/15になるように配合したもの。
実施例1〜6及び比較例5では、フッ素系樹脂フィルム基材にアクリル系樹脂コート剤をグラビアコーターにてドライ塗布量0.1〜1μmの範囲になるように塗布してアクリル系樹脂コート層を設けた。そして、アクリル系樹脂コート層の上にポリウレタン系接着剤を5g/m2になるように塗布後、ドライラミネート手法によりフッ素系樹脂フィルム基材とポリエステルフィルム基材とを貼り合わせた。得られた積層サンプルを60℃−5
days保管でエージング処理を行った。
85℃−85%RH環境で保管し、経時におけるラミネート強度の推移をテンシロンにてT型剥離300mm/minの条件で測定した。また、剥離面については顕微赤外分光法(IR)により評価した。評価結果を、以下の表1に示す。
次に、実施例7及び比較例6〜7について説明する。
A−1…太陽電池セル
A−2…充填材
A−3…ガラス板
B…裏面封止シート
C…ラミネーター
C−1…天板
C−2…チャンバー1
C−3…チャンバー2
C−4…ゴムシート
a…フッ素系樹脂フィルム基材
a−1…フッ素系樹脂リッチ層
a−2…アクリル系樹脂リッチ層
b…ポリウレタン系接着剤
c…アクリル系樹脂コート層
d…ポリエステルフィルム基材
e…ガスバリア性フィルム基材
Claims (4)
- 少なくとも1層以上のフッ素系樹脂フィルム基材をポリウレタン系接着剤にて貼り合わせた積層体からなる太陽電池裏面封止用シートにおいて、
このフッ素系樹脂フィルム基材のポリウレタン系接着剤と接する面側に、水酸基、アミド基、アミノ基の少なくとも1種以上の官能基を有するアクリル系樹脂からなるアクリル系樹脂コート層を設けており、
前記アクリル系樹脂コート層が、以下の(1)〜(3)のいずれかのアクリル系樹脂コート剤を塗布して設けたものであることを特徴とする太陽電池裏面封止用シート。
(1)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルを成分とする共重合アクリル系樹脂コート剤であって、官能基として(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルを共重合させ、官能基として水酸基を導入したものに、さらに架橋剤としてイソホロンジイソシアネート(IPDIアダクト体)とキシリレンジイソシアネート(XDIアダクト体)との混合物を、アクリル系樹脂コート剤/架橋剤(固形分比)=3/1で配合したもの。
(2)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルを成分とする共重合アクリル系樹脂コート剤にエチレンイミンをアミノエチル化させることでポリエチレンイミンをペンダント状にグラフトさせたもの。
(3)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、イソプロペニル−オキサゾリン、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルを主成分とするアクリル樹脂に対し、ポリエチレンイミンを配合し、さらに両者と反応性を有するエポキシ化合物を、固形分で5/4/15になるように配合したもの。 - 前記フッ素系樹脂フィルム基材は、フッ素系樹脂とアクリル系樹脂との樹脂組成物であることを特徴とする請求項1記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記フッ素系樹脂フィルム基材は、フッ素系樹脂とアクリル系樹脂との配合比が異なる複数の樹脂組成物を積層した多層構成からなり、アクリル系樹脂コート層を設ける側の層をなす樹脂組成物は、フッ素系樹脂が1〜50wt%に対し、アクリル系樹脂が99〜50wt%の配合比であることを特徴とする請求項1または請求項2項記載の太陽電池裏面封止用シート。
- 前記フッ素系樹脂フィルム基材が含有するフッ素系樹脂は、ポリフッ化ビニル(PVF
)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、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)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)から選ばれることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の太陽電池裏面封止用シート。
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