JPWO2010109896A1 - 太陽電池モジュール用保護シートおよびこれを備えた太陽電池モジュール - Google Patents

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Abstract

本発明の太陽電池モジュール用保護シートは、基材フィルムと、基材フィルムの一方の面に積層された熱接着性層と、を備え、熱接着性層は、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーを含有する樹脂材料からなり、太陽電池モジュールを構成する封止材との接着に用いられる接着層をなすものである。

Description

本発明は、太陽電池モジュールの表面保護シートまたは裏面保護シートとして用いられる太陽電池モジュール用保護シートおよびこれを備えた太陽電池モジュールに関する。
本願は、２００９年３月２６日に、日本に出願された特願２００９−７５３２３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールは、大気汚染や地球温暖化などの環境問題に対応して、二酸化炭素を排出せずに発電できるクリーンなエネルギー源として注目されている。
一般に、太陽電池モジュールは、光電変換を行う太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する電気絶縁体からなる封止材（充填層）と、封止材の表面に積層された表面保護シート（フロントシート）と、封止材の裏面に積層された裏面保護シート（バックシート）とから概略構成されている。太陽電池モジュールは、屋外および屋内において、長期間の使用に耐え得る耐湿性と耐候性が要求される。
この太陽電池モジュールは、結晶シリコン、アモルファスシリコンなどからなる太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する電気絶縁体からなる封止材（充填層）と、封止材の表面に積層された表面保護シート（フロントシート）と、封止材の裏面に積層された裏面保護シート（バックシート）とから概略構成されている。
上記のような裏面保護シートとして、金属などの水蒸気透過を防止する層の片面または両面にフッ素系プラスチックフィルムを備えた裏面保護シートが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この裏面保護シートは、熱プレスにより、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）からなる封止材に融着されている。
特開平６−１７７４１２号公報
しかしながら、従来の裏面保護シートでは、太陽電池モジュールに適用した場合、封止材に対する接着性が低いため、裏面保護シートが封止材から剥離して、封止材内に水蒸気が入り込むという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュールに適用した場合、太陽電池モジュールの封止材に対する接着性に優れる太陽電池モジュール用保護シートおよびこれを用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートは、基材フィルムと、該基材フィルムの少なくとも一方の面に積層された熱接着性層と、を備えた太陽電池モジュール用保護シートであって、前記熱接着性層は、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーを含有する樹脂材料からなり、太陽電池モジュールを構成する封止材との接着に用いられる接着層をなすものである。
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する封止材と、該封止材に積層された保護シートとを備えた太陽電池モジュールであって、前記保護シートは、上記太陽電池モジュール用保護シートからなり、前記保護シートは、前記熱接着性層を介して、前記封止材に積層されている。
前記封止材は、ポリオレフィン系樹脂からなることが好ましい。
前記グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーは、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位の含有率が６〜２０質量％であることが好ましい。
前記グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーは、さらにアルキル（メタ）アクリレート単位を含むことが好ましい。
前記グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーは、アルキル（メタ）アクリレート単位の含有率が５〜４０質量％であることが好ましい。
前記グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーは、エチレン単位と、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位と、アルキル（メタ）アクリレート単位とを含む三元共重合体であることが好ましい。
前記基材フィルムの少なくとも一方の面に無機酸化物からなる蒸着層が設けられていることが好ましい。
本発明の太陽電池モジュールは、上記太陽電池モジュール用保護シートが、封止材の両面に積層されている物であることが好ましい。
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルにフレキシブル基板が用いられていることが好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートによれば、基材フィルムと、基材フィルムの少なくとも一方の面に積層された熱接着性層とを備え、熱接着性層は、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーを含有する樹脂材料からなり、さらに、太陽電池モジュールを構成する封止材との接着に用いられる接着層をなすものであるので、基材フィルムにコロナ処理を施さなくても、熱接着性層の基材フィルムに対する接着性に優れている。さらに、この熱接着性層は、太陽電池モジュールの封止材に対する接着性にも優れているため、本発明の太陽電池モジュール用保護シートは、太陽電池モジュールから剥がれ難くなる。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第一の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第二の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第三の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第四の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第五の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。
本発明の太陽電池モジュール用保護シートおよびこれを用いた太陽電池モジュールの実施の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
（１）第一の実施形態
「太陽電池モジュール用保護シート」
図１は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第一の実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０は、基材フィルム１１と、基材フィルム１１の一方の面１１ａに積層された熱接着性層１２とから概略構成されている。
この太陽電池モジュール用保護シート１０は、太陽電池モジュールのフロントシートまたはバックシートに適用されるものである。
基材フィルム１１としては、電気絶縁性を有し、熱接着性層１２が積層可能であれば、樹脂フィルムなどが用いられる。
基材フィルム１１に用いられる樹脂フィルムとしては、一般に太陽電池モジュール用保護シートにおける樹脂フィルムとして用いられているものが選択される。このような樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、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などのエステル系樹脂、ナイロン（商品名）などのアミド系樹脂、カーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのビニルアルコール系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ビニルアセタール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、フッ素系樹脂などの樹脂からなる樹脂のフィルムまたはシートが用いられる。これらの樹脂フィルムのなかでも、ポリエステルからなるフィルムが好ましく、より具体的にはＰＥＴフィルムが好適である。
基材フィルム１１の厚みは、太陽電池モジュールに要求される電気絶縁性に基づいて適宜設定される。例えば、基材フィルム１１が樹脂フィルムである場合、その厚みが１０μｍ〜３００μｍの範囲であることが好ましい。より具体的には、基材フィルム１１がＰＥＴフィルムである場合、軽量性および電気絶縁性の観点から、その厚みが１０μｍ〜３００μｍの範囲であることが好ましく、２０μｍ〜２５０μｍの範囲であることがより好ましく、３０μｍ〜２００μｍの範囲であることが特に好ましい。
熱接着性層１２は、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーを含有する樹脂材料からなり、太陽電池モジュールを構成する封止材との接着に用いられる接着層をなしている。
熱接着性層１２を基材フィルム１１の一方の面１１ａに積層し、太陽電池モジュール用保護シート１０の最外層とすることにより、太陽電池モジュールを構成する封止材の外面に対して太陽電池モジュール用保護シート１０を接着することができる。熱接着性層１２は、太陽電池モジュールの封止材に対して、５０〜２００℃の範囲の加熱プレス加工によって接合することができ、封止材と強固に接着する。
熱接着性層１２を構成するグリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーとしては、エチレン単位と、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位とを含む二元共重合体、あるいは、エチレン単位と、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位と、アルキル（メタ）アクリレート単位とを含む三元共重合体などが用いられる。これらの中でも、接着性の観点から、エチレン単位と、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位と、アルキル（メタ）アクリレート単位とを含む三元共重合体が好ましい。
また、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーにおいて、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位の含有率は６〜２０質量％であることが好ましく、７〜１５質量％であることがより好ましい。
また、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーにおいて、アルキル（メタ）アクリレート単位を含む場合、アルキル（メタ）アクリレート単位の含有率は５〜４０質量％であることが好ましく、１０〜３０質量％であることがより好ましい。
グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーにおいて、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位およびアルキル（メタ）アクリレート単位の含有率が上記の範囲内であれば、加熱プレス加工による接着性に優れ、封止材に対して強固に接着することができる。
熱接着性層１２を形成する樹脂材料は、上述したグリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーの他に、他の樹脂、硬化剤、触媒などを含んでいてもよい。
上記の他の樹脂としては、グリシジル基を有するメタクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーとの相溶性に優れる樹脂や、基材フィルム１１、および、太陽電池モジュールの封止材との接着性に優れる樹脂が選択され、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、密度：０．９１０ｇ／ｃｍ３以上、０．９３０ｇ／ｃｍ３未満）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ、密度：０．９３０ｇ／ｃｍ３以上、０．９４２ｇ／ｃｍ３未満）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、密度：０．９４２ｇ／ｃｍ３以上）などのポリエチレン樹脂；ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）；オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、シクロオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体などのポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
熱接着性層１２における他の樹脂の含有率は、０〜２０質量％程度である。
熱接着性層１２の厚みは、基材フィルム１１、および、太陽電池モジュールの封止材に応じて適宜調節される。熱接着性層１２の厚みは、例えば、１μｍ〜２００μｍの範囲であることが好ましく、軽量性および電気絶縁性などの観点から、１０μｍ〜２００μｍの範囲であることがより好ましく、５０μｍ〜１５０μｍの範囲であることがさらに好ましく、８０μｍ〜１２０μｍの範囲であることが最も好ましい。
この太陽電池モジュール用保護シート１０によれば、基材フィルム１１と、基材フィルム１１の一方の面１１ａに積層された熱接着性層１２とを備え、熱接着性層１２は、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィン系ポリマーを含有する樹脂材料からなり、基材フィルム１１の一方の面１１ａにコロナ処理を施さなくても、熱接着性層１２の基材フィルム１１に対する接着性に優れている。さらに、この熱接着性層１２は、太陽電池モジュールの封止材に対する接着性にも優れているため、太陽電池モジュール用保護シート１０は、太陽電池モジュールから剥がれ難くなる。
なお、この実施形態では、基材フィルム１１の一方の面１１ａに熱接着性層１２が積層された太陽電池モジュール用保護シート１０を例示したが、本発明の太陽電池モジュール用保護シートはこれに限定されない。本発明の太陽電池モジュール用保護シートにあっては、基材フィルムの他方の面（一方の面とは反対側の面）にも熱接着性層が積層されていてもよい。
（太陽電池モジュール用保護シートの製造方法）
次に、図１を参照して、太陽電池モジュール用保護シート１０の製造方法について説明する。
太陽電池モジュール用保護シート１０を製造するには、Ｔダイ押出機やＴダイ製膜機を用いた押出成形により、熱接着層を形成する樹脂材料を溶融・混練し、基材フィルム１１を一定の速度にて移動させながら、その基材フィルム１１の一方の面１１ａに、溶融した樹脂材料を押し出して積層し、基材フィルム１１の一方の面１１ａに、樹脂材料からなる熱接着性層１２を形成し、太陽電池モジュール用保護シート１０を得る。
熱接着性層１２を形成する樹脂材料を溶融する温度は、溶融した樹脂材料の温度（熱）により、基材フィルム１１が収縮しない程度とし、８０〜３５０℃であることが好ましく、より好ましくは１５０〜３００℃である。
また、熱接着性層１２を形成する樹脂材料のＴダイ押出機（Ｔダイ製膜機）からの吐出量は、目的とする熱接着性層１２の厚みや基材フィルム１１の移動する速度（移動速度）に応じて適宜調整される。
基材フィルム１１は、例えば、ロールｔｏロール式により一定速度にて、長手方向に移動（搬送）され、その移動速度は、熱接着性層１２を形成する樹脂材料のＴダイ押出機（Ｔダイ製膜機）からの吐出量に応じて適宜調整される。
このような押出成形によれば、基材フィルム１１の一方の面１１ａに、Ｔダイ押出機（Ｔダイ製膜機）から溶融した熱接着性層１２を形成する樹脂材料を押し出して積層するだけで、基材フィルム１１に熱接着性層１２を接合することができる。
（２）第二の実施形態
図２は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第二の実施形態を示す概略断面図である。
図２において、図１に示した太陽電池モジュール用保護シート１０と同じ構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート２０は、第一の実施形態と同様に、太陽電池モジュールのフロントシートまたはバックシートに適用される。
太陽電池モジュール用保護シート２０においては、第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０の構造に加えて、蒸着層１３がさらに設けられている。
この実施形態では、基材フィルム１１および熱接着性層１２は、第一の実施形態と同様な構成である。
蒸着層１３は、基材フィルム１１の熱接着性層１２が設けられている面とは反対側の面（以下、「他方の面」と言う。）１１ｂに積層されている。
蒸着層１３は、金属および金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、珪化物などの無機材料から構成されるものであり、基材フィルム１１に対する蒸着によって形成されるものであれば特に限定されない。
蒸着層１３を形成する蒸着方法としては、例えば、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法などの化学気相法、または、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理気相法が用いられる。これらの方法の中でも、操作性や層厚の制御性を考慮した場合、スパッタリング法が好ましい。
この蒸着層１３は、水蒸気バリア性を有した防湿層として機能する。また、蒸着層１３は、太陽電池モジュールに適用することにより、太陽電池モジュールの耐候性を高めることができる。
金属としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）、スズ（Ｓｎ）、ナトウリム（Ｎａ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）などの金属が用いられる。
これらの金属の酸化物、窒化物、酸窒化物としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化スズ、窒化珪素、酸窒化珪素、酸窒化アルミニウムなどが挙げられる。
蒸着層１３は、一種の無機材料からなるものであっても、複数種の無機材料からなるものであってもよい。
蒸着層１３が複数種の無機材料からなる場合、各無機材料からなる層が順に蒸着された積層構造の蒸着層であってもよく、複数種の無機材料が同時に蒸着された蒸着層であってもよい。
蒸着層１３の厚みは、水蒸気バリア性を考慮して適宜設定され、用いる無機材料の種類や蒸着密度などによって変更される。蒸着層１３の厚みは、５ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
太陽電池モジュール用保護シート２０によれば、第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０に加えて、基材フィルム１１に蒸着層１３を設けることにより、太陽電池モジュール用保護シート１０の効果に加えて、防湿性、耐候性を向上させることができる。
また、この実施形態では、基材フィルム１１の他方の面１１ｂに蒸着層１３が設けられた太陽電池モジュール用保護シート２０を例示したが、本発明の太陽電池モジュール用保護シートはこれに限定されない。本発明の太陽電池モジュール用保護シートにあっては、基材フィルムの両面（一方の面および他方の面）に蒸着層が設けられていてもよい。
（３）第三の実施形態
図３は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第三の実施形態を示す概略断面図である。
図３において、図１に示した太陽電池モジュール用保護シート１０、および、図２に示した太陽電池モジュール用保護シート２０と同じ構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート３０は、第一の実施形態および第二の実施形態と同様に、太陽電池モジュールのフロントシートまたはバックシートに適用される。
太陽電池モジュール用保護シート３０においては、第二の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート２０の構造に加えて、フッ素樹脂層１４がさらに設けられている。
この実施形態では、基材フィルム１１および熱接着性層１２は、第一の実施形態と同様な構成であり、蒸着層１３は、第二の実施形態と同様な構成である。
フッ素樹脂層１４は、蒸着層１３の基材フィルム１１と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）１３ａに積層されている。フッ素樹脂層１４は硬化層となるように設けられる。
フッ素樹脂層１４の厚みは、耐候性、耐薬品性、軽量化などを考慮して設定され、５μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、１０μｍ〜３０μｍの範囲がより好ましい。
フッ素樹脂層１４としては、フッ素を含む層であれば特に制限されない。このフッ素を含む層を形成するものとしては、例えば、フッ素含有樹脂を有するシート、フッ素含有樹脂を有する塗料を塗布してなる塗膜などが挙げられる。これらの中でも、太陽電池モジュール用保護シート３０の軽量化のため、フッ素樹脂層１４をより薄くする観点から、フッ素含有樹脂を有する塗料を塗布してなる塗膜が好ましい。
フッ素樹脂層１４がフッ素含有樹脂を有するシートである場合、接着層を介して、蒸着層１３にフッ素樹脂層１４が積層される。接着層は、蒸着層１３に対する接着性を有する接着剤から構成される。
この接着層を構成する接着剤としては、ポリアクリル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルポリウレタン系接着剤などが用いられる。これらの接着剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
一方、フッ素樹脂層１４がフッ素含有樹脂を有する塗料を塗布してなる塗膜である場合、通常、接着層を介することなく、フッ素含有樹脂を含有した塗料を蒸着層１３に直接塗布することにより、蒸着層１３にフッ素樹脂層１４が積層される。
フッ素含有樹脂を有するシートとしては、例えば、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）またはエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）を主成分とする樹脂をシート状に加工したものが用いられる。
ＰＶＦを主成分とする樹脂としては、例えば、「Ｔｅｄｌａｒ（商品名、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）」が用いられる。
ＥＣＴＦＥを主成分とする樹脂としては、例えば、「Ｈａｌａｒ（商品名、Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ社製）」が用いられる。
ＥＴＦＥを主成分とする樹脂としては、例えば、「Ｆｌｕｏｎ（商品名、旭硝子社製）」が用いられる。
フッ素含有樹脂を含有する塗料としては、溶剤に溶解または水に分散されたものであって、塗布可能なものであれば特に限定されない。
塗料に含まれるフッ素含有樹脂としては、本発明の効果を損なわず、フッ素を含有する樹脂であれば特に限定されないが、塗料の溶媒（有機溶媒または水）に溶解し、架橋可能であるものが用いられる。
塗料に含まれるフッ素含有樹脂としては、硬化性官能基を有するフルオロオレフィン樹脂を用いることが好ましい。このフルオロオレフィン樹脂としては、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、イソブチレン、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）、ヒドロキシブチルビニルエーテルおよびその他のモノマーからなる共重合体、並びに、ＴＦＥ、ＶｄＦ、ヒドロキシブチルビニルエーテルおよびその他のモノマーからなる共重合体が用いられる。
具体的には、フルオロオレフィン樹脂としては、「ＬＵＭＩＦＬＯＮ（商品名、旭硝子社製）」、「ＣＥＦＲＡＬ ＣＯＡＴ（商品名、セントラル硝子社製）」、「ＦＬＵＯＮＡＴＥ（商品名、ＤＩＣ社製）」などのクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）を主成分としたポリマー類、「ＺＥＦＦＬＥ（商品名、ダイキン工業社製）」などのテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）を主成分としたポリマー類、「Ｚｏｎｙｌ（商品名、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）」、「Ｕｎｉｄｙｎｅ（商品名・ダイキン工業株式会社製）」などのフルオロアルキル基を有するポリマー、フルオロアルキル単位を主成分としたポリマー類などが挙げられる。
これらの中でも、耐候性および顔料分散性などの観点から、ＣＴＦＥを主成分としたポリマーおよびＴＦＥを主成分としたポリマーが好ましく、「ＬＵＭＩＦＬＯＮ」および「ＺＥＦＦＬＥ」が最も好ましい。
「ＬＵＭＩＦＬＯＮ」は、ＣＴＦＥと数種類の特定のアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテルとを主な構成単位として含む非結晶性の樹脂である。この「ＬＵＭＩＦＬＯＮ」のように、ヒドロキシアルキルビニルエーテルのモノマー単位を有する樹脂は、溶剤可溶性、架橋反応性、基材密着性、顔料分散性、硬さおよび柔軟性に優れるので好ましい。
「ＺＥＦＦＬＥ」は、ＴＦＥと有機溶媒可溶性の炭化水素オレフィンとの共重合体であり、なかでも反応性の高い水酸基を備えた炭化水素オレフィンを含むものが、溶剤可溶性、架橋反応性、基材密着性および顔料分散性に優れるので好ましい。
塗料に含まれるフッ素含有樹脂を形成する共重合可能なモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ブチル、イソ酪酸ビニル、ピバル酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキシルカルボン酸ビニルおよび安息香酸ビニルなどのカルボン酸のビニルエステル類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテルおよびシクロヘキシルビニルエーテなどのアルキルビニルエーテル類、ＣＴＦＥ、フッ化ビニル（ＶＦ）、ＶｄＦおよびフッ素化ビニルエーテルなどのフッ素含有モノマー類が用いられる。
さらに、塗料に含まれるフッ素含有樹脂としては、１種以上のモノマーからなる樹脂であってもよく、三元重合体であってもよい。
三元重合体としては、例えば、ＶｄＦとＴＦＥとヘキサフルオロプロピレンとの三元重合体である「Ｄｙｎｅｏｎ ＴＨＶ（商品名、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）」が用いられる。このような三元重合体は、それぞれのモノマーが有する特性を樹脂に付与することができるので好ましい。例えば、「Ｄｙｎｅｏｎ ＴＨＶ」は、比較的低温で製造することができ、エラストマーや炭化水素ベースのプラスチックにも接着でき、柔軟性や光学的透明度にも優れるので好ましい。
塗料は、上述したフッ素含有樹脂の他に、架橋剤、触媒および溶媒を含んでいてもよく、さらに必要であれば、顔料および充填剤などの無機化合物を含んでいてもよい。
塗料に含まれる溶媒としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、アセトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、キシレン、メタノール、イソプロパノール、エタノール、ヘプタン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチルまたはｎ−ブチルアルコールの群から選択されるいずれか１種または２種以上の有機溶媒を含む溶媒が好適に用いられる。
このような溶媒のなかでも、塗料中の含有成分の溶解性および塗膜中への残留性の低さ（低い沸点温度）の観点から、溶媒としては、キシレン、シクロヘキサノンまたはＭＥＫから選択されるいずれか１種または２種以上の有機溶媒を含む溶媒が好ましい。
塗料に含まれる顔料および充填剤としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、例えば、二酸化チタン、カーボンブラック、ペリレン顔料、色素、染料、マイカ、ポリアミドパウダー、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、シリカ、紫外線吸収剤、防腐剤、乾燥剤などが用いられる。具体的には、顔料および充填剤としては、耐久性を付与するため、酸化ケイ素で処理したルチル型二酸化チタンである「Ｔｉ−Ｐｕｒｅ Ｒ１０５（商品名、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）」、および、ジメチルシリコーンの表面処理によってシリカ表面の水酸基を修飾した疎水性シリカである「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ ＴＳ−７２０（商品名、Ｃａｂｏｔ社製）」が好適に用いられる。
前記の塗膜は耐候性、耐擦傷性を向上させるため、架橋剤により硬化していることが好ましい。
架橋剤としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、金属キレート類、シラン類、イソシアネート類またはメラミン類が好適に用いられる。バックシート２０を屋外において３０年以上使用することを想定した場合、耐候性の観点から、架橋剤としては、脂肪族のイソシアネート類が好ましい。
塗料の組成は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されず、例えば、フッ素含有樹脂、顔料、架橋剤、溶媒および触媒を混合して調製される。
この組成物の組成比は、塗料全体を１００質量％としたとき、フッ素含有樹脂の含有率は３〜８０質量％が好ましく、２５〜５０質量％がより好ましく、顔料の含有率は５〜６０質量％が好ましく、１０〜３０質量％がより好ましく、溶媒の含有率は２０〜８０質量％が好ましく、２５〜６５質量％がより好ましい。
溶媒としては、例えば、ＭＥＫとキシレンとシクロヘキサノンとの混合溶媒が用いられる。
また、触媒としては、例えば、ジブチルジラウリン酸スズが用いられ、この触媒はフッ素含有樹脂とイソシアネートとの架橋を促進するために用いられる。
塗料を蒸着層１３に塗布する方法としては、公知の方法が用いられ、例えば、ロッドコーターで所望の厚みになるように塗布すればよい。
蒸着層１３に塗布した塗料の乾燥温度は、本発明の効果を損なわない温度であればよく、蒸着層１３および基材フィルム１１への影響を低減する観点からは、５０〜１３０℃の範囲であることが好ましい。
太陽電池モジュール用保護シート３０によれば、第二の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート２０に加えて、フッ素樹脂層１４を設けることにより、太陽電池モジュール用保護シート２０の効果に加えて、耐候性および耐薬品性を向上させることができる。したがって、太陽電池モジュール用保護シート３０の耐候性および耐薬品性を向上させるためには、フッ素樹脂層１４が、太陽電池モジュール用保護シート３０における蒸着層１３の外面（蒸着層１３の一方の面１３ａ）に設けられることが好ましい。
（４）第四の実施形態
図４は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第四の実施形態を示す概略断面図である。
図４において、図１に示した太陽電池モジュール用保護シート１０と同じ構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート４０は、第一の実施形態と同様に、太陽電池モジュールのフロントシートまたはバックシートに適用される。
太陽電池モジュール用保護シート４０においては、第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０の構造に加えて、金属シート１６がさらに設けられている。
この実施形態では、基材フィルム１１および熱接着性層１２は、第一の実施形態と同様な構成である。
金属シート１６は、接着層１５を介して、基材フィルム１１の熱接着性層１２が設けられている面とは反対側の面（以下、「他方の面」と言う。）１１ｂに積層されている。
接着層１５は、基材フィルム１１に対する接着性を有する接着剤から構成される。
接着層１５を構成する接着剤としては、ポリアクリル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルポリウレタン系接着剤などが用いられる。これらの接着剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
金属シート１６としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム−鉄合金などの金属からなるシートが用いられる。
金属シート１６の厚みは、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、ピンホール発生頻度の低さ、機械強度の強さ、水蒸気バリア性の高さ、および、軽量性などの観点から、５μｍ〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜５０μｍである。
太陽電池モジュール用保護シート４０によれば、第一の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０に加えて、接着層１５を介して、基材フィルム１１に金属シート１６を設けることにより、太陽電池モジュール用保護シート１０の効果に加えて、水蒸気バリア性を向上させることができる。
（５）第五の実施形態
図５は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第五の実施形態を示す概略断面図である。
図５において、図１に示した太陽電池モジュール用保護シート１０および、図４に示した太陽電池モジュール用保護シート４０と同じ構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート５０は、第一の実施形態および第四の実施形態と同様に、太陽電池モジュールのフロントシートまたはバックシートに適用される。
太陽電池モジュール用保護シート５０においては、第四の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート４０の構造に加えて、フッ素樹脂層１７がさらに設けられている。
この実施形態では、基材フィルム１１および熱接着性層１２は、第一の実施形態と同様な構成であり、接着層１５および金属シート１６は、第四の実施形態と同様な構成である。
フッ素樹脂層１７は、金属シート１６の接着層１５と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）１６ａに積層されている。
フッ素樹脂層１７は、上記のフッ素樹脂層１４と同様な構成である。
フッ素樹脂層１７の厚みは、耐候性、耐薬品性、軽量化などを考慮して設定され、５μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、１０μｍ〜３０μｍの範囲がより好ましい。
太陽電池モジュール用保護シート５０によれば、第四の実施形態の太陽電池モジュール用保護シート４０に加えて、フッ素樹脂層１７を設けることにより、太陽電池モジュール用保護シート４０の効果に加えて、耐候性および耐薬品性を向上させることができる。したがって、太陽電池モジュール用保護シート５０の耐候性および耐薬品性を向上させるためには、フッ素樹脂層１７が、太陽電池モジュール用保護シート５０における金属シート１６の外面（金属シート１６の一方の面１６ａ）に設けられることが好ましい。
（６）第六の実施形態
図６は、本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。
太陽電池モジュール１００は、結晶シリコン、アモルファスシリコンなどからなる太陽電池セル１０１と、太陽電池セル１０１を封止する電気絶縁体からなる封止材（充填層）１０２と、封止材１０２の表面に積層された表面保護シート（フロントシート）１０３と、封止材１０２の裏面に積層された裏面保護シート（バックシート）１０４とから概略構成されている。
この実施形態では、太陽電池モジュール１００は、上述の第一〜第五の実施形態における太陽電池モジュール用保護シートが、フロントシート１０３またはバックシート１０４として設けられたものである。
この実施形態では、封止材１０２を構成する樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、密度：０．９１０ｇ／ｃｍ３以上、０．９３０ｇ／ｃｍ３未満）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ、密度：０．９３０ｇ／ｃｍ３以上、０．９４２ｇ／ｃｍ３未満）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、密度：０．９４２ｇ／ｃｍ３以上）などのポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、シクロオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体などが用いられる。
このようにすれば、第一〜第五の実施形態の太陽電池モジュール用保護シートの熱接着性層１２と封止材１０２との親和性が大きくなり、熱接着性層１２と封止材１０２との大きな接合力が得られる。
第一〜第五の実施形態の太陽電池モジュール用保護シートを、太陽電池モジュールのフロントシートまたはバックシートに適用した太陽電池モジュールとすることにより、上述の効果を奏する太陽電池モジュールが得られる。
（７）第七の実施形態
この実施形態では、太陽電池モジュール１００は、上述の第一〜第五の実施形態における太陽電池モジュール用保護シートが、フロントシート１０３およびバックシート１０４として設けられたものである。
この実施形態でも、封止材１０２を構成する樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
第一〜第五の実施形態の太陽電池モジュール用保護シートを、太陽電池モジュールのフロントシートおよびバックシートに適用した太陽電池モジュールとすることにより、太陽電池セルの封止性が高い太陽電池モジュールを得ることができる。
さらに、太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルにフレキシブル基板を用い、上記の第一〜第五の実施形態の太陽電池モジュール用保護シートをフロントシートおよびバックシートとして設けることにより、フレキシブル性を有する太陽電池モジュールを得ることができる。このように、太陽電池モジュールをフレキシブル化することにより、ロールｔｏロールで大量生産することが可能となる。また、フレキシブル性を有する太陽電池モジュールは、アーチ状や放物線状の壁面を有する物体にもフィットさせることができるので、ドーム状の建築物や高速道路の防音壁などに設置することが可能となる。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
基材フィルムとしてのポリエステルフィルム（商品名：メリネックスＳＡ、帝人デュポンフィルム社製）の一方の面に、Ｔダイ製膜機により、溶融した、表１に示す組成のエチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート三元共重合体（商品名：ＬＯＴＡＤＥＲ、アルケマ社製）を押し出して積層し、基材フィルムの一方の面にエチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート三元共重合体からなる厚み５０μｍの熱接着性層を形成し、実施例１の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
実施例２
表１に示す組成のエチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート三元共重合体（商品名：ＬＯＴＡＤＥＲ、アルケマ社製）を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
実施例３
表１に示す組成のエチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート三元共重合体（商品名：ＬＯＴＡＤＥＲ、アルケマ社製）を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例３の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
実施例４
厚み１００μｍの熱接着性層を形成した以外は、実施例１と同様にして、実施例４の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
実施例５
厚み１００μｍの熱接着性層を形成した以外は、実施例２と同様にして、実施例５の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
実施例６
厚み１００μｍの熱接着性層を形成した以外は、実施例３と同様にして、実施例６の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
実施例７
基材フィルムとしてのポリエステルフィルム（商品名：メリネックスＳＡ、帝人デュポンフィルム社製）の一方の面に、フッ素含有樹脂を含有する塗料をマイヤーバーで塗布し、１３０℃にて１分間乾燥して、厚み１５μｍのフッ素樹脂層を形成した。
フッ素含有樹脂を含有する塗料としては、フッ素含有樹脂（商品名：ルミフロンＬＦ−２００、旭硝子社製）１００質量部と、イソシアネート系架橋剤（商品名：スミジュールＮ３３００、住化バイエルウレタン社製）１０質量部と、酸化チタン（商品名：タイピュアＲ１０５、デュポン社製）３０質量部とを混合した混合物を用いた。
次いで、Ｔダイ製膜機により、溶融した、表１に示す組成のエチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート三元共重合体（商品名：ＬＯＴＡＤＥＲ、アルケマ社製）を押し出して積層し、基材フィルムの他方の面にエチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート三元共重合体からなる厚み１００μｍの熱接着性層を形成し、実施例７の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
比較例１
エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート三元共重合体の替わりに、低密度ポリエチレンを用いた以外は、実施例４と同様にして、比較例１の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
比較例２
エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート三元共重合体の替わりに、エチレン−酢酸ビニル共重合体（エチレン：酢酸ビニル＝９１：９、商品名：エバフレックスＥＶＡ−Ｖ５９６１、三井デュポンケミカル社製）を用いた以外は、実施例４と同様にして、比較例２の太陽電池モジュール用保護シートを得た。
試験例
日本工業規格：ＪＩＳ Ｋ６８５４−３：１９９９「接着剤―はく離接着強さ試験方法−第３部：Ｔ形はく離」に規定された方法に準拠して、実施例１〜７および比較例１、２の太陽電池モジュール用保護シートの接着性を測定した。
熱接着性層の基材フィルムに対するはく離接着強さ：
保護シートを２５ｍｍｘ１５０ｍｍに切断し、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、基材フィルムと熱接着性層を速度３００ｍｍ／分ではく離することにより、はく離接着強さを測定した。
保護シートの封止材に対するはく離接着強さ：
２枚の保護シートと１枚の厚み６００μmの封止材としてのエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるシートを、７０ｍｍｘ１５０ｍｍの大きさに切断した。前記エチレン−酢酸ビニル共重合体からなるシートの両面に、熱接着性層を介して前記保護シートを貼り合わせて積層体を得た。この積層体の上に、７０ｍｍｘ１５０ｍｍの厚さ３ｍｍのガラスを載せ、更に質量１００ｇの錘を載せ、温度１５０℃で３０分間加熱した。この積層体を２５ｍｍｘ１５０ｍｍに切断し、温度２３℃、５０％ＲＨの環境下で、一方の保護シートを他方の保護シートと封止材から、熱接着性層と封止材の界面で、速度３００ｍｍ／分ではく離することにより、はく離接着強さを測定した。 その結果を表１に示す。
表１の結果から、実施例１〜７の太陽電池モジュール用保護シートは、ポリエステルフィルムおよび封止材に対する接着力が強く、いずれに対しても剥がれ難いことが分かった。
なお、表１において、「ＭＡ」はメタクリレート、「ＧＭＡ」はグリシジルメタクリレート、「ＶＡ」は酢酸ビニルである。
本発明は、太陽電池モジュールの表面保護シートまたは裏面保護シートとして用いられる太陽電池モジュール用保護シートおよびその製造方法、並びに、太陽電池モジュール用保護シートを備えた太陽電池モジュールを提供し、産業上有用である。
１０，２０，３０，４０，５０ 太陽電池モジュール用保護シート
１１ 基材フィルム
１２ 熱接着性層
１３ 蒸着層
１４ フッ素樹脂層
１５ 接着層
１６ 金属シート
１７ フッ素樹脂層
１００ 太陽電池モジュール
１０１ 太陽電池セル
１０２ 封止材
１０３ 表面保護シート（フロントシート）
１０４ 裏面保護シート（バックシート）

Claims (10)

  1. 基材フィルムと、該基材フィルムの少なくとも一方の面に積層された熱接着性層と、を備えた太陽電池モジュール用保護シートであって、
    前記熱接着性層は、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーを含有する樹脂材料からなり、太陽電池モジュールを構成する封止材との接着に用いられる接着層をなすものである太陽電池モジュール用保護シート。
  2. 前記グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーは、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位の含有率が６〜２０質量％である請求項１に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  3. 前記グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーは、さらにアルキル（メタ）アクリレート単位を含む請求項１に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  4. 前記グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーは、アルキル（メタ）アクリレート単位の含有率が５〜４０質量％である請求項３に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  5. 前記グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位を含むオレフィンポリマーは、エチレン単位と、グリシジル基を有する（メタ）アクリレート単位と、アルキル（メタ）アクリレート単位とを含む三元共重合体である請求項１に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  6. 前記基材フィルムの少なくとも一方の面に無機酸化物からなる蒸着層が設けられている請求項１に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
  7. 太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する封止材と、該封止材に積層された保護シートとを備えた太陽電池モジュールであって、
    前記保護シートは、請求項１に記載の太陽電池モジュール用保護シートからなり、
    前記保護シートは、前記熱接着性層を介して、前記封止材に積層されている太陽電池モジュール。
  8. 前記封止材は、ポリオレフィン樹脂からなる請求項７に記載の太陽電池モジュール。
  9. 請求項１ないし６の何れか１項に記載された太陽電池モジュール用保護シートが、封止材の両面に積層されている太陽電池モジュール。
  10. 太陽電池セルにフレキシブル基板が用いられている請求項９に記載の太陽電池モジュール。
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