JP5869101B2 - 太陽電池用バックシート及びバックシート付き太陽電池 - Google Patents
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Description
また、上記太陽電池用バックシートは前記金属層に対し前記接着層と反対側に設けられる熱可塑性樹脂層をさらに備えることが好ましい。
金属層30は、アルミニウムを含む金属材料で構成されていればよい。金属材料は通常、アルミニウム単体で構成されるが、アルミニウムと他の金属との合金であってもよい。他の金属としては、例えば銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、鉛、及び、ビスマスが挙げられる。具体的には、98%以上の純アルミニウムにその他の金属が微量添加された1000系アルミニウムが望ましい。これは、この1000系アルミニウムが、他のアルミニウム合金と比較して、安価で、加工性に優れているためである。
接着層40は、酸変性ポリオレフィン樹脂を含むものであればよい。酸変性ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィンを酸変性させた樹脂であり、金属との優れた接着性を有する。ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、及び、ポリブチレン等が挙げられる。中でも、ポリエチレンが好ましい。この場合、酸変性ポリオレフィン樹脂は酸変性ポリエチレンとなる。このように酸変性ポリオレフィン樹脂が酸変性ポリエチレンであると、酸変性ポリオレフィン樹脂が酸変性ポリエチレン以外のもの(例えば酸変性ポリプロピレン)である場合に比べて、より優れた接着性が得られるため、接着層40と、金属層30及び耐候性層60との接着がより強固になり、長期間にわたって、接着層40と金属層40との間の層間剥離、及び、接着層40と耐候性層60との間の層間剥離がより十分に抑制される。ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)又はこれらのシラン変性物のいずれであってもよいが、より柔軟性に優れた接着層40を実現することが可能であることから、低密度ポリエチレン(LDPE)が好ましい。中でも、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)が好ましい。この場合、酸変性ポリエチレンは酸変性直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)となる。この酸変性直鎖状低密度ポリエチレンは、分岐状低密度ポリエチレンよりも、引張強度、引裂強度および衝撃強度がより大きく、耐熱性がより高く、より耐ストレッチクラッキング性に優れるという利点を有する。
熱可塑性樹脂層50は、熱可塑性樹脂を含むものであればよく、このような熱可塑性樹脂としては、例えばアイオノマー、エチレン−メタクリル酸共重合体、無水マレイン酸変性ポリエチレン、エチレンーアクリル酸共重合体などの酸変性ポリオレフィン系熱可塑性樹脂が挙げられる。
耐候性層60は、末端カルボキシル基量が30ミリモル/kg以下であるポリエステル樹脂を含む。ポリエステル樹脂が用いられるのは、優れた耐候性を有するためである。ポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)及びポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられる。中でも、PBTが好ましい。この場合、ポリエステル樹脂がPBT以外のポリエステル樹脂である場合に比べて、耐加水分解性がより高くなるため、接着層40と耐候性層60との密着力をより長期間維持することができる。
はじめに、接着層及び耐候性層の複層フィルムを形成した。複層フィルムは、酸変性直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)からなるペレット(商品名:バイネル4164、デュポン社製)を押出機に投入して溶融させる一方、末端カルボキシル基(以下、「CEG」と呼ぶ)量が7ミリモル/kgであるポリブチレンテレフタレート(PBT)からなるペレットを押出機に投入して溶融させ、これらをTダイの隙間から共押出しすることにより得た。こうして、酸変性LLDPEで構成される接着層と、PBTで構成される耐候性層とからなる複層フィルムを得た。このとき、接着層の厚さT2は50μmであり、耐候性層の厚さT3は100μmであった。
耐候性層におけるCEG量を表1に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。
耐候性層の構成材料を表1に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。なお、表1において、PETとしては、ベルペット(商品名、ベルポリエステルプロダクツ社製)を使用し、PENとしては、テオネックス(商品名、帝人化成社製)を使用した。
耐候性層の厚さT3を表1に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。
接着層の構成材料を表1に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。なお、表1において、酸変性HDPEとしては、アドマーHF500(商品名、三井化学社製)を使用し、酸変性PPとしては、ユーメックス1001(商品名、三洋化成工業社製)を使用した。
金属層の厚さT1を表1に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。
接着層の厚さT2を表1に示す通りに変更したこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。
耐候性層におけるCEG量を表1に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。
接着層の構成材料を表1に示す通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。なお、表1において、LLDPEとしては、UB−106(商品名、タマポリ株式会社製)を使用した。
接着層を使用せず、耐候性層と金属層とを直接接着させたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。なお、この時の耐候性層と金属層との接着は、耐侯性層を構成するペレットを金属層上にキャストさせることによって行った。
耐候性層の構成材料として、CEG量が0ミリモル/kgのポリエチレン(PE)を用いたこと以外は実施例1と同様にしてバックシートを作製した。なお、表1において、PEとしては、ノバテック(商品名、日本ポリエチレン社製)を使用した。
上記のようにして得られた実施例1〜17及び比較例1〜5のバックシートについて、以下の(1)〜(3)の特性を評価した。
まず実施例1〜17及び比較例1〜5で得られたバックシートを用い、以下のようにしてバックシート付き色素増感太陽電池を作製した。
光電変換効率の保持率(%)=η/η0×100
に基づき、光電変換効率の保持率(光電変換保持率)を算出した。結果を表1に示す。
実施例1〜17及び比較例1〜5のバックシートを、85℃85%RHの環境下に2000時間静置させた。そして、バックシートにおける層間に剥離がないかどうかを、以下の方法により調べた。
1.まず絵の具で着色した水溶液を準備し、そこに対象サンプルであるバックシートを浸漬させて、水溶液ごと0.05MPaまで減圧して5分間保持した。
2.次に、減圧を開放し、対象サンプルであるバックシートを水で洗浄した後に乾燥させた。
3.次に、バックシートの断面を光学顕微鏡にて観察し、絵の具によって着色された部分が観察されるかどうか調べた。
このとき、バックシートの断面において絵の具が観察された場合には、層間剥離有と判断し、絵具が観察されない場合には、層間剥離無と判断した。結果を表1に示す。表1において、「O」及び「X」はそれぞれ以下のことを意味する。
O・・・バックシートにおいて層間に剥離が生じなかった
X・・・バックシートにおいて層間に剥離が生じた
またバックシートにおいて、層間に剥離が生じた場合には、層間剥離が生じた場所を「a/b」のように表示した。ここで、「a/b」は、aとbとの間に層間剥離が生じたことを示す。
実施例1〜17及び比較例1〜5のバックシートを、85℃85%RHの環境下に2000時間静置させた。そして、バックシートの外観にクラックなどの異常が見られるかどうかを調べた。結果を表1に示す。表1において、「O」及び「X」はそれぞれ以下のことを意味する。
O・・・バックシートの外観異常なし
X・・・バックシートの外観異常あり
なお、外観異常とは、バックシートにクラックが発生したり、バックシートの表面に亀裂ができていたりする状態である。変色については外観異常と判断しなかった。
40…接着層
60…耐候性層
100…色素増感太陽電池(太陽電池)
200…バックシート
300…バックシート付き太陽電池
T…耐候性層、接着層及び金属層の厚さの合計
T1…金属層の厚さ
T2…接着層の厚さ
T3…耐候性層の厚さ
Claims (10)
- 少なくとも1つの太陽電池セルを有するCIGS系太陽電池、有機薄膜太陽電池又は色素増感太陽電池からなる太陽電池に用いられる太陽電池用バックシートであって、
末端カルボキシル基量が30ミリモル/kg以下であるポリエステル樹脂を含む耐候性層と、
アルミニウムを含む金属材料からなる金属層と、
前記耐候性層と前記金属層との間に設けられ、酸変性ポリオレフィン樹脂を含む接着層とを備え、
前記金属層と前記接着層とが直接接触しており、
前記金属層が圧延アルミニウム箔である、太陽電池用バックシート。 - 前記末端カルボキシル基量が7ミリモル/kg以下である請求項1に記載の太陽電池用バックシート。
- 前記耐候性層に含まれる前記ポリエステル樹脂がポリブチレンテレフタレートである、請求項1又は2に記載の太陽電池用バックシート。
- 前記接着層に含まれる前記酸変性ポリオレフィン樹脂が酸変性ポリエチレンである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の太陽電池用バックシート。
- 前記酸変性ポリエチレンが酸変性直鎖状低密度ポリエチレンである、請求項4に記載の太陽電池用バックシート。
- 前記金属層の厚さが12μm以上100μm以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の太陽電池用バックシート。
- 前記耐候性層の厚さが50μm以上である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の太陽電池用バックシート。
- 前記耐候性層、前記接着層および前記金属層の合計の厚さが120μm以上である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の太陽電池用バックシート。
- 前記金属層に対し前記接着層と反対側に設けられる熱可塑性樹脂層をさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の太陽電池用バックシート。
- 少なくとも1つの太陽電池セルを有するCIGS系太陽電池、有機薄膜太陽電池又は色素増感太陽電池からなる太陽電池と、
前記太陽電池の裏面を覆って保護するバックシートとを備え、
前記バックシートが、請求項1〜9のいずれか一項に記載の太陽電池用バックシートで構成され、前記太陽電池用バックシートにおいて、前記耐候性層が、前記金属層よりも前記太陽電池から遠い位置に配置されている、バックシート付き太陽電池。
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