JP6586175B2 - 樹脂シート、合わせガラスおよび太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
まず、エチレン系共重合体シートを用いて、合わせガラスや太陽電池モジュールを製造する場合は、エチレン系共重合体シートとガラス等の透明基板とを積層し、加熱加圧によりエチレン系共重合体シートを硬化させることにより各層を接着一体化させる。
このとき、得られた合わせガラスや太陽電池モジュールにおいて、透明基板とエチレン系共重合体シートとの間に気泡のようなものが生じ、外観が悪化してしまうことが明らかになった。
このように、本発明者らは、従来のエチレン系共重合体シートは、透明基板に積層した際に外観不良が発生しやすいことを見出した。
エチレン系共重合体により構成された樹脂シートであって、
上記樹脂シートは少なくとも一方の表面に複数の微細な凹部および複数の微細な凸部を有し、
上記樹脂シートの平均膜厚が0.2mm以上2.0mm以下であり、
以下の条件により測定される、上記樹脂シートの最大膜厚と最小膜厚との差が30μm以下である樹脂シート。
<条件>
上記樹脂シートの幅方向における任意の200mm間において20mmごとに厚みを10点測定する。得られた10点の厚みのうち、最大の厚みを上記最大膜厚とし、最小の厚みを上記最小膜厚とする。ここで、上記厚みは、接触式厚み計を用いて上記凸部で測定する。
[2]
上記[1]に記載の樹脂シートにおいて、
上記複数の微細な凹部の平均深さが10μm以上80μm以下である樹脂シート。
[3]
上記[1]または[2]に記載の樹脂シートにおいて、
上記複数の微細な凹部の配列の周期が100μm以上400μm以下である樹脂シート。
[4]
上記[1]乃至[3]いずれか一つに記載の樹脂シートにおいて、
上記エチレン系共重合体が下記要件b1)を満たすエチレン・極性モノマー共重合体(b)を含む樹脂シート。
b1)上記エチレン・極性モノマー共重合体(b)中の極性モノマー単位の含有量が8質量%以上35質量%以下である
[5]
上記[1]乃至[4]いずれか一つに記載の樹脂シートにおいて、
上記エチレン系共重合体が以下の要件a1)およびa2)の少なくとも一つを満たすエチレン・α−オレフィン共重合体(a)を含む樹脂シート。
a1)ASTM D1505に準拠して測定される密度が0.860g/cm3以上0.895g/cm3以下である
a2)ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が55以上95以下である
[6]
上記[1]乃至[5]いずれか一つに記載の樹脂シートにおいて、
上記エチレン系共重合体が以下の要件c1)をさらに満たす樹脂シート。
c1)ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定されるMFRが0.1g/10分以上50g/10分以下である
[7]
上記[1]乃至[6]いずれか一つに記載の樹脂シートにおいて、
上記エチレン系共重合体の含有量が、当該樹脂シート全体を100質量%としたとき、50質量%以上である樹脂シート。
[8]
上記[4]に記載の樹脂シートにおいて、
上記エチレン・極性モノマー共重合体(b)がエチレン・酢酸ビニル共重合体を含む樹脂シート。
[9]
上記[5]に記載の樹脂シートにおいて、
上記エチレン・α−オレフィン共重合体(a)がさらに以下の要件a1')およびa2')の少なくとも一つを満たす樹脂シート。
a1')ASTM D1505に準拠して測定される密度が0.865g/cm3以上0.884g/cm3以下である
a2')ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が60以上85以下である
[10]
上記[1]乃至[9]いずれか一つに記載の樹脂シートにおいて、
架橋剤をさらに含む樹脂シート。
[11]
上記[10]に記載の樹脂シートにおいて、
上記架橋剤の含有量が、上記エチレン系共重合体100質量部に対して、0.05質量部以上5質量部以下である樹脂シート。
[12]
上記[1]乃至[11]いずれか一つに記載の樹脂シートにおいて、
上記複数の微細な凹部および上記複数の微細な凸部を有する上記一方の表面に透明基板が配置される樹脂シート。
[13]
上記[1]乃至[12]いずれか一つに記載の樹脂シートにおいて、
合わせガラス用中間膜または太陽電池封止材である樹脂シート。
[14]
上記[1]乃至[12]いずれか一つに記載の樹脂シートにより構成された合わせガラス用中間膜と、
上記合わせガラス用中間膜の両面に設けられた透明基板と、
を備える合わせガラス。
[15]
表面側透明保護部材と、
裏面側保護部材と、
太陽電池素子と、
上記[1]乃至[12]いずれか一つに記載の樹脂シートの架橋体であり、かつ、上記太陽電池素子を上記表面側透明保護部材と上記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、
を備えた太陽電池モジュール。
本実施形態に係る樹脂シートは、エチレン系共重合体により構成された樹脂シートである。上記樹脂シートは少なくとも一方の表面に複数の微細な凹部および複数の微細な凸部を有する。
本実施形態に係る樹脂シートにおいて、複数の微細な凹部および複数の微細な凸部は、樹脂シートの少なくとも一方の表面に形成されていればよいが、例えば、合わせガラス用中間膜または太陽電池封止材として用いる場合は、透明基板に接する表面に複数の微細な凹部および複数の微細な凸部が形成されていることが好ましく、両面に複数の微細な凹部および複数の微細な凸部が形成されていることがより好ましい。
<条件>
上記樹脂シートの幅方向における任意の200mm間において20mmごとに厚みを10点測定する。得られた10点の厚みのうち、最大の厚みを上記最大膜厚とし、最小の厚みを上記最小膜厚とする。ここで、上記厚みは、接触式厚み計を用いて上記凸部で測定する。
そこで、本発明者らは上記課題を達成するための設計指針についてさらに鋭意検討した。その結果、最大膜厚と最小膜厚との差を上記上限値以下とすることで、外観に優れた透明基板と樹脂シートとの積層体を歩留り良く得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
ここで、上記樹脂シートの平均膜厚は上記10点の厚みの平均値とすることができる。
凹部の平均深さが上記上限値以下であれば、加熱および加圧により凹凸がつぶれる時に空気がトラップされにくく、すなわち、エア抜け性に優れ、気泡が低減される。また、平均深さが上記上限値以下であれば、シートロール等にした際に、その内部の無駄な空間を少なくすることができ、輸送効率が向上する。一方、凹部の平均深さが上記下限値以上であれば、凹部の底面が隣接するシート面と接触しにくく、シート面同士のブロッキングを効果的に抑制できる。
本実施形態に係る樹脂シートに用いられるエチレン系共重合体としては、例えば、エチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンとを含むエチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・環状オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン・環状オレフィン共重合体等のオレフィン系樹脂;エチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体およびそれらの塩、エチレン・ビニルエステル共重合体等のエチレン・極性モノマー共重合体;等から選択される一種または二種以上を用いることができる。
ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定されるエチレン系共重合体のメルトフローレ−ト(MFR)は、好ましくは0.1〜50g/10分であり、より好ましくは0.5〜40g/10分、さらに好ましくは1.0〜35g/10分、特に好ましくは5.0〜25g/10分である。エチレン系共重合体のMFRは、重合反応の際の重合温度、重合圧力、並びに重合系内の共重合モノマーのモノマー濃度と水素濃度のモル比率等を調整することにより、調整することができる。
一方、MFRが上記上限値以下であると、分子量が大きくなるため、チルロール等のロール面への付着を抑制できるため、剥離を不要とし、より均一な厚みのシートに成形することができる。さらに、「コシ」がある樹脂組成物となるため、0.1mm以上の厚いシートを容易に成形することができる。また、架橋特性が向上するため、十分に架橋させて、耐熱性の低下を抑制することができる。
本実施形態におけるエチレン・極性モノマー共重合体としては、例えば、エチレン・(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸プロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸ブチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸ヘキシル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体、エチレン・マレイン酸ジメチル共重合体、エチレン・マレイン酸ジエチル共重合体、エチレン・フマル酸ジメチル共重合体、エチレン・フマル酸ジエチル共重合体等のエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体;エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・マレイン酸共重合体、エチレン・フマル酸共重合体、エチレン・クロトン酸共重合体等のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体およびそれらの塩;エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピオン酸ビニル共重合体、エチレン・酪酸ビニル共重合体、エチレン・ステアリン酸ビニル共重合体等のエチレン・ビニルエステル共重合体:エチレン・スチレン共重合体等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
本実施形態における樹脂シートに用いられるエチレン・α−オレフィン共重合体は、エチレンと、炭素数3〜20のα−オレフィンとを共重合することによって得られる。α−オレフィンとしては、通常、炭素数3〜20のα−オレフィンを1種類単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。中でも好ましいのは、炭素数が10以下であるα−オレフィンであり、とくに好ましいのは炭素数が3〜8のα−オレフィンである。このようなα−オレフィンの具体例としては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、3−メチル−1−ブテン、3,3−ジメチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン等を挙げることができる。中でも、入手の容易さからプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテンが好ましい。なお、エチレン・α−オレフィン共重合体はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよいが、柔軟性の観点からランダム共重合体が好ましい。
ASTM D1505に準拠して測定されるエチレン・α−オレフィン共重合体の密度が、好ましくは0.860〜0.895g/cm3であり、より好ましくは0.863〜0.895g/cm3であり、さらに好ましくは0.865〜0.890g/cm3である。
エチレン・α−オレフィン共重合体の密度は、エチレン単位の含有割合とα−オレフィン単位の含有割合とのバランスにより調整することができる。すなわち、エチレン単位の含有割合を高くすると結晶性が高くなり、密度の高いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。一方、エチレン単位の含有割合を低くすると結晶性が低くなり、密度の低いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
本実施形態に係る樹脂シートを太陽電池封止材として用いた場合には、ASTM D1505に準拠して測定されるエチレン・α−オレフィン共重合体の密度が、好ましくは0.865〜0.884g/cm3であり、より好ましくは0.866〜0.883g/cm3であり、さらに好ましくは0.866〜0.880g/cm3であり、特に好ましくは0.867〜0.880g/cm3である。エチレン・α−オレフィン共重合体の密度は、エチレン単位の含有割合とα−オレフィン単位の含有割合とのバランスにより調整することができる。すなわち、エチレン単位の含有割合を高くすると結晶性が高くなり、密度の高いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。一方、エチレン単位の含有割合を低くすると結晶性が低くなり、密度の低いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
ASTM D2240に準拠して測定される、エチレン系共重合体のショアA硬度は55〜95であり、好ましくは60〜95であり、より好ましくは63〜90である。
エチレン系共重合体のショアA硬度は、エチレン系共重合体のエチレン単位の含有割合や密度を制御することにより、調整することができる。すなわち、エチレン単位の含有割合が高く密度が高いエチレン系共重合体は、ショアA硬度が高くなる。一方、エチレン単位の含有割合が低く密度が低いエチレン系共重合体は、ショアA硬度が低くなる。
ショアA硬度が上記上限値以下であると、透明性および柔軟性を向上させるとともに、シート成形を容易にすることができる。
本実施形態に係る樹脂シートを太陽電池封止材として用いた場合には、ASTM D2240に準拠して測定される、エチレン・α−オレフィン共重合体のショアA硬度は好ましくは60〜85であり、より好ましくは62〜83、さらに好ましくは62〜80、特に好ましくは65〜80である。エチレン・α−オレフィン共重合体のショアA硬度は、エチレン・α−オレフィン共重合体のエチレン単位の含有割合や密度を御することにより、調整することができる。すなわち、エチレン単位の含有割合が高く、密度が高いエチレン・α−オレフィン共重合体は、ショアA硬度が高くなる。一方、エチレン単位の含有割合が低く、密度が低いエチレン・α−オレフィン共重合体は、ショアA硬度が低くなる。
エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、エチレンに由来する構成単位の含有割合は、好ましくは78〜93mol%であり、より好ましくは79〜93mol%であり、さらに好ましくは80〜90mol%である。エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、炭素数3〜20のα−オレフィンに由来する構成単位(以下、「α−オレフィン単位」とも記す)の含有割合は、好ましくは7〜22mol%であり、より好ましくは7〜21mol%であり、さらに好ましくは10〜20mol%である。
本実施形態に係る樹脂シートを太陽電池封止材として用いた場合には、エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、エチレンに由来する構成単位の含有割合は、好ましくは80〜90mol%であり、より好ましくは80〜88mol%であり、さらに好ましくは82〜88mol%であり、とくに好ましくは82〜87mol%である。エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、炭素数3〜20のα−オレフィンに由来する構成単位(以下、「α−オレフィン単位」とも記す)の含有割合は、好ましくは10〜20mol%であり、より好ましくは12〜20mol%であり、さらに好ましくは12〜18mol%、とくに好ましくは13〜18mol%である。
エチレン・α−オレフィン共重合体は、以下に示す種々のメタロセン化合物を触媒として用いて製造することができる。メタロセン化合物としては、例えば、特開2006−077261号公報、特開2008−231265号公報、特開2005−314680号公報等に記載のメタロセン化合物を用いることができる。ただし、これらの特許文献に記載のメタロセン化合物とは異なる構造のメタロセン化合物を使用してもよいし、二種以上のメタロセン化合物を組み合わせて使用してもよい。
メタロセン化合物を用いる重合反応としては、例えば以下に示す態様を好適例として挙げることができる。
本実施形態に係る樹脂シートは、さらに架橋剤を含んでもよい。これにより、エチレン系共重合体の架橋構造を形成することができ、樹脂シートの接着力を高めることができる。
本実施形態に係る樹脂シート中の架橋剤の含有量は、エチレン系共重合体100質量部に対して、好ましくは0.05〜5質量部であり、より好ましくは0.1〜3質量部である。
好ましく用いられる有機過酸化物は、エチレン系共重合体にシランカップリング剤をグラフト変性したり、エチレン系共重合体を架橋したりすることが可能なものであればよいが、シート成形での生産性と架橋速度のバランスから、有機過酸化物の1分間半減期温度が100〜170℃であることが好ましい。有機過酸化物の1分間半減期温度が上記下限値以上であると、シート成形時に樹脂シートにゲルが発生しにくくなる。また、発生したゲル物によりシートの表面に凹凸が発生するのを抑制できるため、外観の低下を防止することができる。
本実施形態に係る樹脂シートは、架橋性をより向上させる観点から、架橋助剤をさらに含むことが好ましい。
上記架橋助剤としては、例えば、ジビニル芳香族化合物、シアヌレート化合物、ジアリル化合物、アクリレート化合物、トリアリル化合物、オキシム化合物およびマレイミド化合物から選択される一種または二種以上を用いることができる。
シアヌレート化合物としては、例えば、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
ジアリル化合物としては、例えば、ジアリルフタレート等が挙げられる。
トリアリル化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル等が挙げられる。
オキシム化合物としては、例えば、p−キノンジオキシム、p−p'−ジベンゾイルキノンジオキシム等が挙げられる。
マレイミド化合物としては、例えば、m−フェニレンジマレイミド等が挙げられる。
本実施形態に係る樹脂シートは、さらにシランカップリング剤を含んでもよい。
本実施形態に係る樹脂シート中のシランカップリング剤の含有量は、エチレン系共重合体100質量部に対して、0.1〜5質量部であることが好ましく、0.1〜4質量部であることがより好ましく、0.1〜3質量部であることが特に好ましい。
一方、シランカップリング剤の含有量が上記上限値以下であると、コストと性能のバランスがよく、透湿性の低下も防止できる。また、太陽電池封止材として用いた場合に、表面側透明保護部材、セル、電極、裏面側保護部材との密着性が良好となり、接着性も向上する。また、シランカップリング剤自体が縮合反応を起こし、太陽電池封止材に白い筋として存在し、製品外観が悪化することを抑制できる。
本実施形態に係る樹脂シートは、紫外線吸収剤、光安定化剤、および耐熱安定剤から選択される少なくとも一種の添加剤をさらに含有してもよい。これらの添加剤の配合量は、エチレン系共重合体100質量部に対して、0.005〜5質量部であることが好ましい。さらに、上記三種から選ばれる少なくとも二種の添加剤を含有することが好ましく、とくに、上記三種の全てが含有されていることが好ましい。上記添加剤の配合量が上記範囲内にあると、耐候安定性および耐熱安定性を向上する効果を十分に確保し、かつ、透明性や、ガラス板との接着性の低下を防ぐことができるので好ましい。
本実施形態に係る樹脂シートは、以上詳述した諸成分以外の各種成分を、本発明の目的を損なわない範囲において、適宜含有させることができる。例えば、上記エチレン系共重合体以外の各種ポリオレフィン、スチレン系やエチレン系ブロック共重合体、プロピレン系重合体等が挙げられる。これらは、上記エチレン系共重合体100質量部に対して、0.0001〜50質量部、好ましくは0.001〜40質量部含有されていてもよい。また、ポリオレフィン以外の各種樹脂、および/または各種ゴム、可塑剤、充填剤、顔料、染料、帯電防止剤、抗菌剤、防黴剤、難燃剤、架橋助剤、および分散剤等から選ばれる一種以上の添加剤を適宜含有することができる。
本実施形態に係る樹脂シートを得るためには、とくにエチレン系共重合体の種類、樹脂シートの成形条件等を高度に制御することが重要である。
はじめに、エチレン系共重合体と、必要に応じて、架橋剤と、架橋助剤と、シランカップリング剤と、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、耐熱安定剤と、さらに必要に応じてその他添加剤とを、例えば、ポリ袋等の袋の中で人力でのブレンドや、ヘンシェルミキサー、タンブラー、スーパーミキサー等の攪拌混合機を用いてブレンドする。次いで、得られた樹脂組成物を、例えば、押出シート成形機のホッパーに投入し、溶融混練を行いつつ押出シート成形機のTダイから樹脂組成物をシート状に押出して樹脂シートを得る。
Tダイのリップ開度を、例えば、以下のように高度に制御することにより、上記樹脂シートの最大膜厚と最小膜厚との差を低下させることができる。
Tダイには、通常、幅方向に複数のリップ開度調整機構が設けられている。まず接触式厚み計を用いて、得られた樹脂シートの幅方向における任意の200mm間において20mmごとに厚みを10点測定する。得られた10点の厚みのうち、最大の厚みを最大膜厚とし、最小の厚みを最小膜厚とする。次いで、最大の厚みを有する区画に対応するリップ開度を狭め、最小の厚みを有する区画に対応するリップ開度を広げ、再度樹脂シートを製造する。次いで、再度、得られた樹脂シートの幅方向における任意の200mm間において20mmごとに厚みを10点測定する。次いで、最大膜厚と最小膜厚との差が30μmを超える場合は、同様のリップ開度調整の操作を行う。これを繰り返すことで、上記樹脂シートの最大膜厚と最小膜厚との差を低下でき、その結果、本実施形態に係る樹脂シートを得ることができる。
本実施形態に係る樹脂シートの用途は特に限定されないが、合わせガラス用中間膜として用いることが好ましい。
本実施形態の合わせガラスは、本実施形態に係る樹脂シートを合わせガラス用中間膜として用いていればよい。本実施形態に係る合わせガラスは、外観不良が生じ難い合わせガラスである。
合わせガラス100は、本実施形態に係る樹脂シートにより構成された合わせガラス用中間膜101と、合わせガラス用中間膜101の両面に設けられた透明基板103と、を備える。
合わせガラス100を製造するには、例えば、図1に示すように、本実施形態に係る樹脂シートを合わせガラス用中間膜101として用い、合わせガラス用中間膜101を2枚の透明基板103の間に狭持した後、加熱加圧する方法等が用いられる。
これらの工程は、例えば、真空袋方式、ニップロール方式等を用いて行われる。これにより、合わせガラス用中間膜101が硬化して、合わせガラス用中間膜101と2枚の透明基板103とを接着一体化することができる。製造条件としては、例えば、上記積層体を80〜120℃の温度で予備圧着し、100〜150℃で10分〜1時間加熱処理することによりエチレン系共重合体を架橋させる。また、加熱処理は加圧下で行ってもよい。
透明基板103の厚さは、1〜20mm程度が一般的である。合わせガラス100において両面に配置されるそれぞれの透明基板103は、同一のもの用いてもよく、異なる基材を組み合わせて用いてもよい。基材の強度と合わせガラスの用途とを考慮して、組み合わせを決定する。
本実施形態に係る樹脂シートの用途は特に限定されないが、太陽電池封止材として用いることが好ましい。
本実施形態に係る樹脂シートにより構成された太陽電池封止材(太陽電池封止材シートとも呼ぶ。)は、太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子を封止するために用いられる。
太陽電池モジュールは、例えば、通常、単結晶シリコン、多結晶シリコン等により形成された太陽電池素子を太陽電池封止材シートで挟み積層し、さらに、表裏両面を保護シートでカバーした結晶型太陽電池モジュールが挙げられる。すなわち、典型的な太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール用保護シート(表面側透明保護部材)/受光面側封止層/太陽電池素子/裏面側封止層/太陽電池モジュール用保護シート(裏面側保護部材)という構成になっている。ここで、本実施形態の太陽電池封止材は上記受光面側封止層および裏面側封止層のいずれか一方、あるいは両方を形成するために用いられ、これらの封止層は樹脂シートを架橋させることにより形成することができる。
ただし、本発明の好ましい実施形態の1つである太陽電池モジュールは、上記の構成には限定されず、本発明の目的を損なわない範囲で、上記の各層の一部を適宜省略し、または上記以外の層を適宜設けることができる。上記以外の層としては、例えば接着層、衝撃吸収層、コーティング層、反射防止層、裏面再反射層、および光拡散層等を挙げることができる。これらの層は、とくに限定はないが、各層を設ける目的や特性を考慮して、適切な位置に設けることができる。
太陽電池モジュール10は、複数の太陽電池素子13と、太陽電池素子13を挟んで封止する一対の受光面側太陽電池封止材シート11と裏面側太陽電池封止材シート12、および表面側透明保護部材14および裏面側保護部材(バックシート)15とを備える。
太陽電池素子13としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系、ガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル等のIII−V族やII−VI族化合物半導体系等の各種太陽電池素子を用いることができる。
太陽電池モジュール10においては、複数の太陽電池素子13は、導線および半田接合部を備えたインターコネクタ16を介して電気的に直列に接続されている。
表面側透明保護部材14としては、ガラス板;アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、フッ素含有樹脂等により形成された樹脂板等の透明基板が挙げられる。
本実施形態の太陽電池封止材シートは、表面側透明保護部材14に対して良好な接着性を示す。
裏面側保護部材(バックシート)15としては、金属や各種熱可塑性樹脂フィルム等の単体もしくは多層のシートが挙げられる。例えば、錫、アルミ、ステンレススチール等の金属;ガラス等の無機材料;ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィン等により形成された各種熱可塑性樹脂フィルム等が挙げられる。
裏面側保護部材15は、単層であってもよく、複層であってもよい。
本実施形態の太陽電池封止材シートは、裏面側保護部材15に対して良好な接着性を示す。
本実施形態における太陽電池モジュールの製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。
まず、インターコネクタ16を用いて電気的に接続した複数の太陽電池素子13を一対の受光面側太陽電池封止材シート11と裏面側太陽電池封止材シート12で挟み、さらにこれら受光面側太陽電池封止材シート11と裏面側太陽電池封止材シート12を表面側透明保護部材14と裏面側保護部材15とで挟んで積層体を作製する。次いで、積層体を加熱して、受光面側太陽電池封止材シート11と裏面側太陽電池封止材シート12、受光面側太陽電池封止材シート11と表面側透明保護部材14、裏面側太陽電池封止材シート12と裏面側保護部材15とを接着する。
太陽電池モジュールの製造に当たっては、樹脂シートを予め作っておき、樹脂シートが溶融する温度で圧着するという従来同様のラミネート方法によって、例えば、ラミネート温度が145〜170℃、真空圧10Torr以下で、0.5〜10分間真空下で加熱する。次いで、大気圧による加圧を2〜30分間程度行い、既に述べたような構成のモジュールを形成することができる。この場合、樹脂シートは特定の架橋剤を含有することで優れた架橋特性を有しており、モジュールの形成において二段階の接着工程を経る必要はなく、高温度で短時間に完結することができ、モジュールの生産性を格段に改良することができる。また、オーブン等を用いた二段階の接着工程を経ることも可能であり、二段階の接着工程を経る場合は、例えば、120〜170℃の範囲で1〜120分加熱し、モジュールを生産することも可能である。
[ショアA硬度]
エチレン系共重合体を190℃、加熱4分、10MPaで加圧した後、10MPaで常温まで5分間加圧冷却して3mm厚のシートを得た。得られたシートを用いて、ASTM D2240に準拠してエチレン系共重合体のショアA硬度を測定した。
ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件にてエチレン系共重合体のMFRを測定した。
試料0.35gをヘキサクロロブタジエン2.0mlに加熱溶解させて得られた溶液をグラスフィルター(G2)で濾過した後、重水素化ベンゼン0.5mlを加え、内径10mmのNMRチューブに装入した。日本電子社製のJNM GX−400型NMR測定装置を使用し、120℃で13C−NMR測定を行った。積算回数は8000回以上とした。得られた13C−NMRスペクトルより、共重合体中のα−オレフィン単位の含有割合を定量した。
酢酸ビニル含有量はJIS K6730に準拠して測定し、算出した。
ASTM D1505に準拠して、エチレン系共重合体の密度を測定した。
樹脂シートの幅方向における任意の200mm間において20mmごとに厚みを10点測定した。得られた10点の厚みのうち、最大の厚みを最大膜厚とし、最小の厚みを最小膜厚とした。ここで、厚みは、接触式厚み計(ピーコック社製MODEL H)を用いて凸部で測定した。また、10点の厚みの平均値を樹脂シートの平均膜厚とした。
樹脂シートの凹部の平均深さを測定した。具体的には、樹脂シート中央、および樹脂シートの幅方向の両端から10cm内側の3カ所において、20mm×20mmの正方形のシート片を切り出し、これらのシート片にある各凹部の深さを1つのシート片あたり10個、電子顕微鏡による断面観察により測定し、平均深さを求めた。各実施例および各比較例では凸パターンが全体に一様に形成されたエンボスロールを用いているため、この様に求めた平均値は、全体の平均とみなすことができる。
凹部の配列の周期を測定した。具体的には、平均深さの評価と同様の3カ所から5mm×5mmの正方形のシート片を切り出し、これらのシート片の表面形状を光学顕微鏡により測定して周期を測定した。
1.樹脂シートの製造
エチレン・酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含有量:28質量%、MFR:15g/10min)100質量部に対し、シランカップリング剤としてγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを0.5質量部、架橋剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネートを1.0質量部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレートを1.2質量部、紫外線吸収剤として2−ヒドロキシ−4−ノルマル−オクチルオキシベンゾフェノンを0.4質量部、光安定化剤としてビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケートを0.2質量部、耐熱安定剤1としてトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト0.1質量部、および耐熱安定剤2としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート0.1質量部を配合し、樹脂組成物Aを得た。
T型ダイス付き押出成形機にて、ダイス温度105℃の条件下で上記樹脂組成物をシート状に溶融押出した。次いで、ロール温度30℃、巻き取り速度1.0m/minで、冷却ロールを兼ねたエンボスロールにて冷却固化後、溶融押出したシートを巻き取り、平均膜厚0.45mmの樹脂シートを得た。ここで、Tダイのリップ開度を調整することにより、樹脂シートの最大膜厚と最小膜厚との差を調整した。
得られた樹脂シートの最大膜厚と最小膜厚との差は15μm、複数の微細な凹部の平均深さは30μm、複数の微細な凹部の配列の周期は300μmであった。なお、本実施例において用いたエンボスロールの表面には、平面視で正方形の凸部を複数有する凸パターンが全体に一様に形成されていた。
以下の方法に従い、樹脂シートとガラス板との積層体を作製した。
幅1000mm×長さ800mmサイズにカットした旭硝子ファブリテック社製の3.2mm厚みの青板フロートガラス2枚の間に、幅1010mm×長さ810mmにカットした樹脂シートを積層した。真空ラミネーター(NPC社製:LM−110x160−S)を用いて熱板温度150℃で、真空時間3分、加圧時間2分、保持時間13分にてラミネートした。また、真空時間の3分はリフトピンを上げた状態にした。
得られた積層体のうち目視による観察で気泡が確認されなかった積層体を〇と評価し、気泡が確認された積層体を×と評価した。結果を表1に示す。
巻き取り速度を調整することにより、樹脂シートの平均膜厚を1.0mmとした以外は実施例1と同様にして樹脂シートを作製した。
凸パターンの大きさが実施例1とは異なるエンボスロールを用い、かつ、樹脂シートの最大膜厚と最小膜厚との差が25μmになるようにTダイのリップ開度を調整した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを作製した。得られた樹脂シートの複数の微細な凹部の平均深さは50μmであった。
エチレン・酢酸ビニル共重合体の代わりに、WO2012/060086の合成例2のエチレン・α−オレフィン共重合体(α−オレフィン:1−ブテン、α−オレフィン単位の含有割合:18mol%、エチレン単位の含有割合:82mol%、MFR:9.5g/10分、ショアA硬度:60、密度:0.865g/cm3)を用いた以外は実施例1の樹脂組成物Aと同様にして樹脂組成物Bを調製した。この樹脂組成物Bを用いた以外は実施例1と同様にして樹脂シートを作製した。
Tダイのリップ開度の調整を行わなかった以外は実施例1と同様にして樹脂シートを作製した。
樹脂組成物Bを用いた以外は比較例1と同様にして樹脂シートを作製した。
Claims (14)
- エチレン系共重合体により構成された樹脂シートであって、
前記樹脂シートは少なくとも一方の表面に複数の微細な凹部および複数の微細な凸部を有し、
前記樹脂シートの平均膜厚が0.2mm以上2.0mm以下であり、
以下の条件により測定される、前記樹脂シートの最大膜厚と最小膜厚との差が30μm以下であり、
前記エチレン系共重合体が下記要件b1)を満たすエチレン・極性モノマー共重合体(b)を含む樹脂シート。
b1)前記エチレン・極性モノマー共重合体(b)中の極性モノマー単位の含有量が8質量%以上35質量%以下である
<条件>
前記樹脂シートの幅方向における任意の200mm間において20mmごとに厚みを10点測定する。得られた10点の厚みのうち、最大の厚みを前記最大膜厚とし、最小の厚みを前記最小膜厚とする。ここで、前記厚みは、接触式厚み計を用いて前記凸部で測定する。 - 請求項1に記載の樹脂シートにおいて、
前記エチレン・極性モノマー共重合体(b)がエチレン・酢酸ビニル共重合体を含む樹脂シート。 - エチレン系共重合体により構成された樹脂シートであって、
前記樹脂シートは少なくとも一方の表面に複数の微細な凹部および複数の微細な凸部を有し、
前記樹脂シートの平均膜厚が0.2mm以上2.0mm以下であり、
以下の条件により測定される、前記樹脂シートの最大膜厚と最小膜厚との差が30μm以下であり、
前記エチレン系共重合体が以下の要件a1)およびa2)の少なくとも一つを満たすエチレン・α−オレフィン共重合体(a)を含む樹脂シート。
a1)ASTM D1505に準拠して測定される密度が0.860g/cm 3 以上0.895g/cm 3 以下である
a2)ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が55以上95以下である
<条件>
前記樹脂シートの幅方向における任意の200mm間において20mmごとに厚みを10点測定する。得られた10点の厚みのうち、最大の厚みを前記最大膜厚とし、最小の厚みを前記最小膜厚とする。ここで、前記厚みは、接触式厚み計を用いて前記凸部で測定する。 - 請求項3に記載の樹脂シートにおいて、
前記エチレン・α−オレフィン共重合体(a)がさらに以下の要件a1')およびa2')の少なくとも一つを満たす樹脂シート。
a1')ASTM D1505に準拠して測定される密度が0.865g/cm3以上0.884g/cm3以下である
a2')ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が60以上85以下である - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
前記複数の微細な凹部の平均深さが10μm以上80μm以下である樹脂シート。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
前記複数の微細な凹部の配列の周期が100μm以上400μm以下である樹脂シート。 - 請求項1乃至6いずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
前記エチレン系共重合体が以下の要件c1)をさらに満たす樹脂シート。
c1)ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定されるMFRが0.1g/10分以上50g/10分以下である - 請求項1乃至7いずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
前記エチレン系共重合体の含有量が、当該樹脂シート全体を100質量%としたとき、50質量%以上である樹脂シート。 - 請求項1乃至8いずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
架橋剤をさらに含む樹脂シート。 - 請求項9に記載の樹脂シートにおいて、
前記架橋剤の含有量が、前記エチレン系共重合体100質量部に対して、0.05質量部以上5質量部以下である樹脂シート。 - 請求項1乃至10いずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
前記複数の微細な凹部および前記複数の微細な凸部を有する前記一方の表面に透明基板が配置される樹脂シート。 - 請求項1乃至11いずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
合わせガラス用中間膜または太陽電池封止材である樹脂シート。 - 請求項1乃至11いずれか一項に記載の樹脂シートにより構成された合わせガラス用中間膜と、
前記合わせガラス用中間膜の両面に設けられた透明基板と、
を備える合わせガラス。 - 表面側透明保護部材と、
裏面側保護部材と、
太陽電池素子と、
請求項1乃至11いずれか一項に記載の樹脂シートの架橋体であり、かつ、前記太陽電池素子を前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、
を備えた太陽電池モジュール。
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