JPWO2011090023A1 - 太陽電池モジュール用裏面封止シートおよび太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
また、ポリエステルフィルムに耐候性処方剤(紫外線吸収剤や光安定化剤)を練り込んだ耐光性フィルムも開示されている。
本発明の太陽電池モジュール用裏面封止シートは、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする基材フィルムを有する。ここで、「主成分」とは、基材フィルムを構成する樹脂成分のうち、50質量%以上がポリフェニレンエーテル樹脂であることを意味する。
基材フィルムに含有する紫外線吸収剤としては、無機系紫外線吸収剤や有機系紫外線吸収剤を用いることができる。無機系紫外線吸収剤としては、白色顔料としても用いることができる酸化チタン、酸化亜鉛や、黒色顔料としても用いることができるカーボンブラックなどが例示できる。有機系紫外線吸収剤としては、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、修飾アニリド系化合物、トリアジン系化合物等の紫外線吸収剤が例示できる。有機系紫外線吸収剤は具体的には、サリチル酸系のp−t−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート、ベンゾフェノン系の2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニル)メタン、ベンゾトリアゾール系の2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2Hベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、シアノアクリレート系のエチル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート)、その他として、および2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノールなどやこれらの変性物、重合物、誘導体などが例示できる。本発明の用途である太陽電池モジュールは20年、場合によってはそれ以上の長期に渡って屋外で使用されることから、紫外線吸収剤としては無機系紫外線吸収剤の方が、耐久性の観点で好ましい。
基材フィルムに含有する光安定化剤としては、ヒンダードアミン系等の光安定化剤が挙げられる。具体的には、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)〔[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル〕ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、メチル(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、デカン二酸ビス[2,2,6,6−テトラメチル−1−オクチルオキシ]−4−ピペリジニル]エステルなどやこれらの変性物、重合物、誘導体などが例示できる。
本発明の太陽電池モジュール用裏面封止シートでは、基材フィルムに紫外線を入射させないために、基材フィルムの少なくとも片面に紫外線を遮断するための樹脂層を形成する。この樹脂層は、紫外線を遮断し、紫外線により劣化しないことが必要であるから、ポリフェニレンエーテル樹脂以外の樹脂で構成され、紫外線吸収剤を含む樹脂層である。以後、この樹脂層を第1の樹脂層とする。第1の樹脂層を形成する樹脂としては、フッ素含有樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂などを用いることができる。具体的には、フッ素含有樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂(ETFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合樹脂(ECTFE)、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樹脂(PFA)、ポリクロロトリフロロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン系共重合樹脂などが例示できる。アクリル樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、アクリルポリオール樹脂を各種架橋材で架橋したアクリル樹脂などが例示できる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)や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)などが例示できる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテート(EVA)、環状オレフィン樹脂などが例示できる。ポリアミド樹脂としては、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン11、ナイロン12などが例示できる。
第1の樹脂層に含有する紫外線吸収剤としては、無機系紫外線吸収剤や有機系紫外線吸収剤を用いる。無機系紫外線吸収剤としては、白色顔料としても用いることができる酸化チタン、酸化亜鉛や、黒色顔料としても用いることができるカーボンブラックなどが例示できる。有機系紫外線吸収剤としては、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤が例示できる。有機系紫外線吸収剤は具体的には、例えば、サリチル酸系のp−t−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート、ベンゾフェノン系の2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニル)メタン、ベンゾトリアゾール系の2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2Hベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、シアノアクリレート系のエチル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート)、その他として、および2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノールなどやこれらの変性物、重合物、誘導体などが例示できる。本発明の用途である太陽電池モジュールは20年、場合によってはそれ以上の長期に渡って屋外で使用されることから用いる紫外線吸収剤としては無機系紫外線吸収剤の方が耐久性の観点で好ましい。また、紫外線吸収剤の色調はシートの外観に影響を及ぼすので、紫外線吸収能、耐候性とともに考慮する必要がある。このような観点から、無機系紫外線吸収剤としては、酸化チタン(白色顔料)やカーボンブラック(黒色顔料)用いることが好ましい。
紫外線吸収剤は光安定化剤と併用すると光劣化抑制効果が高くなるので、第1の樹脂層に光安定化剤を含有することも好ましい。光安定化剤としては、ヒンダードアミン系等の光安定化剤が挙げられる。具体的には、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)〔[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル〕ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、メチル(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、デカン二酸ビス[2,2,6,6−テトラメチル−1−オクチルオキシ]−4−ピペリジニル]エステルなどやこれらの変性物、重合物、誘導体などが例示できる。
第1の樹脂層には、必要に応じて、帯電防止剤、安定剤、酸化防止剤、強化剤、可塑剤、滑剤、充填剤、着色顔料等の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲内で添加することができる。例えば、熱安定剤、酸化防止剤および劣化防止剤としては、ヒンダードフェノール類、リン化合物、硫黄化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物あるいはこれらの混合物が挙げられる。強化剤としては、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、珪酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、ゼオライト、ハイドロタルサイト、金属繊維、金属ウィスカー、セラミックウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、窒化ホウ素、グラファイト、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。
第1の樹脂層として、塗料を用いたコーティング層が例示できる。太陽電池モジュール用裏面封止シートの製造コスト、耐紫外線性を両立する観点から、塗料としては、酸化チタンあるいはカーボンブラックを含有するテトラフルオロエチレン系共重合樹脂含有塗料、アクリルポリオール樹脂とポリイソシアネート系樹脂を含有する塗料が好ましい。また、基材フィルムとの密着力、硬化性、厚み当たりの紫外線遮断性能の観点から、アクリルポリオール樹脂とポリイソシアネート系樹脂を含有する塗料がさらに好ましい。また、耐紫外線性を向上させるために紫外線吸収剤および光安定化剤をポリマー構造中に共重合したアクリルポリオール樹脂と、紫外線吸収性能をさらに向上させる目的で光に対する安定性の高い無機系紫外線吸収剤(酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラックなど)を配合したポリイソシアネート系樹脂とを含有する塗料が特に好ましい。この紫外線吸収剤および光安定化剤を共重合したアクリルポリオール樹脂としては、株式会社日本触媒社製の ハルスハイブリット(登録商標)が例示できる。
第1の樹脂層の形成方法として、紫外線吸収剤を含む樹脂フィルムを積層する方法が例示できる。この場合、樹脂フィルムとしては紫外線吸収剤を含有するフッ素系樹脂フィルムを用いることが好ましい。フッ素樹脂は、その強固な炭素(C)−フッ素(F)結合に起因して、耐湿熱性および耐光性に優れる。一方で、フッ素樹脂自体には紫外線吸収性がないために、紫外線遮断性層とするためには樹脂層に紫外線吸収剤を含有する必要がある。無機紫外線吸収剤を含有すると、無機紫外線吸収剤が耐候性に優れるフッ素樹脂の海に分散した樹脂層を形成し、光照射に伴う樹脂層の消失がないために、非常に耐久性に優れた紫外線吸収層として機能する。
本発明の太陽電池モジュール用裏面封止シートは、紫外線吸収剤を含む第1の樹脂層が太陽電池モジュール構造の最外層(裏面)に位置する向きに使用し、第1の樹脂層は外面側からの紫外線を遮断する。
本発明の太陽電池モジュール用裏面封止シートは太陽電池モジュールに使用される。太陽電池モジュール用裏面封止シートの基材フィルムの第2の面、あるいは第2の樹脂層を、シリコンセル充填材層面とに接着させ、太陽電池モジュールに組み込む。
本発明で用いた特性の評価方法は、下記のとおりである。
樹脂層形成後に太陽電池モジュール用裏面封止シートを500cm2の面積に切り出し、その試験片の質量を質量(1)[g]とした。次に、その試験片から樹脂層をメチルエチルケトンに溶解させ剥がし取り、再び試験片の質量を測定し質量(2)[g]とした。続いて、下式に基づき単位面積当たりの樹脂層の塗布量を算出した。この塗布量測定を3つの試験片について行い、その平均値を塗布量とした。
・塗布量[g/m2]={(質量(1))−(質量(2))}×20。
23℃、65%RHの環境下で部分放電電圧の測定を行った。測定装置は菊水電子工業社製部分放電試験機KPD2050を使用した。試験片の最裏層面から電圧をかけ測定した。ここで、「最裏層面」とは、基材フィルムに対して第1の樹脂層が形成されている側にある最外層の表面である。測定は10枚の試験片について各1回ずつ測定を行い、合計10個のデータ(V1、V2、・・・V10)を採取した。下記の算出式により部分放電電圧Umaxを算出した。
・Umean=(V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7+V8+V9+V10)/10
・Ue=Umean−s
・Urp=Ue×C
・Umax=Urp/(F1×F2×F3)
s=標準偏差
F1(Safety factor)=1.2
F2(Partial discharge hysteresis factor)=1.0
F3(Additional safety factor for Reinforced insulation)=1.25
C(Calculation of the peak value)=1.414。
基材フィルムと、基材フィルムに貼り合わせたフィルムとの密着力を測定した。測定はJIS K 6854(1999年版)に基づいて行った。どのフィルムとの密着力を測定したのかは表3に記載した。作製した太陽電池モジュール用裏面封止シートから幅15mmの短冊状に3本切り出し、測定用の試験片とした。引張り試験機を用いて、剥離角度を90°の状態で密着強度測定を行った。測定は3本の短冊状試験片それぞれについて1回行った。得られた密着強度の平均値をドライラミネート強度の値とした。
また、耐湿熱性の評価の目的で、(10)項の条件で試験片を加熱加湿した。96時間の加熱加湿処理後の密着力を測定した。
また、耐紫外線性の評価の目的で、(11)項の条件で試験片に紫外線を照射した。紫外線照射後の密着力を測定した。
破断強度の測定はJIS C 2151(2006年版)に記載の方法で行った。試料から10mm幅の短冊状試験片を5本切り出し、各々について1回の測定を行った。得られた5つの測定値の平均値を破断強度の値とした。
また、耐湿熱性の評価の目的で、(10)項の条件で試験片を加熱加湿した。加熱加湿処理後の破断強度の保持率を以下のようにして求めた。
・48時間処理後保持率(%)=(48時間の加熱加湿処理後の破断強度/加熱加湿処理前の破断強度)×100
・96時間処理後保持率(%)=(96時間の加熱加湿処理後の破断強度/加熱加湿処理前の破断強度)×100。
破断伸度の測定はJIS C 2151(2006年版)に記載の方法で行った。試料から10mm幅の短冊状試験片を5本切り出し、各々について1回の測定を行った。得られた5つの測定値の平均値を破断伸度の値とした。
また、耐湿熱性の評価の目的で、(10)項の条件で試験片を加熱加湿した。加熱加湿処理後の破断伸度の保持率を以下のようにして求めた。
・48時間処理後保持率(%)=(48時間の加熱加湿処理後の破断伸度/加熱加湿処理前の破断伸度)×100
・96時間処理後保持率(%)=(96時間の加熱加湿処理後の破断伸度/加熱加湿処理前の破断伸度)×100。
作製した太陽電池モジュール用裏面封止シートの内層側(基材フィルムの第1の樹脂層を積層した面とは反対面)にEVAシートを重ね、さらにその上に厚さ0.3mmの半強化ガラスを重ねた。次いで、市販のガラスラミネーターを用いて真空引き後に、135℃の加熱条件下で、29.4N/cm2荷重で15分プレス処理をして疑似太陽電池モジュールサンプルを作成した。EVAシートはサンビック(株)製の500μm厚シートを用いた。
この疑似太陽電池モジュールサンプルを使用して、JISK 6854(1999年版)に基づいて、EVAシートとの接着力を測定した。接着強度試験の試験片の幅は10mmとし、2つの試験片について各々測定を1回行った。2つの測定値の平均値を接着強度の値とした。接着強度は100N/50mm以上あることが実用上問題のないレベルである。
UL94(1991年版)で規定されている水平燃焼試験(HB試験)の方法に基づいて、太陽電池モジュール用裏面封止シートの難燃性を評価した。2つの試験片について各々1回の評価を行い、下記の判定を行った。
A:2つの試験片について行った試験結果がいずれもHB試験合格基準を満たした。
B:2つの試験片について行った試験結果のうち1回がHB試験合格基準を満たした。
C:2つの試験片について行った試験結果がいずれもHB試験合格基準を満たさなかった。
基材フィルムと、基材フィルムに塗布した樹脂層(塗膜層)との密着力を評価した。測定はJIS K 5400(1990年版)に記載の方法に基づいてクロスカット試験を実施した。マス目数を100マスとし、試験後残った塗膜層のマス数をカウントし、その数値を結果とした。
また、耐湿熱性の評価の目的で、(10)項の条件で試験片を加熱加湿した。96時間の加熱加湿処理後の試験片についても同様にして密着力を測定した。
また、耐紫外線性の評価の目的で、(11)項の条件で試験片に紫外線を照射した。紫外線照射後の試験片についても同様にして密着力を評価した。
(11)項の条件で試験片に紫外線を照射した。紫外線を照射した面は表5に記載した。紫外線を照射される面について、紫外線照射の前後での表色系b値の測定を行い、その差(Δb値)を算出した。
・Δb値=紫外線照射後のb値−紫外線照射後のb値。
エスペック社製プレッシャクッカーTPS−211を用いて、120℃、100%RHの環境下で48時間、96時間の加熱加湿処理を太陽電池モジュール用裏面封止材用フィルムに施した。
作成した太陽電池モジュール用裏面封止シートに、60℃×50%RH雰囲気にて紫外線強度100mW/cm2で240時間の紫外線照射を行った。紫外線照射装置は岩崎電気社製アイスーパーUVテスターSUV−W151を使用した。
アクリル樹脂として、(株)日本触媒株式会社製の、紫外線吸収剤および光安定化剤(HALS)がアクリルポリオール樹脂に架橋されたハルスハイブリットポリマー(登録商標)BK1(固形分濃度:40質量%、アクリル樹脂1とする)を用意した。アクリル樹脂1、紫外線吸収剤、可塑剤および溶剤(酢酸エチル)を表1に示す配合量で混合し、ビーズミル機を用いて分散した。その後、可塑剤を表1に示す配合量で添加して第1の樹脂層形成用塗料の主剤を得た。塗料1の主剤の固形分濃度は51質量%であった。塗料2の主剤の固形分濃度は31質量%であった。紫外線吸収剤、可塑剤は下記の製品を使用した。
紫外線吸収剤(白色顔料):酸化チタン粒子 テイカ社製 JR−709
紫外線吸収剤(黒色顔料):カーボンブラック粒子 デグサ社製 スペシャルブラック4A
可塑剤:DIC社製ポリエステル系可塑剤 ポリサイザーW−220EL。
アクリル樹脂1の代わりに、メチルメタクリル酸および2−ヒドロキシエチルメタクリレートを原料とするアクリル樹脂を含有するコーティング剤(固形分濃度:40質量%、アクリル樹脂2とする)を使用し、紫外線吸収剤を配合しない以外は第1の樹脂層形成用塗料1の調整と同様の方法で第1の樹脂層層形成用塗料3を得た。各材料の配合量は表1に示すとおりである。塗料3の固形分濃度(樹脂固形分濃度)は20.0質量%であった。
フッ素樹脂として、テトラフルオロエチレン系共重合樹脂を含有するコーティング剤を用意した。紫外線吸収剤として堺化学工業社製酸化チタン白色顔料D−918を用意した。フッ素樹脂、紫外線吸収剤および溶剤(酢酸ブチル)を表1に示す配合量で混合し、ビーズミル機を用いて分散した。こうして、第1の樹脂層形成用塗料の主剤を得た。主剤の固形分濃度は57.8質量%であった。
紫外線吸収剤を配合しない以外は耐光性コート層(樹脂層)形成用塗料1の調整と同様の方法で第1の樹脂層形成用塗料5を得た。各材料の配合量は表1に示すとおりである。塗料5の固形分濃度(樹脂固形分濃度)は20.0質量%であった。
DIC(株)製の耐湿熱性を有するドライラミネート剤 ディックドライ(登録商標)TAF−300を36部、硬化剤としてDIC(株)製TAFハードナーAH−3を3部、および酢酸エチルを30質量部量りとり、15分間攪拌した。こうして固形分濃度30質量%のドライラミネート用接着剤を得た。
基材フィルムとしてSABIC(株)製のNoryl(登録商標) EFR735(265μm)フィルムを用意した。このフィルムは、ポリフェニレンエーテルおよびポリスチレンの混合樹脂と、紫外線吸収剤としてカーボンブラックとを含有するフィルムである。このフィルムを構成する樹脂成分のうち、50質量%以上がポリフェニレンエーテル樹脂である。この基材フィルムの一方の面に、ワイヤーバーを用いて第1の樹脂層形成用塗料1を塗布し、150℃で30秒間乾燥し、乾燥後塗布量が5.4g/m2の第1の樹脂層を設けた。このようにして太陽電池モジュール用裏面封止シート(以下、封止シートとする)を製造した。
第1の樹脂層形成用塗料1の代わりに第1の樹脂層形成用塗料2を塗布する以外は、実施例1と同様にして裏面封止シート2を製造した。
第1の樹脂層形成用塗料1の代わりに第1の樹脂層形成用塗料4を塗布する以外は、実施例1と同様にして封止シートを製造した。
基材フィルムとしてSABIC(株)製のNoryl(登録商標) EFR735(265μm)フィルムを用意した。基材フィルムの片側表面に、ドライラミネート用接着剤をワイヤーバーで塗布し、80℃で45秒間乾燥して、乾燥後の塗布量が5g/m2の接着剤層1を形成した。次に、接着剤層1に紫外線吸収剤としてカーボンブラックを含有するDupont(株)製黒色ポリフッ化ビニル樹脂フィルム テドラー(登録商標)PV2100(25μm)を、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。このようにして作製したフィルム2枚からなるシートを40℃に加熱したオーブン内で3日間エージングした。こうして、封止シートを製造した。
Dupont社製ポリフッ化ビニル樹脂フィルム テドラーの代わりに、紫外線吸収剤として酸化チタンを含むアルケマ社製ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムKynar(登録商標)302−PGM−TR(30μm)を用いる以外は、実施例4と同様にして封止シートを製造した。
基材フィルムとしてSABIC(株)製のNoryl(登録商標) EFR735(265μm)フィルムを用意した。基材フィルムの片側表面に、ドライラミネート用接着剤をワイヤーバーで塗布し、80℃で45秒間乾燥して、乾燥後の塗布量が5g/m2の接着剤層1を形成した。次に、接着剤層1に光反射性フィルムとしてDupont(株)製白色ポリフッ化ビニル樹脂フィルム テドラー(登録商標)PV2001(38μm)を、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。さらに、基材フィルムの接着剤層1を形成した面とは反対側の面に、ドライラミネート用接着剤をワイヤーバーで塗布し、80℃で45秒間乾燥して、乾燥後の塗布量が5g/m2となるように接着剤層2を形成した。次に、接着剤層2に紫外線吸収剤として酸化チタンを含む耐候性フィルムとしてDupont社製白色ポリフッ化ビニル樹脂フィルム テドラー(登録商標)PV2001(38μm)を、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。このようにして作製したフィルム3枚からなるシートを40℃に加熱したオーブン内で3日間エージングした。こうして、封止シートを製造した。
光反射性フィルムおよび耐候性フィルムとして用いたDupont社製フィルム テドラー(登録商標)の代わりに、紫外線吸収剤として酸化チタンを含むアルケマ社製ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム Kynar(登録商標)302−PGM−TR(30μm)を用いる以外は、実施例6と同様にして封止シートを製造した。
基材フィルムとしてSABIC(株)製のNoryl(登録商標) EFR735(150μm)を用意した。このフィルムは、ポリフェニレンエーテルおよびポリスチレンの混合樹脂と、紫外線吸収剤としてカーボンブラックとを含有するフィルムである。このフィルムを構成する樹脂成分のうち、50質量%以上がポリフェニレンエーテル樹脂である。この基材フィルムの一方の面に、ワイヤーバーを用いて第1の樹脂層形成用塗料1を塗布し、150℃で30秒間乾燥し、乾燥後塗布量が5.4g/m2の第1の樹脂層を設けた。さらに、基材フィルムの第1の樹脂層を形成した面とは反対側の面に、ドライラミネート用接着剤をワイヤーバーで塗布し、80℃で45秒間乾燥して、乾燥後の塗布量が5g/m2の接着剤層1を形成した。次に、接着剤層1に光反射性と封止材に対する接着性が良好なフィルムとして東レフィルム加工(株)製白色低密度ポリエチレン樹脂フィルム(白色LLDPEフィルム)“4806”(100μm)を、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。このようにして作製したフィルム2枚からなるシートを40℃に加熱したオーブン内で3日間エージングした。こうして、封止シートを製造した。
先ず、実施例8と同様にして、基材フィルムと第1の樹脂層との積層体を得た。さらに、基材フィルムの第1の樹脂層を形成した面とは反対側の面に、ドライラミネート用接着剤をワイヤーバーで塗布し、80℃で45秒間乾燥して、乾燥後の塗布量が5g/m2の接着剤層1を形成した。次に、接着剤層1に水蒸気遮断性能に優れるアルミ箔(25μm)を、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。さらに、このアルミ箔表面に、ドライラミネート用接着剤をワイヤーバーで塗布し、80℃で45秒間乾燥して、乾燥後の塗布量が5g/m2の接着剤層2を形成した。次に、接着剤層2に紫外線吸収剤として酸化チタンを含み、光反射性と封止材に対する接着性が良好なフィルムとして東レフィルム加工(株)製白色低密度ポリエチレン樹脂フィルム(白色LLDPEフィルム)“4806”(100μm)を、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。
このようにして作製したフィルム3枚からなるシートを40℃に加熱したオーブン内で3日間エージングした。こうして、封止シートを製造した。
なお、この封止シートについて、温度40℃、湿度90%RHの条件で、JISK7129(2000年版)に記載のB法(赤外センサー法)に基づいて水蒸気透過率を測定した。測定装置は、米国モコン(MOCON)社製の水蒸気透過率透過率測定装置パーマトラン(登録商標)W3/31を使用した。また、2枚の試験片について各々測定を1回行い、2つの測定値の平均値を水蒸気透過率の値として算出した。水蒸気透過率は0.05g/m2・dayであり、非常に良好な水蒸気遮断性能を示した。
第1の樹脂層形成用塗料1の代わりに第1の樹脂層形成用塗料4を塗布する以外は、実施例8と同様にして封止シートを得た。
基材フィルムとしてSABIC(株)製のNoryl(登録商標) EFR735(150μm)フィルムを用意した。基材フィルムの片側表面に、ドライラミネート用接着剤をワイヤーバーで塗布し、80℃で45秒間乾燥して、乾燥後の塗布量が5g/m2の接着剤層1を形成した。次に、接着剤層1に紫外線吸収剤として酸化チタンを含有するアルケマ社製ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムKynar(登録商標)302−PGM−TR(30μm)を、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。さらに、基材フィルムの接着剤層1を形成した面とは反対側の面に、ドライラミネート用接着剤をワイヤーバーで塗布し、80℃で45秒間乾燥して、乾燥後の塗布厚みが5μmの接着剤層2を形成した。続いて、接着剤層2に東レフィルム加工(株)製白色低密度ポリエチレン樹脂フィルム(白色LLDPEフィルム)“4806”(100μm)を、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。このようにして作製したフィルム3枚からなるシートを、40℃に加熱したオーブン内で3日間エージングした。こうして、封止シートを製造した。
SABIC(株)製のフィルム Noryl(登録商標) EFR735(265μm)フィルム単体を封止シートとした。
第1の樹脂層形成用塗料1の代わりに第1の樹脂層形成用塗料5を塗布する以外は、実施例1と同様にして封止シートを製造した。
Dupont社製ポリフッ化ビニル樹脂フィルム テドラー(登録商標)の代わりに、紫外線吸収剤を含まない東レフィルム加工(株)製ETFEフィルム(25μm)を用いた以外は、実施例4と同様にして封止シートを製造した。
第1の樹脂層を形成しない以外は、実施例8と同様にして封止シートを製造した。
第1の樹脂層形成用塗料1の代わりに第1の樹脂層形成用塗料3を塗布する以外は、実施例8と同様にして封止シートを製造した。
基材フィルムとして、SABIC(株)製のNoryl(登録商標) EFR735(150μm)フィルムの代わりに、低オリゴマータイプのポリエチレンテレフタレートフィルムである東レ(株)製ポリエチレンテレフタレートフィルム ルミラー(登録商標) X10S(125μm)を使用した以外は、実施例8と同様にして封止シートを製造した。
基材フィルムとして、SABIC(株)製のNoryl(登録商標) EFR735(150μm)フィルムの代わりに、東レ(株)製ポリエチレンテレフタレートフィルム ルミラー(登録商標)X10S(125μm)を使用した以外は、実施例10と同様にして封止シートを製造した。
基材フィルムとして、Noryl(登録商標) EFR735(265μm)フィルムの代わりに、汎用的なポリエチレンテレフタレートフィルムである東レ(株)製ポリエチレンテレフタレートフィルム ルミラー(登録商標) S10(250μm)を使用した以外は、実施例6と同様にして封止シートを製造した。
比較例1の封止シートは、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする基材フィルムに、紫外線吸収剤を含む第1の樹脂層が形成されていない。そのため紫外線照射試験において、基材フィルムが紫外線に照射され、基材フィルムの色調の変化(△b)が大きくなった。また、ポリフェニレンエーテル樹脂の光劣化反応によりフィルムの強度、伸びが大きく低下しているものと考えられる。
比較例2の封止シートは、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする基材フィルムに、紫外線吸収剤を含まないフッ素系共重合樹脂からなる第1の樹脂層が形成されている。この第1の樹脂層は紫外線吸収剤を含有していないために、第1の樹脂層は紫外線を遮断できない。そのため、ポリフェニレンエーテル樹脂の光劣化反応により色調の変化(△b)が大きかった。また、基材フィルムと第1の樹脂層との密着力も不十分となった。さらに、ポリフェニレンエーテル樹脂の光劣化反応に伴う強度、伸度の低下の懸念もある。
比較例3の封止シートは、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする基材フィルムに、接着剤層を介して、紫外線吸収剤を含まないフッ素フィルムが積層されている。このフッ素フィルムは紫外線吸収剤を含まないので、紫外線を遮断できない。そのため、基材フィルムおよび接着剤層に紫外線が到達し、基材フィルムおよび接着剤層の光劣化反応を引き起こした。そのため、接着剤層の劣化に起因する基材フィルムとフッ素フィルムとのドライラミネート強度の低下や、基材フィルムの光劣化に伴う色調の変化(△b)の増大が見られた。
比較例4の封止シートは、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする基材フィルムに、紫外線吸収剤を含む第1の樹脂層が形成されていない。そのため、基材フィルムには紫外線が到達し、ポリフェニレンエーテル樹脂の光劣化反応が起こった。そのため、色調の変化(△b)が増大した。
比較例5の封止シートは、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする基材フィルムに、紫外線吸収剤を有さないアクリル樹脂からなる第1の樹脂層が形成されている。この第1の樹脂層は紫外線吸収剤を含有していないため、紫外線を遮断できない。そのため、基材フィルムの色調変化が大きかった。また、この第1の樹脂層は、紫外線吸収剤および光安定化剤が共重合されていないアクリル樹脂からなるので、紫外線遮断性能が不十分なだけでなく、樹脂自体の耐紫外線性も不十分である。そのため、紫外線を照射すると、第1の樹脂層が材料劣化し、基材フィルムと第1の樹脂層との密着力も不十分となる。また、紫外線照射に伴って、第1の樹脂層のアクリル樹脂および基材フィルムが紫外線劣化し、紫外線照射に伴う色調変化も大きかった。
実施例8と比較例6の封止シートは、基材フィルム以外は同じ層構成である。また、実施例10と比較例7の封止シートも、基材フィルム以外は同じ層構成である。実施例8,実施例10の封止シートは、基材フィルムとして、ポリフェニレンエーテルを主成分とするフィルムを使用している。比較例6,比較例7の封止シートは、基材フィルムとして、ポリフェニレンエーテルを含まないポリエチレンテレフタレートフィルムを使用している。
実施例6と比較例8の封止シートは、基材フィルム以外は同じ層構成である。実施例6の封止シートは、基材フィルムとして、ポリフェニレンエーテルを主成分とするフィルムを使用している。比較例8の封止シートは、基材フィルムとして、ポリフェニレンエーテルを含まないポリエチレンテレフタレートフィルムを使用している。
実施例1〜3の封止シートはいずれも、基材フィルムに、第1の樹脂層として紫外線吸収剤を含む樹脂からなる塗膜層が形成されている。実施例4,実施例5の封止シートはいずれも、基材フィルムに、第1の樹脂層としてフッ素樹脂フィルムが貼り合わせられている。これらを比較すると、フッ素樹脂フィルムの方が塗膜層と比較して層厚みが厚く、水蒸気遮断性は高いため、基材フィルム層への水蒸気浸入量は少ないと考えられる。そのため、湿熱試験後の封止シートの破断強伸度は、実施例4,実施例5の封止シート方が良好な保持率を示している。
実施例4,実施例5の封止シートは、EVA封止材層と接着される面はカーボンブラックを含有するポリフェニレンエーテル樹脂からなる基材フィルム(黒色)である。そのため、実際の太陽電池の使用時において、太陽電池セル間を透過した光を反射させる性能を有さない。
実施例8〜10の封止シートは、実施例1,実施例3の封止シートの片側(EVA封止材と接着する側)に、光反射性およびEVA封止材密着力に優れる白色LLDPEフィルムを積層し、さらに基材フィルム厚みを薄くしたものである。実施例8〜10の封止シートは、光反射性を有するためモジュール発電効率は向上する。しかし、実施例8〜10の封止シートは、実施例1,実施例3の封止シートと比較して、難燃性に優れるポリフェニレンエーテル基材フィルムを薄くし、燃焼し易いLLDPEフィルムを貼り合わせたため、難燃性は悪化した。
実施例11の封止シートは、実施例7の封止シートのPVDF樹脂からなるKynarフィルムを、EVA封止材密着力に優れる白色LLDPEフィルムに変更したものである。実施例11の封止シートは、実施例7の封止シートに比べてEVA密着力は向上した。しかし、実施例11の封止シートは、実施例7の封止シートに比べて、難燃性に優れるポリPVDF樹脂からなるフィルムの代わりに、燃焼し易いLLDPEフィルムを使用したため、難燃性は悪化した。
Claims (11)
- ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする基材フィルムに、ポリフェニレンエーテル以外の樹脂で構成され、紫外線吸収剤を含む第1の樹脂層が積層された太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 前記基材フィルムが紫外線吸収剤を含む請求項1の太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 前記第1の樹脂層に含まれる紫外線吸収剤が、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、修飾アニリド系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物およびベンゾエート系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1または2の太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 前記第1の樹脂層を構成する樹脂が、紫外線吸収剤および光安定化剤を共重合させたアクリルポリオール系樹脂を含有し、
前記第1の樹脂層に含まれる紫外線吸収剤が、酸化チタン、酸化亜鉛およびカーボンブラックからなる群より選ばれる少なくとも1種の紫外線吸収剤である、請求項1〜3のいずれかの太陽電池モジュール用裏面封止シート。 - 前記基材フィルムが、ポリスチレン樹脂を含む請求項1〜4のいずれかの太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 前記第1の樹脂層が、無機系紫外線吸収剤を含むフッ素樹脂で構成された樹脂層である請求項1〜5のいずれかの太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 前記第1の樹脂層に含まれる無機系紫外線吸収剤が、酸化チタンまたはカーボンブラックである請求項6の太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 前記第1の樹脂層のフッ素樹脂が、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂、ポリクロロトリフロロエチレンおよびテトラフルオロエチレン骨格を含有する共重合樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項6または7の太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 前記基材フィルムの前記第1の樹脂層が積層された面とは反対側の面に、ポリエチレン樹脂で構成された第2の樹脂層が積層された請求項1〜8のいずれかの太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 前記第2の樹脂層が、ポリイソシアネート系化合物により架橋された接着性樹脂層を介して前記基材フィルムに積層されている請求項9の太陽電池モジュール用裏面封止シート。
- 請求項1〜10のいずれかの太陽電池モジュール用裏面封止シートとシリコンセル充填剤層とを含み、該太陽電池モジュール用裏面封止シートと該シリコンセル充填剤層とが接着された、太陽電池モジュール。
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