JPWO2014208758A1 - 太陽電池用保護材 - Google Patents

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Abstract

少なくとも、耐候性フィルムと、樹脂層と、基材の少なくとも一方の面に無機層を有し水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の防湿フィルムとを保護材構成層Pとして積層してなる太陽電池用保護材であって、前記樹脂層はエチレン系樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物から形成されてなり、前記耐候性フィルムの幅WAに対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅WPの比(WP/WA)が1より小さい太陽電池用保護材。

Description

本発明は、太陽電池等に用いられる保護材に関し、特に、防湿性が保持されデラミネーションの発生を防止しうる太陽電池用保護材に関する。
近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池が注目され、開発が進められている。太陽電池は、前面保護シート(以下、フロントシートということがある)と裏面保護シート(以下、バックシートということがある)との間に、エチレン−酢酸ビニル共重合体やポリエチレン、ポリプロピレンフィルム等の封止材により太陽電池用セルを封止した構成とされている。
このような太陽電池は、通常、前面保護フィルム、封止材 、発電素子、封止材及び裏面保護フィルムをこの順で積層し、加熱溶融させることにより接着一体化することで製造される。太陽電池の前面保護シート又は裏面保護シートである太陽電池用保護材としては、紫外線に対する耐久性に優れることが要求されるが、加えて、湿気等の透過による内部の導線や電極の発錆を防止するために、防湿性に優れることが極めて重要な要件となる。さらには長期使用や高温条件下における防湿性の低下が少ない優れた保護材の開発が望まれている。
例えば、特許文献1では、二軸延伸ポリエステルフィルムを基材とする水蒸気透過率が0.22g/m2/dayの防湿フィルムにポリエステル系接着剤を用い、無機蒸着面側に耐候性ポリエステルフィルム、背面にポリプロピレンフィルムと貼り合わせることにより太陽電池用保護材を作製し85℃、85%湿度下で、1000時間試験後の防湿性を評価して、防湿性低下防止の提案を行なっている。
また、特許文献2の実施例では、二軸延伸ポリエステルフィルムを基材とする水蒸気透過率が1〜2g/m2/dayの防湿フィルムの両側にポリウレタン系接着層を設け、その両側に耐候性ポリエステルフィルムを積層し太陽電池用保護材を製作し、85℃、85%湿度下で1000時間加速試験後のバリア性能と層間強度を評価し、両特性の低下防止の提案を行なっている。
特許文献3では、同じく二軸延伸ポリエステルフィルムを基材とする水蒸気透過率が0.5g/m2/dayの防湿フィルムに二液硬化型ポリウレタン系接着剤を用いてPVFフィルムを貼り合わせた後、プレッシャークッカーテスト(PCT)(高温高圧による過酷環境試験、105℃ 92時間)前後の防湿性と層間強度を評価して、特性の低下防止の提案を行なっている。
特開2007−150084号公報 特開2009−188072号公報 特開2009−49252号公報
しかしながら、上記特許文献1〜3の各々に開示される技術は、いずれも水蒸気透過率が0.1g/m2/day以上の防湿フィルムを有する積層体に関するものであり、より高い防湿性が要求される化合物系発電素子太陽電池モジュール等の太陽電池の保護材等に適用した場合、前記プレッシャークッカーテスト(PCT)等の加速耐久試験に代替される過酷な環境下においては、長期の防湿性の維持、保護材端部のデラミネーションの発生防止を十分に行い得るものではなかった。
太陽電池用保護材としては、防湿性及びデラミネーションの発生防止に優れるものであって、さらに該防湿性やデラミネーションの発生防止が長期に維持されるものが望まれるが、これまで、水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の高い防湿性を有するフィルムを用いた場合、防湿性及びデラミネーションの発生防止を長期に可能とする具体的な提案はなされていないのが実情であった。
すなわち、本発明の課題は、水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の防湿フィルムを含む太陽電池用保護材に関して、長期に防湿性が低下せず、デラミネーションの発生を防止し、柔軟性と防湿性に優れた太陽電池用保護材を実現し、太陽電池の性能低下を防止し、かつ太陽電池の耐久性の向上に有効な太陽電池用保護材を提供することにある。
本発明者らは、検討を重ねた結果、少なくとも、耐候性フィルムと、樹脂層と、基材の少なくとも一方の面に無機層を有し水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の防湿フィルムとを保護材構成層Pとして積層してなる太陽電池用保護材であって、前記耐候性フィルムの幅(WA)に対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅WPの比(WP/WA)が1より小さい太陽電池用保護材を用いることにより、封止材と積層された後の防湿性の低下とデラミネーションの発生の防止を同時に満足できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[14]を提供する。
[1]少なくとも、耐候性フィルムと、樹脂層と、基材の少なくとも一方の面に無機層を有し水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の防湿フィルムとを保護材構成層Pとして積層してなる太陽電池用保護材であって、前記樹脂層はエチレン系樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物から形成されてなり、前記耐候性フィルムの幅WAに対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅WPの比(WP/WA)が1より小さい太陽電池用保護材、
[2]少なくとも、耐候性フィルムと、樹脂層と、基材の少なくとも一方の面に無機層を有し水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の防湿フィルムとを保護材構成層Pとして積層してなる太陽電池用保護材であって、前記樹脂層は架橋剤を実質的に含有しない熱可塑性樹脂組成物から形成されてなり、前記耐候性フィルムの幅WAに対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅WPの比(WP/WA)が1より小さい太陽電池用保護材、
[3]前記WP/WAが、0.7〜0.98である、前記[1]又は[2]に記載の太陽電池用保護材、
[4]前記エチレン系樹脂がエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体である、前記[1]に記載の太陽電池用保護材、
[5]前記基材の厚みが25〜250μmである、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の太陽電池用保護材、
[6]前記防湿フィルムを、前記無機層側の面を前記耐候性フィルム側にして積層してなる、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の太陽電池用保護材、
[7]前記耐候性フィルム以外の保護材構成層Pのうち最大幅を有する層が前記防湿フィルムである、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の太陽電池用保護材、
[8]前記保護材構成層Pとして、前記防湿フィルム側にさらに接着層、厚みが60μm以上である背面フィルムを有してなり、前記耐候性フィルム以外の保護材構成層Pのうち最大幅を有する層が前記背面フィルムであり、かつ前記背面フィルムの幅が前記防湿フィルムの幅より大きい、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の太陽電池用保護材、
[9]前記[1]〜[8]のいずれかに記載の太陽電池用保護材の前記耐候性フィルムとは反対側に、さらに封止材層が積層されてなる、封止材一体型保護材、
[10]前記封止材層の幅WDが、前記耐候性フィルムの幅WAより小さく、かつ前記耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅WPより大きい、前記[9]に記載の封止材一体型保護材、
[11]前記[1]〜[8]のいずれかに記載の太陽電池用保護材又は前記[9]及び[10]のいずれかに記載の封止材一体型保護材が巻き取られてなる、ロール状物、及び
[12]前記[1]〜[8]のいずれかに記載の太陽電池用保護材又は前記[9]及び[10]のいずれかに記載の封止材一体型保護材を用いて作製された太陽電池モジュール、
[13]前記[11]に記載のロール状物の表面のうち、耐候性フィルムが突出する箇所に対応する箇所の少なくとも一部を、以下の条件により測定される撓み長さが70mm以下であり、かつ耐荷重凹みが0.1以下であるカバーシートで覆ってなる、カバーシート付きロール状物。
[撓み長さ]
(1)幅20mm、長さ120mmのサンプルを採取する。
(2)サンプルを台上に、サンプルのうち長さ100mmの部分が台から突出するようにして配置し、サンプルの台上の部分に、重さ5kgの重りを乗せてサンプルを固定する。
(3)サンプルの台から突出する部分の端部が、台から垂れ下がる長さ「x」(単位:mm)を測定し、この値を撓み長さとする。
[耐荷重凹み]
(1)100mm四方のサンプルを採取する。
(2)サンプルを厚さ20mmのガラス板上に設置し、サンプルの中央部に直径5mmで重さ0.5gの鋼球を載せ、さらに鋼球上から2kgの荷重をかける。
(3)サンプルの凹み「d」(単位:μm)を測定し、サンプルの厚み「t」(単位:μm)との比「d/t」を耐荷重凹みとする。
[14]以下(a’)及び/又は(b’)の条件を満たす、前記[13]に記載のカバーシート付きロール状物。
(a’)[カバーシートの撓み長さ]/[耐候性フィルムの撓み長さ]が2以下
(b’)[カバーシートの耐荷重凹み]/[耐候性フィルムの耐荷重凹み]が2以下
本発明によれば、長期に渡って、高温高湿下の使用においても防湿性の低下やデラミネーションの発生がなく、柔軟性と防湿性に優れ、太陽電池の性能低下を防止し、かつ太陽電池の耐久性の向上に有効な高防湿太陽電池用保護材を提供することができる。本発明の太陽電池用保護材は、高熱環境、すなわち、熱ラミネート条件での熱処理を経ても、防湿性及び層間強度が低下しない柔軟性と防湿性に優れるものである。
本発明の太陽電池用保護材の一実施形態を示す断面図 本発明の太陽電池用保護材の他の実施形態を示す断面図 本発明の太陽電池用保護材の一使用例を示す断面図 本発明の太陽電池用保護材の他の使用例を示す断面図 撓み長さの評価方法を説明する図 耐荷重凹みの評価方法を説明する図
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
太陽電池用保護材は防湿フィルムが積層されていることによりフィルムの暴露面からの水分の浸入を防止することが可能であるが,高温高湿環境下での加速試験に代替される長期の使用においては太陽電池用保護材の端面からの水分の浸入により、各フィルムの積層に使用している接着剤や防湿フィルムの基材が徐々に劣化し、端部からのデラミネーションの発生や防湿性能低下が起こることがある。
特に、0.1g/m2/day未満程度の高い防湿性をもった防湿フィルムの場合、フィルムの収縮による防湿性の低下や端部からの水分侵入による影響は著しい。これは防湿フィルムの無機層内部及び基材と無機層との界面でのわずかな欠陥や基材の加水分解等による劣化が防湿性に対して重大な影響を与えるからである。
以上より、本発明者らは、図1、2に例示するように、太陽電池用保護材(10)を、少なくとも、耐候性フィルム(1)と、樹脂層(21)と、基材の少なくとも一方の面に無機層を有し水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の防湿フィルム(3)とを保護材構成層Pとして積層した積層体とし、さらに該耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの幅が、前記耐候性フィルムの幅よりも短くなるように構成した。
このように構成することにより、図3及び図4に例示するように、真空ラミネーションの際、太陽電池(30)上の封止材(20)が耐候性フィルム(1)の幅よりも短い幅を有する樹脂層(21)や防湿フィルム(3)の端面に回り込み、端面を封止する等の効果により、防湿性の低下防止と端部からのデラミネーションの発生防止の両立を実現することを見出すに至った。
<太陽電池用保護材>
[耐候性フィルム]
本発明の太陽電池用保護材は、耐加水分解性や耐候性を備え、長期の耐久性を付与するために、耐候性フィルムを有する。
耐候性フィルムは、耐加水分解性や耐候性を有するものが制限なく使用でき、例えば、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)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリビニルフルオライド(PVF)等のフッ素系樹脂;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(PEN)等のポリエステル;ポリカーボネート;ポリメチルメタアクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂;ポリアミド等の各種樹脂のフィルムを用いることができる。耐候性フィルムは、これらの樹脂の2種以上を含むものであってもよく、また、2枚以上のフィルムの積層フィルムであってもよい。
上述の耐候性フィルムの中でも、耐候性、透明性の観点から、フッ素系樹脂フィルムが好適である。また、フッ素系樹脂フィルムの中でも、長期耐久性の観点からは、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、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)及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)から選ばれる1種以上がより好ましく用いられる。
耐候性フィルムとしては、真空ラミネーションの際や、温度変化や湿度変化の際においての特性変化が小さいことが好適である。したがって、事前の熱処理により低収縮率化したものが好適である。また、耐候性フィルムは、封止材との密着性を良好にするため、プラズマ処理等の易接着処理を施すことが好適である。
耐候性フィルムの幅WAに対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pが有する最大幅WPの比(WP/WA)が1以上であるときは、端面に回り込む封止材の厚みが小さくデラミネーションを起こしやすくなることから、WP/WAは1より小さいことが必要である。また、WAとWPとの差が大きすぎると、封止材が端部まで十分回り込まず、また真空ラミネーション後の積層体の厚みの均一性が保持できなくなることがある。そのため、WP/WAは0.7〜0.98であるのが好ましく、より安定したデラミネーション防止を行うためには0.75〜0.95であるのがより好ましく、0.8〜0.92がさらに好ましい。WP/WAが1より小さければ、WAをWPに対して左右にどの程度長くするかは任意であるが、左右均等に長くするのが好ましい。なお、本発明において、「フィルムの幅」とは、保護材がロールで提供される場合はロールから巻きだしたフィルムの長さ方向に対して横方向の長さをいい、枚葉で提供される場合は4辺のうちの短辺側をいう。
本発明の太陽電池用保護材の製造における真空ラミネーション時に生じた耐候性フィルムの残留歪を軽減し、高温高湿時の太陽電池用保護材内の残留応力を低減する効果を得るためには、耐候性フィルムは、ガラス転移温度−50〜180℃のフィルムを用いることが好ましい。ガラス転移温度が上記の温度範囲内の耐候性フィルムを用いることで、真空ラミネーション時の温度で、それまでの工程で加えられた力の履歴や熱履歴によって生じたフィルム内の分子、結晶配向を緩和させ、残留歪を低減させることができる。
耐候性フィルムには、必要に応じて、種々の添加剤を添加することができる。該添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、耐候安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤等が挙げられるが、これらに限られない。
耐候性フィルムの厚さは、一般に20〜200μm程度であり、フィルムの取り扱いやすさとコストの点から20〜100μmが好ましく、20〜60μmがより好ましい。
耐候性フィルムの熱収縮率は、カール防止性の観点から、フィルムの幅方向または長さ方向の少なくともいずれかの熱収縮率が5.0%以下であることが好ましく、4.0%以下であることがより好ましく、3.0%以下であることがさらに好ましい。また、フィルムの幅方向及び長さ方向の熱収縮率が上記範囲の場合、その効果が特に顕著である。なお、耐候性フィルムの熱収縮率の下限は0.3%程度である。耐候性フィルムの熱収縮率は、加熱前のサンプル長をL0、150℃の温度条件下において30分間オーブンで加熱処理した後のサンプル長をL1としたとき、(L0−L1)×100/L0の式から算出できる。
[防湿フィルム]
本発明において、防湿フィルムは、基材及び基材の少なくとも一方の面に形成される無機層を少なくとも有するものであり、その水蒸気透過率は0.1g/m2/day未満であることが好ましい。本発明の太陽電池用保護材は、長期に高い防湿性を保持することが望まれるため、初期の防湿性も一定以上のものである必要がある。したがって、本発明において、上記防湿フィルムは水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満であり、好ましくは0.05g/m2/day以下であり、より好ましくは、0.03g/m2/day以下である。また、該防湿フィルムは、太陽電池用保護材が、受光面側に用いられるフロントシートとして使用される場合には、透明であることが好ましい。
防湿フィルムの厚みは、一般に5〜300μmであり、太陽電池用保護材のカール抑制、耐電圧性、クッション性、及び生産性や取り扱い性の点からは、好ましくは25〜250μm、より好ましくは38〜200μm、さらに好ましくは50〜180μmである。
(基材)
上記防湿フィルムの基材としては、樹脂フィルムが好ましく、その材料としては、通常の太陽電池用材料に使用しうる樹脂であれば特に制限なく用いることができる。
具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン等の単独重合体又は共重合体等のポリオレフィン;環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン;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)等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ナイロン等のポリアミド;エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物(EVOH)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、生分解性樹脂等が挙げられ、中でも熱可塑性樹脂が好ましい。さらにフィルム物性、コスト等の点から、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンが好まく、表面平滑性、フィルム強度、耐熱性等の点から、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)が特に好ましい。
基材の23℃における弾性率は、2.0〜10.0GPaであることがより好ましく、2.0〜8.0GPaであることがさらに好ましい。上記範囲の弾性率を有することにより、外力の変形に対する変形抵抗を発揮することができ、保護シートおよび保護シートを含む積層品のカールを十分に抑えることが可能となり好ましい。ここで、弾性率とは、応力−歪み曲線の直線部の傾きから求められる引張弾性率を指し、JIS K7161:1994に準拠した引張試験の方法により求めることができる。
また、上記基材、後述の樹脂層及び接着層は、必要に応じて、種々の添加剤を添加することができる。該添加剤としては、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、着色剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤等が挙げられるが、これらに限られない。
使用しうる紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系等各種タイプのものを挙げることができ、種々の市販品が適用できる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、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−2’−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクタデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオ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−ヒドロキシ−5−クロロベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン等を挙げることができる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール化合物であって、例えば、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−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−メチル−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。
またトリアジン系紫外線吸収剤としては、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチルオキシ)フェノール、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)フェノール等を挙げることができる。
サリチル酸エステル系としては、フェニルサリチレート、p−オクチルフェニルサリチレート等を挙げることができる。
基材、後述の樹脂層及び接着層中の紫外線吸収剤の含有量は、通常0.01〜2.5質量%程度であり、好ましくは0.05〜2.0質量%である。
上記の紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する耐候安定剤として、ヒンダードアミン系光安定化剤を用いることができる。ヒンダードアミン系光安定化剤は、紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤と併用することによって著しい相乗効果を示す。
ヒンダードアミン系光安定化剤としては、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、2−(3,5−ジ−tert−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)等を挙げることができる。基材、後述の樹脂層及び接着層中のヒンダードアミン系光安定化剤の含有量は、通常0.01〜2.0質量%程度であり、好ましくは0.05〜1.0質量%である。
酸化防止剤としては、種々の市販品が使用でき、モノフェノール系、ビスフェノール系、高分子型フェノール系、硫黄系、ホスファイト系等各種タイプのものを挙げることができる。
モノフェノール系としては、例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニゾール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール等を挙げることができる。ビスフェノール系としては、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス〔{1,1−ジメチル−2−{β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル}2,4,9,10−テトラオキサスピロ〕5,5−ウンデカン等を挙げることができる。
高分子フェノール系としては、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ビドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−{メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキスフェニル)プロピオネート}メタン、ビス{(3,3’−ビス−4’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチルフェニル)ブチリックアシッド}グルコールエステル、1,3,5−トリス(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)−s−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)トリオン、トコフェロール(ビタミンE)等を挙げることができる。
硫黄系としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルチオプロピオネート等を挙げることができる。
ホスファイト系としては、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェニル−ジ−トリデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシルホスファイト)、トリス(モノ及び/又はジ)フェニルホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナスレン−10−オキサイド、10−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、10−デシロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−tert−メチルフェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト等を挙げることができる。
本発明においては、酸化防止剤の効果、熱安定性、経済性等からフェノール系及びホスファイト系の酸化防止剤が好ましく用いられ、両者を組み合わせて用いることがさらに好ましい。該酸化防止剤の添加量は、基材、後述の樹脂層及び接着層中、通常、0.1〜1質量%程度であり、0.2〜0.5質量%添加することが好ましい。
上記基材としての樹脂フィルムは、上記の原料を用いて成形してなるものであるが、未延伸であってもよいし延伸したものであってもよい。さらに、単層または多層のいずれでもよい。
かかる基材は、従来公知の方法により製造することができ、例えば、原料を押出機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して、急冷することにより実質的に無定型で配向していない未延伸フィルムを製造することができる。また、多層ダイを用いることにより、1種の樹脂からなる単層フィルム、1種の樹脂からなる多層フィルム、多種の樹脂からなる多層フィルム等を製造することができる。
この未延伸フィルムを一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸等の公知の方法により、フィルムの流れ(縦軸)方向又はフィルムの流れ方向とそれに直角な(横軸)方向に延伸することにより、一軸方向又は二軸方向に延伸したフィルムを製造することができる。延伸倍率は任意に設定できるが、150℃熱収縮率が、0.01〜5%であることが好ましく、0.01〜2%であることがより好ましい。中でもフィルム物性の点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンナフタレートフィルムとの共押出二軸延伸フィルム、ポリエチレンテレフタレート及び/又はポリエチレンナフタレートと他の樹脂との共押出二軸延伸フィルムが好ましい。
上記防湿フィルムの基材の厚みは、一般に5〜300μmであり、太陽電池用保護材のカール抑制、耐電圧性、クッション性、及び生産性や取り扱い性の点からは、好ましくは25〜250μm、より好ましくは38〜200μm、さらに好ましくは50〜180μmである。
防湿フィルムを構成する上記基材の厚みが25μm以上であると、太陽電池用保護材のカール発生の抑制効果に優れ、耐電圧性、耐衝撃性、及びクッション性にも優れる。また、上記基材の厚みが300μmを超えると、生産性や取り扱い性の点で好ましくない。
また、上記防湿フィルムの基材の厚みは、カール発生抑制の観点から、前記耐候性フィルムの厚みと同じかそれ以上であることが好ましい。具体的には、防湿フィルムの基材の厚みTB'に対する、耐候性フィルムの厚みTA'の比TA'/TB'が1.0以下であることが好ましい。カール発生抑制の観点から、TA'/TB'は、より好ましくは0.07〜0.8、さらに好ましくは0.2〜0.7である。
なお、上記基材には、無機層との密着性向上のため、アンカーコート層を形成することが好ましい。該アンカーコート層には、溶剤性又は水性のポリエステル樹脂;イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、変性ビニル樹脂、ビニルアルコール樹脂等のアルコール性水酸基含有樹脂;ビニルブチラール樹脂、ニトロセルロース樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、メラミン基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、変性スチレン樹脂及び変性シリコーン樹脂等を単独、あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。また、アンカーコート層には必要に応じ、アルキルチタネート、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、滑剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤等を添加することができる。紫外線吸収剤、耐候安定剤及び酸化防止剤としては、前述の基材に用いるものと同様のものを使用することができ、また該耐候安定剤及び/または紫外線吸収剤が前記した樹脂と共重合したポリマータイプのものを使用することもできる。
アンカーコート層の厚みは無機層との密着性向上の観点から、10〜200nmであることが好ましく、10〜100nmであることがより好ましい。その形成方法としては、公知のコーティング方法が適宜採択される。例えば、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、または、スプレイを用いたコーティング方法等の方法がいずれも使用できる。また、基材を樹脂液に浸漬して行ってもよい。塗布後は、80〜200℃程度の温度での熱風乾燥、熱ロール乾燥等の加熱乾燥や、赤外線乾燥等の公知の乾燥方法を用いて溶媒を蒸発させることができる。また、耐水性、耐久性を高めるために、電子線照射による架橋処理を行う事もできる。また、アンカーコート層の形成は、基材の製造ラインの途中で行う方法(インライン)でも、基材製造後に行う方法(オフライン)でも良い。
(無機層)
無機層を構成する無機物質としては、珪素、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫、ニッケル、チタン等;又はこれらの酸化物、炭化物、窒化物;あるいはこれらの混合物が挙げられる。これらの無機物質の中でも、透明であることから酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化炭化珪素、酸化炭化窒化珪素、酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボンが好ましい。特に、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウムは、高いガスバリア性が安定に維持できるため好ましい。
無機層の形成方法としては、蒸着法、コーティング法等の方法がいずれも使用できるが、ガスバリア性の高い均一な薄膜が得られるという点で蒸着法が好ましい。この蒸着法には、物理気相蒸着(PVD)、化学気相蒸着(CVD)、原子層蒸着(ALD)等の方法がいずれも含まれる。物理気相蒸着法には、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等が挙げられ、化学気相蒸着法には、プラズマを利用したプラズマCVD、加熱触媒体を用いて材料ガスを接触熱分解する触媒化学気相成長法(Cat−CVD)等が挙げられる。原子層蒸着は、真空容器内に設置した基板上に、原料化合物の分子をモノレイヤーごとに表面へ吸着、反応による成膜、パージによる余剰分子の取り除き、のサイクルを繰返し行うことによって、原子層を一層ずつ積み上げる手法である。
また、無機層は単層であっても多層であってもよい。多層の場合、同一の成膜法を用いても良いし、各層ごとに異なる成膜法を用いても良いが、何れも減圧下で連続して行うことが、効率的な防湿性向上、生産性の点で好ましい。
また、特に、真空蒸着法により形成した無機層、化学蒸着法により形成した無機層及び真空蒸着法により形成した無機層をこの順で形成した層構成が、多層構成の中に含まれていることが好ましい。
なお、無機層が多層の場合、各層は同じ無機物質からなっていても、異なる無機物質からなっていてもよい。
上記無機層の厚さは、安定した防湿性の発現の点から、10〜1000nmであることが好ましく、20〜800nmがより好ましく、20〜600nmがさらに好ましい。
[樹脂層]
本発明でいう樹脂層は、耐候性フィルムと防湿フィルムとの間に位置するものである。樹脂層は、樹脂成分を好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90〜99.9質量%含む。
樹脂層は、加熱により軟化して接着性を発現する層であり、粘着剤(感圧接着剤)や二液硬化型の接着剤を含む層とは区別されるものである。
太陽電池保護材の構成部材を接着させるためには、粘着剤や接着剤を使用する方法が知られている。粘着剤や接着剤は一般にポリマー溶液に架橋剤を加えたものであり、塗布後に乾燥、硬化させて粘着剤層又は接着層を形成する。しかしながら架橋剤の反応率は100%にはならないため、層内に未反応性基が残存し、これにより太陽電池保護材の高温高湿条件下での防湿性が低下する懸念がある。また、粘着剤や接着剤はべたつき(タック)を有するため、耐候性フィルムや防湿フィルムに塗布した直後に他のフィルムでラミネートしてから巻き取る必要がある。
一方、上述の樹脂層を使用すれば、耐候性フィルムや防湿フィルムに該樹脂層を設けた状態で冷却し、得られた積層体に他のフィルムをラミネートせずにそのまま巻き取ることが可能である。樹脂層は冷却されているため、巻き取られた状態でブロッキングを防止することができる。また、これを再度加熱することで接着性を発現するので、パッケージ化する際に他方の層を熱ラミネートにより容易に貼り合わせることができる。
このような樹脂層は、加熱による接着性を発現するために、熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物から形成されてなる。
樹脂層を形成する熱可塑性樹脂組成物は、後述のエチレン系樹脂を含有するか(第一の態様)、架橋剤を実質的に含有しない(第二の態様)ことを特徴とする。第一及び第二の態様の熱可塑性樹脂組成物は、エチレン系樹脂の融点が低いこと、架橋剤の影響による熱可塑性樹脂組成物の粘度上昇を抑えられることなどから、樹脂層を形成する際や、真空ラミネーション工程における作業性を良好にすることができる。上記観点から、樹脂層を形成する熱可塑性樹脂組成物は、後述のエチレン系樹脂を含有し、かつ架橋剤を実質的に含有しないことが好ましい。
熱可塑性樹脂は樹脂層の50質量%以上含まれることが好ましく、80質量%以上含まれることがより好ましく、90〜99.9質量%含まれることがさらに好ましい。また、架橋剤を実質的に含有しないとは、架橋剤の含有量が樹脂層の0.1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以下であることがより好ましく、0.001質量%以下であることがさらに好ましい。
熱可塑性樹脂としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン等が挙げられる他、エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体等が挙げられる。
これら熱可塑性樹脂の中では、比較的融点が低く真空ラミネーション工程において加工温度の選択性を広くできることから、ポリエチレン、エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のエチレン系樹脂が好適である。
ポリエチレンとしては、エチレンの単独重合体、及び、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のエチレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。
エチレンとα−オレフィンとの共重合体において、エチレンと共重合するα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−へプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、3−メチル−ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1等が例示される。工業的な入手し易さや諸特性、経済性等の観点から、上記のうちプロピレン、1−ブテン、1−へキセン、1−オクテンが好適に用いられる。α−オレフィンは、1種のみを単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
α−オレフィンは、エチレンとの共重合体中の全単量体単位に対して、通常、2モル%以上であり、好ましくは40モル%以下、より好ましくは3〜30モル%、更に好ましくは5〜25モル%である。該範囲内であれば、α−オレフィンを共重合させることで共重合体の結晶性が低減されるため透明性が向上し、また、原料ペレットのブロッキング等の不具合も起こり難い。エチレン−α−オレフィン共重合体の中でも、透明性や柔軟性等の観点からエチレン−α−オレフィンランダム共重合体が好適に用いられる。
中でも、エチレン系樹脂としては、ポリエチレン及びエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体から選ばれる少なくとも1種が好ましい。ポリエチレンの中では、透明性の観点から、低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンから選ばれる1種以上が好ましく、低密度ポリエチレンがより好ましい。
熱可塑性樹脂としてエチレン系樹脂を用いる場合、エチレン系樹脂の含有量は、樹脂層の好ましくは5〜100質量%であり、より好ましくは20〜100質量%、さらに好ましくは30〜100質量%、よりさらに好ましくは40〜100質量%である。
エチレン系樹脂の中でも、封止材との密着性及び透明性の観点からは、エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体が好適である。樹脂層がエチレン系樹脂として特にエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体を含むことにより上記効果が得られる理由は、次のように考えられる。アルキル(メタ)アクリレートはエステル結合を有するため極性を有しており、エチレンと共重合体させることで樹脂層と無機層との接着性を向上させることができ、また、アモルファス性を付与できるので高透明性を得ることができる。
また樹脂層が酸性官能基を含むと、特に該樹脂層と無機層とが接する場合に高温高湿条件下で保存した後の防湿性が劣化する。これに対しエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体は酸性官能基を含まないため、高温高湿条件下で保存した後の防湿性劣化を抑制することができる。
上記の観点から、エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体におけるアルキル(メタ)アクリレート由来の単量体単位の含有量は、共重合体中の全単量体単位に対して、好ましくは1質量%以上であり、より好ましくは5〜80質量%、更に好ましくは10〜60質量%である。
なお本発明において用いられるエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体とは、エチレンと1種又は2種以上のアルキル(メタ)アクリレートとを共重合させた重合体を意味し、エチレン及びアルキル(メタ)アクリレート以外の単量体に由来する単量体単位を実質的に含有しないものである。「実質的に含有しない」とは、共重合体を構成する単量体単位のうち、エチレン及びアルキル(メタ)アクリレート以外の単量体単位が0.1モル%未満であることをいう。
エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体におけるアルキル(メタ)アクリレートは、耐熱性及び安定性の点から、アルキル基の炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜6がより好ましく、炭素数1〜4が更に好ましい。また該アルキル基は直鎖でもよく、分岐構造を有していてもよく、環状構造であってもよい。アルキル(メタ)アクリレートとは、アルキルアクリレート又はアルキルメタクリレートを意味し、接着性発現の観点からはアルキルアクリレートが好ましい。
本発明に用いられるエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体としては、エチレン−メチル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−エチル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−ブチル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−メチル(メタ)アクリレート−ブチル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−ヘキシル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−ペンチル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−オクチル(メタ)アクリレート共重合、エチレン−デシル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−ドデシル(メタ)アクリレート共重合体等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
中でも、耐熱性及び接着性の観点から、エチレン−メチル(メタ)アクリレート共重合体及びエチレン−ブチル(メタ)アクリレート共重合体から選ばれる1種以上が好ましく、エチレン−メチルアクリレート共重合体及びエチレン−ブチルアクリレート共重合体から選ばれる1種以上がより好ましい。
エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体はブロック共重合体であってもランダム共重合体であってもよい。エチレンに由来する構成単位とアルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位とは極性が異なるため、エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体は樹脂層中で海島構造を取ることが予想される。エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体がランダム共重合体である方が島構造が小さくなり、接着性が均一となるので好ましい。
エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体の分子量は任意であるが、重量平均分子量が5,000以上100万以下であることが好ましい。重量平均分子量が5,000以上であれば、エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体を含む樹脂層の加熱時に、該共重合体が層間から流れ出るおそれがない。また重量平均分子量が100万以下であれば加工性が良好であり、樹脂層の厚みを容易に制御できる。耐熱性と加工性のバランスの観点から、重量平均分子量は1万以上10万以下がより好ましい。
熱可塑性樹脂としてエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体を用いる場合、樹脂層中における該共重合体の含有量は、好ましくは5〜100質量%であり、より好ましくは20〜100質量%、さらに好ましくは30〜100質量%、よりさらに好ましくは40〜100質量%である。樹脂層中のエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体の含有量が5質量%以上であれば、接着性に寄与するアルキル(メタ)アクリレート由来の単量体単位の密度が十分であり、均一な接着性を得ることができるので、高温高湿条件下での保存後においても防湿性、密着性を有する太陽電池保護材とすることができる。
エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体以外の熱可塑性樹脂の好ましい重量平均分子量も、前述のエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体と同じである。
熱可塑性樹脂は、真空ラミネーション工程において加工温度の選択性が広い観点から、融点が60〜150℃であることが好ましく、60〜120℃であることがより好ましい。
また、熱可塑性樹脂は、加熱及び冷却サイクルにおける樹脂層の残留応力を低減する観点から、ガラス転移温度が−20℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度が前記範囲にあることで特に低温度領域下での太陽電池用保護材のバリア性の劣化を抑制することができる。
樹脂層は、対向するフィルムの収縮等により発生する応力を樹脂層で吸収することで無機層へのダメージを防ぐために、100℃、周波数10Hz、歪0.1%における引張貯蔵弾性率が5×105Pa以下であることが好ましい。
また、樹脂層は、常温(20℃)において接着強度を維持する観点から、20℃、周波数10Hz、歪0.1%における引張貯蔵弾性率が1×107Pa以上であることが好ましい。
樹脂層を構成する樹脂のメルトフローレート(MFR)は、190℃、荷重2.16kgにおいて20g/10分以下であることが好ましい。本発明の太陽電池用保護材を用いて太陽電池を作製する際、150℃程度で十数分の真空ラミネーション工程を経るため、該保護材が真空ラミネーション工程で性能が低下しないことが必要である。樹脂層を構成する樹脂のMFRが20g/10分以下であれば、真空ラミネーション工程において、樹脂が層間から流れ出るおそれがなく、樹脂層の厚みの均一性を保持できるので、外観が良好になる。樹脂層を構成する樹脂のMFRは、190℃、荷重2.16kgにおいて18g/10分以下であることがより好ましく、15g/10分以下であることが更に好ましい。樹脂層のMFRは、具体的には実施例に記載の方法により測定できる。
ここで、樹脂層を構成する樹脂のMFRとは、樹脂層に含まれるすべての樹脂成分を混合した樹脂のMFRをいう。
本発明において、樹脂層は、耐候性フィルム、又は防湿フィルムの無機層に、樹脂層を構成する熱可塑性樹脂、紫外線吸収剤及び光安定剤等の各成分を混合した熱可塑性樹脂組成物を含む塗工液を直接塗工することにより形成してもよいし、熱可塑性樹脂組成物を含む塗工液を、剥離処理された剥離シートの剥離処理面に塗工し、これを耐候性フィルム、又は防湿フィルムの無機層に貼り合わせた後に剥離シートを剥離することにより形成してもよい(コーティング法)。
また、塗工液を調製せず、樹脂層を構成する熱可塑性樹脂及びその他添加剤を溶融混練した熱可塑性樹脂組成物を、防湿フィルム又は耐候性フィルム上に流し、冷却ロールで冷却して樹脂層を形成してもよい(押し出しラミネート法)。あるいは、樹脂層を構成する熱可塑性樹脂及びその他添加剤を溶融混練した熱可塑性樹脂組成物を、キャスト法により、フィルム状に成形してもよい。
なお、このように、耐候性フィルム又は防湿フィルムの無機層に樹脂層を形成し、その後にさらにもう一方のフィルムを樹脂層に積層した場合、耐候性フィルムと防湿フィルムとは樹脂層を介して仮接着の状態であるが、後述の太陽電池モジュール製造時の真空ラミネーションにより、強固に接着することができる。
コーティング法で使用される塗工液は、樹脂層を構成する熱可塑性樹脂、紫外線吸収剤及び光安定剤等の各成分を混合した熱可塑性樹脂組成物を、有機溶剤に溶解させたもの、あるいは水に溶解又は分散させたもの等を使用することが好ましい。耐水性が問われる太陽電池部材等の用途には有機溶剤に溶解させたものが好ましい。
有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソブタノール、n−ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。塗工液は、塗工の利便さから、これらの有機溶剤を使用して、固形分濃度が10〜50質量%の範囲になるように調製するのが好ましい。
塗工液の塗工は、例えば、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、ロールナイフコート法、ダイコート法、グラビアコート法、エアドクターコート法、ドクターブレードコート法等、従来公知の塗工方法により行うことができる。
塗工後、通常70〜110℃の温度で1〜5分程度乾燥処理することにより、樹脂層が形成される。
押し出しラミネート法では、樹脂層を構成する熱可塑性樹脂及びその他添加剤を溶融混練した熱可塑性樹脂を、耐候性フィルム又は防湿フィルム等の基材上に流し、冷却ロールで冷却することで、耐候性フィルムと樹脂層との積層体や防湿フィルムと樹脂層との積層体を得ることができる。このようにして得た積層体の樹脂層側に再度押し出しラミネートにより樹脂を流し冷却することにより、樹脂層を2層重ねることができる。樹脂層を重ねる際は、各層で同じ樹脂を用いてもよいし、異なった樹脂を用いてもよい。また、3層、4層とさらに重ねてもよい。この方法により樹脂層の厚みと構成を任意に選ぶことができる。一度に設ける樹脂層の厚みは、ダイから押し出す樹脂層形成組成物の吐出量と、フィルムを搬送するライン速度によって制御できる。また、一度に設ける樹脂層の厚みは、樹脂の温度、延展性、層厚みの均一性、生産性を考慮して選択することが好ましく、通常3〜100μmであり、加工安定性の点で10〜80μmが好ましい。
なお、押し出しラミネートにより樹脂層が2層積層された積層体を作製する場合、一方の樹脂層を耐候性フィルム上に形成し、他方の樹脂層を防湿フィルム上に形成し、その後、耐候性フィルム上の樹脂層と、防湿フィルム上の樹脂層とが対向するように積層することが好ましい。樹脂層上にさらに押し出しラミネートにより樹脂層を形成すると、熱を原因として厚みムラが生じ、真空ラミネーション後の外観が悪くなるが、前述のように積層することにより、真空ラミネーション後の外観を良好にすることができる。
押し出しラミネート加工において押し出す樹脂温度は通常150〜350℃である。150℃以下では樹脂の流れが悪く、350℃より高いと樹脂の熱分解が懸念される。さらに加工性と樹脂の熱分解防止の点から200〜320℃が好ましく、260〜300℃がより好ましい。ライン速度は装置能力に応じて任意に選ぶことができるが通常10〜200m/分程度で実施される。加工安定性の観点からは10〜150m/分が好ましく、さらに生産性の点からは50〜150m/分が好ましい。
樹脂層の原料が複数の場合、ドライブレンドにて混ぜ合わせ、押し出し加工機に投入してもよく、事前にコンパウンドを実施してもよい。樹脂の均一性を向上させ、加工性を良くするため事前にコンパウンドを実施することがより好ましい。樹脂の熱分解を防止するためコンパウンドは押し出しラミネート加工温度以下で実施することが好ましい。
押し出しラミネート法では樹脂層の両側に一度にフィルムを貼り合わせることが可能である。たとえば、防湿フィルム上に樹脂層を形成する場合、樹脂層の防湿フィルムとは反対側から耐候性フィルムを繰り出すことにより、2枚のフィルム間に樹脂層を設けた積層体を得ることができる。
樹脂層の厚みは、5〜120μmであるのが好ましく、より好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは10〜80μm、よりさらに好ましくは20〜80μmである。樹脂層の厚みが5μm以上であれば、十分な接着力を得ることができ、120μm以下であれば、防湿フィルムの無機層面への応力が増大して防湿性能が劣化するのを防止できる。
更に、本発明の太陽電池保護材は、樹脂層と無機層とが接しており、樹脂層の厚みをaとし、無機層の厚みをbとした場合に、樹脂層の厚みaと、該樹脂層に接する無機層の厚みbとの比a/bは200〜10000の範囲にあることが好ましく、250〜9000の範囲になることがより好ましく、400〜2000の範囲になることが更に好ましい。これにより、太陽電池保護材の作製における真空ラミネーション時の防湿性低下を抑制することができる。真空ラミネーション時には無機層の垂直方向に圧力が加えられ、その衝撃に対して防湿性が低下しないことが必要である。また、真空ラミネーション時の加熱・冷却過程において、樹脂層に含まれる熱可塑性樹脂が溶融し冷却により固化する際、その収縮応力によって該樹脂層と接する無機層にダメージが与えられ、防湿性が低下しないことが必要である。a/bが200以上であれば、無機層の厚みに対する樹脂層の厚みが小さすぎず、耐衝撃性が不足することにより無機層にダメージを与える懸念がない。一方、a/bが10000以下であれば、樹脂層と接する無機層にかかる収縮応力が過大にならず、防湿性の低下を抑制できる。
また、防湿フィルムに用いられる基材の厚みをcとした場合に、樹脂層の厚みaと、該基材の厚みcとの比a/cが0.1〜8の範囲にあることが好ましい。a/cが0.1以上であれば、耐候フィルムと防湿フィルムとの初期接着性がより良くなる。a/cが8以下であれば、保護材の作製における加熱圧着時(真空ラミネート時)に、該樹脂層の収縮による該基材の変形が起こり難い。a/cは、0.1〜3.3の範囲がより好ましく、0.2〜2.0の範囲が更に好ましい。
樹脂層は、上述のように2層以上から形成してもよい。
樹脂層を2層以上とする場合、防湿フィルム側に位置する樹脂層よりも、耐候性フィルム側に位置する樹脂層の方が、上述の紫外線吸収剤、耐候安定剤及び酸化防止剤等の種々の添加剤を多く含有することが好ましい。このように構成することにより、耐候性試験や長期間での曝露試験の環境下において添加剤がブリードアウトした場合でも防湿フィルムのバリア劣化の程度を低減することができる。また、耐候性フィルム側の樹脂層のみに上述の種々の添加剤を含有させ、防湿フィルム側の樹脂層には上述の種々の添加剤を含有させないことがより好ましい。
本発明の太陽電池用保護材は、上述のように、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅を、耐候性フィルムの幅よりも短い構成にすることにより、デラミネーションの発生を防止することができる。
保護材構成層Pが、図1のように、耐候性フィルム、樹脂層及び防湿フィルムを積層してなる構成の場合、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅を有する層は、防湿フィルムであることが好ましい。
[背面フィルム、接着層]
また、図2のように、保護材構成層Pが、防湿フィルム側にさらに接着層、厚みが60μm以上である背面フィルムを有する場合には、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pのうち最大幅を有する層を背面フィルムとして、かつ背面フィルムの幅が防湿フィルムの幅より大きいように構成することが好ましい。このような構成とすることにより、デラミネーションの発生を防止しつつ、カールの発生を抑制することができる。
上述のように、デラミネーションを防止するためには、耐候性フィルムの幅WAに対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pが有する最大幅WPの比(WP/WA)が1より小さいことが必要である。図2の場合、背面フィルムの幅がWPに相当する。ここで、図2の構成において、防湿フィルムの幅をWBとした場合、カール抑制の観点から、幅WPに対する幅WBの比(WB/WP)は0.65以上、1.0未満であることが好ましく、0.75以上、1.0未満であることがより好ましく、0.80以上0.99以下であることがさらに好ましい。
接着層を構成する材料としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリエステル系粘着剤等の粘着剤(感圧接着剤)、熱硬化型接着剤、電離放射線硬化型接着剤等の接着剤、上述した樹脂層に用いる熱可塑性樹脂等が挙げられる。太陽電池保護材のカール防止の観点からは、接着層を構成する材料は樹脂層と同様の組成とすることが好適であり、また、接着層と樹脂層との厚みを同じにすることが好適である。
接着層に熱可塑性樹脂を用いる場合、樹脂層で例示したものと同様のものを用いることができる。粘着剤、溶液型接着剤、熱硬化型接着剤、電離放射線硬化型接着剤等の接着剤は従来公知のものを用いることができる。
接着層の厚さは、十分な接着力を得るとの観点から10μm以上とするのが好ましく、より好ましくは15μm以上、さらに好ましくは18μm以上、最も好ましくは20μm以上である。また、製造効率や費用対効果の観点から、上記厚さは100μm以下が好ましく、50μm以下であることがより好ましい。背面接着層の幅は、防湿フィルムの幅と略同一とすることが好ましい。
背面フィルムは、厚みが60μm以上の樹脂フィルムが用いられる。厚みを60μm以上とすることにより、他の構成層の収縮に対して変形を抑制する効果を有し、カールの発生抑制に優れたものとなる。
背面フィルムの厚みは、カール防止性、フィルムの取り扱いやすさ及びコストのバランスの観点から、60〜300μmであることが好ましく、75〜250μmであることがより好ましく、100〜200μmであることがさらに好ましい。
また、本発明においては、耐候性フィルムの収縮応力を十分に抑制できること、および取り扱いやコストの観点から、背面フィルムの厚みに対する、耐候性フィルムの厚みの比(耐候性フィルムの厚み/背面フィルムの厚み)が、2.0以下であることが好ましく、1.0以下であることがより好ましく、0.75以下であることがさらに好ましく、0.20以上0.75以下であることがよりさらに好ましい。
背面フィルムは、他の構成層の収縮に対して変形を抑制する効果をより良好にするため、23℃における弾性率が、2.0GPa以上のものが好適である。背面フィルムの23℃における弾性率は、2.0〜10.0GPaであることがより好ましく、2.0〜8.0GPaであることがさらに好ましい。ここで、弾性率とは、応力−歪み曲線の直線部の傾きから求められる引張弾性率を指し、JIS K7161:1994に準拠した引張試験の方法により求めることができる。
背面フィルムの材料としては、具体的には、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)等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ナイロン等のポリアミド;エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物(EVOH)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、フッ素樹脂、アクリレート樹脂、生分解性樹脂が挙げられ、また該樹脂に弾性率の補強効果を向上させるものとしてフィラー等の有機、無機材を添加してもよい。
また、太陽電池モジュールは発電時の発熱や太陽光の輻射熱等で、その使用温度が85〜90℃程度まで昇温するため、背面フィルムの融点が使用温度以下であると、背面フィルムが軟化して動作中に本来の太陽電池素子を保護する機能が失われる可能性がある。従って、背面フィルムとしては、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、あるいは、ポリプロピレン(PP)、ポリ乳酸(PLA)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、酪酢酸セルロース(CAB)等から選ばれる1種又は2種以上の樹脂を含むことが好ましく、該樹脂を50質量%以上含有するものであることが好ましい。さらに該樹脂に紫外線吸収剤や着色剤を配合した樹脂組成物を成膜したものが好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の太陽電池用保護材は、少なくとも、前記耐候性フィルム、前記樹脂層、及び前記防湿フィルムをこの順に有するものが好ましく、フロントシートに用いる場合、耐候性フィルムを暴露側に有するものであることが好ましい。また、耐候性フィルムと防湿フィルムとを樹脂層を介して積層する際、防湿フィルムの無機層側の面を耐候性フィルム側にして積層すると、太陽電池保護材の保管時および使用時における無機層へのダメージを低減できるため好ましい。
本発明の太陽電池用保護材には、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、諸物性(柔軟性、耐熱性、透明性、接着性等)や成形加工性あるいは経済性等をさらに向上させる目的で、その他の層を積層させてもよい。
本発明の太陽電池用保護材において積層しうるその他の層としては、通常、太陽電池用保護材に使用しうるいかなる層も使用可能であるが、例えば封止材、集光材、導電材、伝熱材、水分吸着材等の層を積層することができる。
これらのその他の層には、必要に応じて、種々の添加剤を添加することができる。該添加剤としては、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、フィラー、着色剤、耐候安定剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤等が挙げられるが、これらに限られない。紫外線吸収剤、耐候安定剤及び酸化防止剤としては、前述の基材に用いるものと同様のものを使用することができる。
本発明の太陽電池用保護材の厚みは、特に限定されるものではないが、カール発生抑制、耐電圧性の観点から、好ましくは60〜600μmであり、より好ましくは75〜350μmであり、さらに好ましくは90〜300μmである。
(太陽電池用保護材の防湿性)
本発明の太陽電池用保護材は、上述の通り、基材に無機層を有する水蒸気透過率0.1g/m2/day未満の防湿フィルムを用いることにより、初期防湿性が、水蒸気透過率で好ましくは0.1g/m2/day以下であり、より好ましくは0.05g/m2/day以下であるものとすることができる。
本発明の太陽電池用保護材は、初期防湿性に優れ、且つ、高温高湿環境下での保存においても防湿性やデラミネーション防止にも優れる。
また、上述のように、耐候性フィルムの幅WAに対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pが有する最大幅WPの比(WP/WA)を1以下とすることにより、その防湿性は、真空ラミネーション及びJIS C 60068−2−66に準じるプレッシャークッカーテストによる連続する高温高湿環境による防湿性の低下度、すなわち、(前記の高温高湿環境後の水蒸気透過率/初期水蒸気透過率)を、通常25以下、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは2以下とすることができる。
なお、本発明における太陽電池用保護材の「初期防湿性」とは、部材が真空ラミート条件等の高温高湿環境下での熱等の履歴を受ける前の防湿性をいい、熱等による防湿性劣化が起こる前の値を意味する。よって、製造直後から高温高湿処理前までの経時的な変化を含むものである。例えば、100℃前後の高温高湿環境、130〜180℃で10分〜40分行われる熱ラミネーション処理等の熱処理が行われていない状態での防湿性の値を意味する。「初期水蒸気透過率」も同様である。
本発明における各防湿性はJIS Z0222「防湿包装容器の透湿度試験方法」、JIS Z0208「防湿包装材量の透湿度試験方法(カップ法)」の諸条件に準じ評価することができる。
本発明の太陽電池用保護材はまた、前記防湿フィルムの基材の厚みが25〜250μmであること、或いは背面フィルムの厚みを60μm以上とすることにより、カール発生が抑制される。また、太陽電池用保護材の厚みが90μm以上であることにより、耐電圧性及びクッション性にも優れる。耐電圧性については、例えば部分放電圧の測定により評価することができ、具体的には実施例に記載の方法で評価することができる。
本発明の太陽電池用保護材は、IEC60664−1:2007 Clause6.1.3.5に準拠して測定される部分放電圧が400V以上であることが好ましく、600V以上であることがより好ましく、800V以上であることがさらに好ましい。
<封止材一体型保護材>
本発明の封止材一体型保護材は、前述した本発明の太陽電池用保護材の耐候性フィルムとは反対側に、さらに封止材層が積層されてなるものである。予め封止材層を積層した封止材一体型の保護材とすることにより、後述する太陽電池モジュール製造において、真空ラミネート工程におけるフロントシート、封止材、発電素子、封止材、バックシートそれぞれを個々に積層する作業を低減でき、太陽電池モジュール製造の効率化を図ることができる。
本発明の封止材一体型保護材において、封止材層を構成する封止材としては、例えば、シリコーン樹脂系封止材や、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレンとα−オレフィンとのランダム共重合体等が挙げられる。上記α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−へプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、3−メチル−ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1等からなるものが挙げられる。樹脂層や接着層との密着性の観点からは、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)からなるものが好適である。
封止材一体型保護材において、封止材層の幅WDは、耐候性フィルムの幅WAより小さく、かつ前記耐候性フィルム以外の保護材構成層が有する最大幅WPより大きいことが好ましい。このことにより、真空ラミネート時に、耐候性フィルム以外の前記保護材構成層の端面を封止材層により封止し、保護材の防湿性の低下及びデラミネーションを防止することができる。
積層される封止材層の厚みは、太陽電池素子の保護の観点から、好ましくは200〜750μm、より好ましくは300〜600μmである。
本発明の太陽電池用保護材に封止材層を積層する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、太陽電池用保護材の耐候性フィルムとは反対側の面に、必要に応じて接着層を介して、封止材層を積層すればよい。ここで用いる接着層には、上述の接着層(背面フィルムと防湿フィルムとの間の接着層)で例示したものと同様のものを用いることができる。これらの中でも、ポリウレタン系接着剤を含むものが好ましく、ポリウレタン系接着剤を主成分とするものがより好ましい。
<ロール状物>
本発明のロール状物は、上述した本発明の太陽電池用保護材又は封止材一体型保護材が巻き取られてなるものである。ロール状物とすることにより、その後の加工性、運搬性、生産性を良好にすることができ、外観の保護を図りやすくできる。
巻取りの長さは、50m以上とすることが好ましく、100m以上とすることがより好ましい。
<カバーシート付きロール状物>
本発明のカバーシート付きロール状物は、上述した本発明の太陽電池用保護材又は封止材一体型保護材が巻き取られてなるロール状物であって、前記ロール状物の表面のうち、耐候性フィルムが突出する箇所に対応する箇所の少なくとも一部を、以下の条件により測定される撓み長さが70mm以下であり、かつ耐荷重凹みが0.1以下であるカバーシートで覆ってなるものである。
[撓み長さ]
(1)幅20mm、長さ120mmのサンプルを採取する。
(2)サンプルを台上に、サンプルのうち長さ100mmの部分が台から突出するようにして配置し、サンプルの台上の部分に、重さ5kgの重りを乗せてサンプルを固定する。
(3)サンプルの台から突出する部分の端部が、台から垂れ下がる長さ「x」(単位:mm)を測定し、この値を撓み長さとする。
撓み長さとは、カバーシート等の撓みやすさを示す指標である。
なお、撓み長さは、数値が安定した状態で測定することが好ましく、通常、サンプルを固定して5分経過後に測定を行う。また、測定の温度条件は23℃程度であることが好適である。
また、サンプルの台上の部分には、まず底面が20mm×20mmの板を乗せ、次いで該板の上に5kgの重りを乗せることが好ましい。板の高さは5〜15mm程度で、材質は特に問わず、ガラス板、鉄板等が挙げられる。
[耐荷重凹み]
(1)100mm四方のサンプルを採取する。
(2)サンプルを厚さ20mmのガラス板上に設置し、サンプルの中央部に直径5mmで重さ0.5gの鋼球を載せ、さらに鋼球上から2kgの荷重をかける。
(3)サンプルの凹み「d」(単位:μm)を測定し、サンプルの厚み「t」(単位:μm)との比「d/t」を耐荷重凹みとする。
耐荷重凹みとは、カバーシート等の凹みにくさを示す指標である。
なお、サンプルの凹み「d」は、一番深い凹み箇所の深さを測定するものとする。
また、耐荷重凹みは、数値が安定した状態で測定することが好ましく、通常、サンプルに鋼球を載せ、さらに鋼球上から荷重をかけてから23℃で24時間経過後に測定を行う。
上述した本発明の太陽電池用保護材又は封止材一体型保護材は、耐候性フィルムの幅が広いため、図1及び2に示すように、該フィルムが他の保護材構成層より突出した突出部11を有している。したがって、上述した本発明の太陽電池用保護材又は封止材一体型保護材を巻き取ったロール状物も、このような突出部を有している。そして、このような突出を有するロール状物は、輸送時等に突出部に負荷がかかって折れ曲がったり、シワが生じる場合がある。
本発明のカバーシート付きロール状物は、ロール状物の表面のうち、耐候性フィルムが突出する箇所に対応する箇所の少なくとも一部をカバーシートで覆うことにより、輸送時等に突出部が折れ曲がったり、シワが生じることを防止したものである。
カバーシートは、耐候性フィルムが突出する箇所に対応する少なくとも一部を覆えばよいが、該箇所の50%以上覆うことが好ましく、該箇所の全部を覆うことがさらに好ましい。また、よりさらに好ましい態様は、ロール状物の表面の全部を覆うことである。
カバーシートの幅Wkと耐候性フィルムの幅WAとの比([WK]/[WA])は1以上であることが好ましく、1.05以上であることがより好ましく、1.15以上であることがさらに好ましい。また、ハンドリング性の観点から、[WK]/[WA]は1.5以下であることが好ましく、1.3以下であることがより好ましい。
なお、突出部の折れ曲がりやシワは、主としてロール状物の上下方向からの負荷であるため、ロール状物の表面をカバーシート覆えば本発明の目的を達成することができる。さらに、ロール状物の左右方向からの負荷を考慮して、ロール状物の側面もカバーシートで覆ってもよい。
撓み長さは60mm以下であることが好ましく、50mm以下であることがより好ましく、40mm以下であることがさらに好ましい。耐荷重凹みは0.05以下であることが好ましく、0.03以下であることがより好ましい。
また、カバーシートでロール状物の表面を覆う際のハンドリング性や、カバーシートの長さ方向端部の固定を維持する観点から、撓み長さが5mm以上、耐荷重凹みが0.01以上であることが好ましく、撓み長さが10mm以上、耐荷重凹みが0.02以上であることがより好ましい。
カバーシートとしては、エチレン、プロピレン、ブテン等の単独重合体又は共重合体等のポリオレフィン;環状ポリオレフィン(Cyclo−Olefin−Polymer:COP)等の非晶質ポリオレフィン;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)等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ナイロン等のポリアミド;ポリイミド、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等のプラスチックシートを好適に用いることができる。
カバーシートの厚みは、50μm〜2mmが好ましく、100μm〜1mmがより好ましい。
また、カバーシートはロール状物とブロッキングを生じる可能性がある。特に、ロール状物の下方に位置するカバーシートは、ロール状物の重みにより、ロール状物とカバーシートとの間でブロッキングを生じやすい。このため、カバーシートは、所定の表面粗さを有することが好ましく、具体的には、JIS B 0601の算術平均粗さRaが50nm以上のものが好適である。
また、カバーシートは、所定の強度を有しつつ、クッション性を備えたものであることが好ましい。このため、上記例示したプラスチックシートをベースとした発泡プラスチックフィルムが好適である。
なお、発泡プラスチックフィルムは、不透明であるため積層体の透明性が高い場合に区別しやすい点、ブロッキング防止性に優れる点、及び軽量であるためハンドリング性にも優れる点でも好適である。
本発明では、カバーシートがロール状物の表面を覆うように構成されていればよいが、輸送中に当該状態が崩れないように、カバーシートとロール状物とを、テープや接着剤を用いて部分的に貼り合わせることが好ましい。また、カバーシートがロール状物の表面の全部を覆う状態の場合、カバーシートの長さ方向の両端部をテープや接着剤で固定することが好ましい。
本発明においては、カバーシートと耐候性フィルムとが以下の(a’)及び/又は(b’)の条件を満たすことが好ましい。
(a’)[カバーシートの撓み長さ]/[耐候性フィルムの撓み長さ]が2以下
(b’)[カバーシートの耐荷重凹み]/[耐候性フィルムの耐荷重凹み]が2以下
上記(a’)又は(b’)の条件を満たすことにより、突出部の折れ曲がりやシワを防止しやすくでき、上記(a’)及び(b’)の条件を満たすことにより突出部の折れ曲がりやシワをさらに防止しやすくできる。
また、(a’)[カバーシートの撓み長さ]/[耐候性フィルムの撓み長さ]は1以下であることが好ましく、0.1〜0.6であることがより好ましい。また、(b’)[カバーシートの耐荷重凹み]/[耐候性フィルムの耐荷重凹み]は1以下であることがより好ましく、0.5以下であることがさらに好ましく、0.01〜0.2であることがよりさらに好ましい。
<太陽電池モジュール、太陽電池の製造方法>
本発明の太陽電池用保護材は、そのまま、あるいはさらにガラス板等と貼り合わせて太陽電池用表面保護材として用いることができる。
本発明の太陽電池用保護材をフロントシート、バックシート等の表面保護材の層構成に使用し、太陽電池素子を固定することにより太陽電池モジュールを製作することができる。
このような太陽電池モジュールとしては、種々のタイプのものを例示することができる。好ましくは、本発明の太陽電池用保護材をフロントシートとして使用した場合、封止材と、太陽電池素子と、バックシートとを用いて作製された太陽電池モジュールが挙げられる。具体的には、フロントシート(本発明の太陽電池用保護材)/封止材(封止樹脂層)/太陽電池素子/封止材(封止樹脂層)/バックシートの構成のもの;バックシートの内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止材とフロントシート(本発明の太陽電池用保護材)を形成させるような構成のもの;フロントシート(本発明の太陽電池用保護材)の内周面上に形成させた太陽電池素子、例えば耐候性フィルム上にアモルファス太陽電池素子をスパッタリング等で作製したものの上に封止材とバックシートを形成させるような構成のもの等を挙げることができる。
太陽電池素子としては、例えば、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、ガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン、銅−インジウム――ガリウムーセレン、カドミウム−テルル等のIII−V族やII−VI族化合物半導体型、色素増感型、有機薄膜型等が挙げられる。
本発明における太陽電池用保護材を用いて、太陽電池モジュールを形成する場合、前記太陽電池発電素子の種類により、防湿フィルムとして、水蒸気透過率で0.1g/m2/day未満程度の低防湿フィルム又は0.01g/m2/day未満程度の高防湿フィルムを適宜選択し、上述の樹脂層や接着層等を介して耐候性フィルム等の他の部材と積層する。
本発明の太陽電池用保護材を用いて作製された太陽電池モジュールを構成する他の各部材については、特に限定されるものではない。また、フロントシートとバックシートの両方に本発明の太陽電池用保護材を使用してもよいが、一方に金属やガラス等の無機材料からなるシートや各種熱可塑性樹脂フィルム等の単層もしくは多層のシートを用いてもよい。該金属としては例えば、錫、アルミ、ステンレス等が挙げられ、熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィン等の単層もしくは多層のシートを挙げることができる。フロントシート及び/又はバックシートの表面には、封止材や他の部材との接着性を向上させるためにプライマー処理やコロナ処理等公知の表面処理を施すことができる。
本発明の太陽電池用保護材を用いて作製された太陽電池モジュールを前述したフロントシート(本発明の太陽電池用保護材)/封止材/太陽電池素子/封止材/バックシートのような構成のものを例として説明する。太陽光受光側から順に、本発明の太陽電池用保護材、封止材、太陽電池素子、封止材、バックシートが積層されてなり、さらに、バックシートの下面にジャンクションボックス(太陽電池素子から発電した電気を外部へ取り出すための配線を接続する端子ボックス)が接着されてなる。太陽電池素子は、発電電流を外部へ電導するために配線により連結されている。配線は、バックシートに設けられた貫通孔を通じて外部へ取り出され、ジャンクションボックスに接続されている。
太陽電池モジュールの製造方法としては、公知の製造方法が適用でき、特に限定されるものではないが、一般的には、本発明の太陽電池用保護材、封止材、太陽電池素子、封止材、バックシートの順に積層する工程と、それらを真空吸引し加熱圧着する工程を有する。前記真空吸引し加熱圧着する工程は、例えば、真空ラミネーターで、温度が好ましくは130〜180℃、より好ましくは130〜150℃、脱気時間が2〜15分、プレス圧力が0.05〜0.1MPa、プレス時間が好ましくは8〜45分、より好ましくは10〜40分で加熱加圧圧着することよりなる。
また、バッチ式の製造設備やロール・ツー・ロール式の製造設備等も適用することができる。
本発明の太陽電池用保護材を用いて作製された太陽電池モジュールは、適用される太陽電池のタイプとモジュール形状によらず、モバイル機器に代表される小型太陽電池、屋根や屋上に設置される大型太陽電池等屋内、屋外に関わらず各種用途に適用することができる。特に、電子デバイスの中でも、化合物系発電素子太陽電池モジュールやアモルファスシリコン系等のフレキシブル太陽電池モジュール用の太陽電池用保護材として好適に用いられる。
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例及び比較例により本発明は制限を受けるものではない。なお、種々の物性の測定および評価は次のようにして行った。
(物性測定)
(1)端面封止状態の評価
ガラス、封止材と、作製後40℃で4日間静置して養生した各太陽電池用保護材E-1〜E-7とを、耐候性フィルムが暴露側になるように順に積層し、150℃×11分、圧力0.1MPaの条件で真空ラミネーションを行い、状態を観察し、下記の基準で評価した。
(A)封止材が耐候性フィルム幅端面まで到達し、極端な薄肉化が起きていない。
(C)封止材が耐候性フィルム幅端面まで回りこんでいない、もしくは到達している封止材の厚みが少なく、端部で薄肉化が起こっている。
(2)プレッシャークッカー(PC)試験
作製後40℃で4日間静置して養生した太陽電池用保護材(E−1〜E−7)を上記の方法で真空ラミネーションを行った後、トミー精工社製プレッシャークッカー試験LSK-500を用い、105℃、湿度100%、48時間の試験(PC48)条件でプレッシャークッカー試験を行った後、水蒸気透過率を測定した。
(3)デラミネーション時間
作製後40℃で4日間静置して養生した太陽電池用保護材(E−1〜E−7)を上記の方法で真空ラミネーションを行った後、トミー精工社製プレッシャークッカー試験LSK-500を用い、105℃、湿度100%の試験条件で、太陽電池用保護材の端面部においてデラミネーションの発生を目視で確認できるまでの試験時間を測定した。90時間にてデラミネーションが発生を確認できないものは90時間超(>90)とした。
(4)水蒸気透過率
防湿フィルムの水蒸気透過率は、防湿フィルム作製後、40℃で一週間養生した後の時点における水蒸気透過率として、下記の手法で測定した。
また、太陽電池用保護材(E−1〜E−7)については、40℃で4日間養生した後の測定値を初期水蒸気透過率とし、当該養生後に、ガラス、太陽電池用保護材(耐候性フィルムが暴露側)を積層し、150℃で30分の条件での熱処理を行い、上記(2)の条件でプレッシャークッカー試験を行った後の各太陽電池用保護材の測定値をプレッシャークッカー試験後の水蒸気透過率の値とした。
具体的には、JIS Z 0222「防湿包装容器の透湿度試験方法」、JIS Z 0208「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」の諸条件に順じ、次の手法で評価した。
透湿面積10.0cm×10.0cm角の各太陽電池用保護材を2枚用い、吸湿剤として無水塩化カルシウム約20gを入れ四辺を封じた袋を作製し、その袋を温度40℃相対湿度90%の恒温恒湿装置に入れ、72時間以上の間隔でおよそ200日目まで質量測定し、4日目以降の経過時間と袋重量との回帰直線の傾きから水蒸気透過率g/m2/dayを算出した。防湿性の低下度は、[プレッシャークッカー試験(PC48)後の水蒸気透過率/初期水蒸気透過率]により算出した。
(5)樹脂層の厚みムラ及び真空ラミネーション後の外観
太陽電池用保護材E−5及びE−6について、樹脂層の厚みムラ、及び真空ラミネーション後の外観を目視観察した。樹脂層の厚みが均一でありかつ真空ラミネーション後にシワがなく外観が良好であるものを「A」、樹脂層の厚みが不均一でありかつ真空ラミネーション後にシワが生じて外観が不良であるものを「C」とした。
(6)MFR
樹脂層を構成する樹脂のMFRは、JIS K7210に準拠し、温度190℃、荷重2.16kgにて測定した。
<構成フィルム>
(耐候性フィルム)
以下の耐候性フィルム(フッ素系樹脂フィルム)A−1〜A−3を準備した。
A-1 ETFEフィルム(旭硝子社製、商品名:アフレックス50 MW1250DCS、厚み50μm)を幅200mmに裁断したもの。
A-2 上記ETFEフィルムを幅230mmに裁断したもの。
A-3 上記ETFEフィルムを幅180mmに裁断したもの。
(防湿フィルム)
基材として、厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン製、「Q51C12」)を用い、そのコロナ処理面に、下記のコート液を塗布乾燥して厚さ0.1μmのアンカーコート層を形成した。
次いで、真空蒸着装置を使用して1.33×10-3Pa(1×10-5Torr)の真空下でSiOを加熱蒸発させ、アンカーコート層上に厚さ50nmのSiOx(x=1.5)薄膜を有する防湿フィルムを得て、幅180mmに裁断し使用した。作製した防湿フィルムB−1の水蒸気透過率は0.01g/m2/dayであった。
(コート液)
日本合成(株)製「ゴーセノール」(ケン化度:97.0〜98.8mol%、重合度:2400)のポリビニルアルコール樹脂220gをイオン交換水2810gに加え加温溶解した水溶液に、20℃で攪拌しながら35mol%塩酸645gを加えた。次いで、10℃でブチルアルデヒド3.6gを攪拌しながら添加し、5分後に、アセトアルデヒド143gを攪拌しながら滴下し、樹脂微粒子を析出させた。次いで、60℃で2時間保持した後、液を冷却し、炭酸水素ナトリウムで中和し、水洗、乾燥し、ポリビニルアセトアセタール樹脂粉末(アセタール化度75mol%)を得た。
また、架橋剤としてイソシアネート樹脂(住友バイエルウレタン(株)製「スミジュールN−3200」)を用い、水酸基に対するイソシアネート基の当量比が1:2になるように混合した。
(樹脂層の形成方法)
基材(耐候性フィルム又は防湿フィルム)上に、以下の方法で樹脂層R−1〜R−3を形成した。
R−1:熱可塑性樹脂としてエチレン−メチルアクリレート共重合体(日本ポリエチレン社製、商品名:レクスパール EB240H、MFR:7.0g/10分、エチレン−メチルアクリレート共重合の質量比80/20)を用い、紫外線吸収剤(BASF製 Tinuvin1600)を樹脂に対して1.5質量%、光安定剤(BASF製 Chimassorb2020FDL)を樹脂に対して0.5質量%混合してなる熱可塑性組成物を、創研社製のTダイ押し出し成型機を用いて170℃で溶融混練した。溶融混練した熱可塑性組成物を基材上に流し込み、冷却ロールで冷却し、厚み30μm、幅180mmの樹脂層を形成した。
R−2:エチレン−メチルアクリレート共重合体を、エチレン−ブチルアクリレート共重合体(アルケマ社製、LOTRYL 35BA40、エチレン−ブチルアクリレート共重合の質量比65/35)と、エチレン−ブチルアクリレート共重合体(アルケマ社製、LOTRYL 30BA02、エチレン−ブチルアクリレート共重合の質量比70/30)とを3:2でブレンドしたもの(混合樹脂のMFR:12.1g/10分)に変更した以外は、R−1と同様にして、基材上に厚み30μm、幅180mmの樹脂層を形成した。
R−3:エチレン−メチルアクリレート共重合体を、ポリオレフィンである低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名:カーネル(登録商標) KC452T、MFR:6.5g/10分)に変更した以外は、R−1と同様にして、基材上に厚み30μm、幅180mmの樹脂層を形成した。
R−4:樹脂層の厚みを20μmに変更した以外は、上述の樹脂層R−1と同様にして、基材上にR−4を形成した。
(封止材)
ブリヂストン社製、封止材 商品名:EVASKY S11(厚み500μm、融点69.6℃)を使用した。
(ガラス)
AGCファブリテック社製太陽電池専用カバーガラス TCB09331(3.2mm厚)を使用し、実施例、比較例それぞれで使用する耐候性フィルムと同じサイズのガラスに切削加工し使用した。
実施例1
防湿フィルムB−1のSiOX面上に樹脂層R−1を形成し、さらにその上に耐候性フィルムA−1を積層した。150℃×11分、圧力0.1MPaの条件で真空ラミネーションし、厚み92μmの太陽電池用保護材E−1を作製した。なお、各層の長さは略同一である。
太陽電池保護材E−1を用い、端面封止状態を評価し、その後プレッシャークッカー試験、デラミネーション試験を実施し、水蒸気透過率とデラミネーション発生時間を測定した。
実施例2
耐候性フィルムとしてA−2を使用した以外は実施例1と同様に厚み92μmの太陽電池用保護材E−2を作製した。その後、実施例1と同様に、端面封止状態、水蒸気透過率、デラミネーション発生時間を評価した。
実施例3
樹脂層としてR−2を使用した以外は実施例1と同様に厚み92μmの太陽電池用保護材E−3を作製した。その後、実施例1と同様に、端面封止状態、水蒸気透過率、デラミネーション発生時間を評価した。
実施例4
樹脂層としてR−3を使用した以外は実施例1と同様に厚み92μmの太陽電池用保護材E−4を作製した。その後、実施例1と同様に、端面封止状態、水蒸気透過率、デラミネーション発生時間を評価した。
実施例5
防湿フィルムB−1のSiOX面上に樹脂層R−4を形成した。次いで、耐候性フィルムA−1上に樹脂層R−4を形成した。樹脂層R−4と樹脂層R−4とが対向するようにして、防湿フィルム及び耐候性フィルムを積層し、150℃×11分、圧力0.1MPaの条件で真空ラミネーションし、厚み102μmの太陽電池用保護材E−5を作製した。その後、実施例1と同様に、端面封止状態、水蒸気透過率、デラミネーション発生時間を評価した。さらに太陽電池用保護材E−5の樹脂層の厚みムラ、及び真空ラミネーション後の外観を目視観察した。
参考例1
防湿フィルムB−1のSiOX面上に樹脂層R−4を形成した。次いで、前記樹脂層R−4と同一組成の樹脂層を、同一の形成条件(170℃で溶融混練した熱可塑性樹脂組成物を前記樹脂層R−4上に流し込んで冷却固化)で、前記樹脂層R−4上に直接形成した。次いで、2層目の樹脂層上に耐候性フィルムを積層し、150℃×11分、圧力0.1MPaの条件で真空ラミネーションし、厚み102μmの太陽電池用保護材E−6を作製した。その後、実施例1と同様に、端面封止状態、水蒸気透過率、デラミネーション発生時間を評価した。さらに太陽電池用保護材E−6の樹脂層の厚みムラ、及び真空ラミネーション後の外観を目視観察した結果を併せて表1に示す。さらに太陽電池用保護材E−6の樹脂層の厚みムラ、及び真空ラミネーション後の外観を目視観察した。
比較例1
実施例1の耐候性フィルムA−1をA−3としたこと以外は実施例1と同様に厚み92μmの太陽電池用保護材E−7を作製した。その後、実施例1と同様に、端面封止状態、水蒸気透過率、デラミネーション発生時間を評価した。結果を表1に示す。
表1の結果から明らかなように、本発明の範囲内にある実施例1〜5及び参考例1はいずれも防湿性及びデラミネーションの発生防止に優れ、その一方、太陽電池用保護材を形成する各層の幅が本発明の規定の範囲内にない比較例1はデラミネーション防止性能に劣るものであった。また、実施例5の太陽電池保護材(保護材E−5)は、樹脂層が2層積層されたものであるが、樹脂層の厚みが均一であり、真空ラミネーション後の外観が良好なものであった。
(粘着剤1)
温度計、撹拌機、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応装置を用い、アクリル酸ブチル90質量部、アクリル酸10質量部、酢酸エチル75質量部、トルエン75質量部の混合溶液に、アゾビスイソブチロニトリル0.3質量部を加え、窒素ガス雰囲気下、80℃で8時間重合した。反応終了後、トルエンにて固形分30質量%に調製し、質量平均分子量50万である樹脂を得た。得られた樹脂100質量部に対して、イソシアナート系架橋剤としてコロネートL(商品名:日本ポリウレタン工業社製、固形分75質量%)1質量部を添加して、粘着剤1を調製した。
実施例6
実施例1で作製した太陽電池用保護材E−1の防湿フィルム側の面に、粘着剤1を厚み5μmとなるように塗布し、乾燥して粘着剤1からなる接着層を形成した。形成した層の粘着面に、幅190mmの封止材D−1を積層し、40℃で4日間養生し、厚み597μmの封止材一体型保護材F−1を作製した。
得られた封止材一体型保護材F−1は、太陽電池用保護材E−1と封止材層との間の接着性が良好であった。また、封止材一体型保護材F−1について、PCデラミネーション時間及び端面封止状態の評価を行ったところ、実施例1よりも作業性に優れながら、実施例1と同様の評価が得られた。
(防湿フィルムB−2〜B−4)
防湿フィルムB−1の基材を、厚さ125μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(三菱樹脂社製、T100)に変更した以外は、防湿フィルムB−1と同様に、防湿フィルムB−2を作製した。作製した防湿フィルムB−2の水蒸気透過率は0.01g/m2/dayであった。
防湿フィルムB−1の基材を、厚さ100μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(三菱樹脂社製、T100)に変更した以外は、防湿フィルムB−1と同様に、防湿フィルムB−3を作製した。作製した防湿フィルムB−3の水蒸気透過率は0.01g/m2/dayであった。
防湿フィルムB−1の基材を、厚さ50μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(三菱樹脂社製、T100)に変更した以外は、防湿フィルムB−1と同様に、防湿フィルムB−4を作製した。作製した防湿フィルムB−4の水蒸気透過率は0.01g/m2/dayであった。
(7)カール評価
太陽電池用保護材E−8〜E−10を、150℃に保持したオーブン内に平置きし、5分間静置させた。その後、保護材の四隅の高さをマイクロノギスによって測定し、四隅の測定値の平均値をカール値とした。標線は保護材を耐候性フィルムが上向きになるように水平の台の上に置いた時、台と保護材とが接する面とした。
(8)部分放電圧
太陽電池用保護材E−8〜E−10の部分放電圧の測定は、IEC60664−1:2007 Clause6.1.3.5に準拠して実施した。なお、測定は、環境が温度23±5℃、相対湿度40±10%に制御されている測定室にて実施した。
実施例7
防湿フィルムとしてB−2を使用した以外は実施例1と同様に厚み205μmの太陽電池用保護材E-8を作製した。
実施例8
防湿フィルムとしてB−3を使用した以外は実施例1と同様に厚み180μmの太陽電池用保護材E-9を作製した。
実施例9
防湿フィルムとしてB−4を使用した以外は実施例1と同様に厚み130μmの太陽電池用保護材E-10を作製した。
表2に示すように、実施例7〜9の太陽電池用保護材は、カール抑制効果及び耐電圧に優れるものであった。なお、実施例7〜9の太陽電池用保護材について、実施例1と同様に、端面封止状態、水蒸気透過率、デラミネーション発生時間を評価したところ、実施例1と同様の結果が得られた。
(接着層)
基材(背面フィルム)上に、以下の方法で接着層R−5〜R−7を形成した。
R−5:樹脂層の幅を190mmに変更した以外は、上述の樹脂層R−1と同様にして、接着層R−5を形成した。
R−6:樹脂層の幅を190mmに変更した以外は、上述の樹脂層R−2と同様にして、接着層R−6を形成した。
R−7:樹脂層の幅を190mmに変更した以外は、上述の樹脂層R−3と同様にして、接着層R−7を作製した。
実施例10
背面フィルム(二軸延伸ポリエステルフィルム、厚み125μm、幅190mm、弾性率4.0GPa)上に、接着層R−5を形成した。次いで、耐候性フィルムA−1上に樹脂層R−1を形成した。次いで、背面フィルム−接着層−防湿フィルムB−1−樹脂層−耐候性フィルムA−1の順となるように積層し、150℃×11分の条件で真空ラミネーションし、厚み247μmの太陽電池用保護材E-11を作製した。なお、保護材を構成する各層の長さは略同一である。また、防湿フィルムは、SiOX面側の面が耐候性フィルム側を向くように配置した。
実施例11
背面フィルムを、厚み75μm、幅190mm、弾性率4.0GPaの二軸延伸ポリエステルフィルムに変更し、接着層R−5を接着層R−6に変更し、樹脂層R−1を樹脂層R−2に変更した以外は、実施例10と同様に厚み197μmの太陽電池用保護材E-12を作製した。
実施例12
背面フィルムを、厚み50μm、幅190mm、弾性率4.0GPaの二軸延伸ポリエステルフィルムに変更し、接着層R−5を接着層R−7に変更し、樹脂層R−1を樹脂層R−3に変更した以外は、実施例10と同様に厚み172μmの太陽電池用保護材E-13を作製した。
表3に示すように、実施例10〜12の太陽電池用保護材は、カール抑制効果に優れるものであった。なお、実施例10〜12の太陽電池用保護材について、実施例1と同様に、端面封止状態、水蒸気透過率、デラミネーション発生時間を評価したところ、実施例1と同様の結果が得られた。
(カバーシートK−1〜K−4)
カバーシートとして、以下のものを準備した。
K−1:発泡ポリエチレンシート(ポーレン化学産業社製、ポーレンシート、厚み700μm、幅250mm)
K−2:ポリプロピレンフィルム(コクゴ社製、ポリプロピレンシート(商品コード:07−175−02)、厚み500μm、幅250mm)
K−3:透明ポリエステルフィルム(三菱樹脂社製、ダイヤホイル T100、厚み380μm、幅250mm)
K−4:ポリエチレンフィルム(TGK社製、商品コード:125−18−18−01、厚み30μm、幅250mm)
(9)撓み長さ
図5に示すように、カバーシート及び耐候性フィルムA−1を、幅20mm、長さ120mmの短冊状にカットし、カバーシート及び耐候性フィルムの測定サンプルSを作製した。次いで、サンプルSを高さ100mm以上の台71に、サンプルSのうち幅20mm×長さ100mmの部分が台から突出するようにして設置し、サンプルSの台上の部分に底面が20mm×20mmで高さ10mmの鉄板を載せ、その上に重量5kgの重り72を乗せた。サンプルSの台から突出する部分の端部が、台71から垂れ下がる長さ「x」(単位:mm)を測定し、この値を撓み長さとした。
なお、測定はサンプルを固定して5分経過後に行い、測定時の温度条件は23℃とした。結果を表4に示す。
(10)耐荷重凹み
図6に示すように、カバーシート及び耐候性フィルムA−1を、100mm四方にカットし、カバーシート及び耐候性フィルムの測定サンプルSを作製した。次いで、サンプルSを厚さ20mmのガラス板81上に設置し、サンプルの中央部に直径5mmで重さ0.5gの鋼球82を載せ、さらに鋼球82上から2kgの荷重をかけた。23℃で24時間経過後のサンプルSの凹みのうち、一番深い凹み箇所の深さ「d」(単位:μm)を測定し、サンプルSの厚み「t」(単位:μm)との比「d/t」を耐荷重凹みとした。結果を表4に示す。
(11)突出部の耐折れ曲がり性
実施例13〜15及び参考例2で得られたカバーシート付きロール状物について、カバーシートの上から、突出箇所に対応する箇所に5kgの荷重を24時間かけ、耐候性フィルムの状態を目視で観察し、以下の基準で評価した。結果を表4に示す。
(A):耐候性フィルムの防湿フィルムよりも突出している部分が折れ曲がっていないもの
(C):耐候性フィルムの防湿フィルムよりも突出している部分が折れ曲がっているもの
(12)カバーシートの端部の固定性(ハンドリング性)
実施例13〜15及び参考例2で得られたカバーシート付きロール状物を以下の基準で評価した。結果を表4に示す。
(A):カバーシートのテープでの固定が3日以上維持できたもの
(B):カバーシートのテープでの固定が3日間維持できなかったもの
実施例13
実施例1で作製した太陽電池用保護材E−1を外径172.4mmの芯に200m巻き取りロール状物を得た。次いで、ロール状物の表面全部をカバーシートK−1で覆い、端部をテープ(ダイヤテックス社製パイオランテープを幅50mm×長さ100mmにカットしたもの)1枚で固定し、実施例13のカバーシート付きロール状物を得た。
実施例14
カバーシートとしてK−2を使用した以外は実施例13と同様に、実施例14のカバーシート付きロール状物を得た。
実施例15
カバーシートとしてK−3を使用した以外は実施例13と同様に、実施例15のカバーシート付きロール状物を得た。
参考例2
カバーシートとしてK−4を使用した以外は実施例13と同様に、参考例2のカバーシート付きロール状物を得た。
表4に示すように、実施例13〜15のカバーシート付きロール状物は、耐折れ曲がり及びハンドリング性に優れるものであった。
本発明によれば、長期に渡って、高温高湿下の使用においても防湿性の低下やデラミネーションの発生がなく、柔軟性と防湿性に優れ、太陽電池の性能低下を防止し、かつ太陽電池の耐久性の向上に有効な高防湿太陽電池用保護材を提供することができる。本発明の太陽電池用保護材は、高熱環境、すなわち、熱ラミネート条件での熱処理を経ても、防湿性及び層間強度が低下しない柔軟性と防湿性に優れるものである。
1:耐候性フィルム
21:樹脂層
22:接着層
3:防湿フィルム
4:背面フィルム
10:太陽電池用保護材
11:突出部
20:封止材
30:太陽電池

Claims (14)

  1. 少なくとも、耐候性フィルムと、樹脂層と、基材の少なくとも一方の面に無機層を有し水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の防湿フィルムとを保護材構成層Pとして積層してなる太陽電池用保護材であって、前記樹脂層はエチレン系樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物から形成されてなり、前記耐候性フィルムの幅WAに対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅WPの比(WP/WA)が1より小さい太陽電池用保護材。
  2. 少なくとも、耐候性フィルムと、樹脂層と、基材の少なくとも一方の面に無機層を有し水蒸気透過率が0.1g/m2/day未満の防湿フィルムとを保護材構成層Pとして積層してなる太陽電池用保護材であって、前記樹脂層は架橋剤を実質的に含有しない熱可塑性樹脂組成物から形成されてなり、前記耐候性フィルムの幅WAに対する、耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅WPの比(WP/WA)が1より小さい太陽電池用保護材。
  3. 前記WP/WAが、0.7〜0.98である、請求項1又は2に記載の太陽電池用保護材。
  4. 前記エチレン系樹脂がエチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体である、請求項1に記載の太陽電池用保護材。
  5. 前記基材の厚みが25〜250μmである、請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池用保護材。
  6. 前記防湿フィルムを、前記無機層側の面を前記耐候性フィルム側にして積層してなる、請求項1〜5のいずれかに記載の太陽電池用保護材。
  7. 前記耐候性フィルム以外の保護材構成層Pのうち最大幅を有する層が前記防湿フィルムである、請求項1〜6のいずれかに記載の太陽電池用保護材。
  8. 前記保護材構成層Pとして、前記防湿フィルム側にさらに接着層、厚みが60μm以上である背面フィルムを有してなり、前記耐候性フィルム以外の保護材構成層Pのうち最大幅を有する層が前記背面フィルムであり、かつ前記背面フィルムの幅が前記防湿フィルムの幅より大きい、請求項1〜6のいずれかに記載の太陽電池用保護材。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池用保護材の前記耐候性フィルムとは反対側に、さらに封止材層が積層されてなる、封止材一体型保護材。
  10. 前記封止材層の幅WDが、前記耐候性フィルムの幅WAより小さく、かつ前記耐候性フィルム以外の保護材構成層Pの最大幅WPより大きい、請求項9に記載の封止材一体型保護材。
  11. 請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池用保護材又は請求項9及び10のいずれかに記載の封止材一体型保護材が巻き取られてなる、ロール状物。
  12. 請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池用保護材又は請求項9及び10のいずれかに記載の封止材一体型保護材を用いて作製された太陽電池モジュール。
  13. 請求項11に記載のロール状物の表面のうち、耐候性フィルムが突出する箇所に対応する箇所の少なくとも一部を、以下の条件により測定される撓み長さが70mm以下であり、かつ耐荷重凹みが0.1以下であるカバーシートで覆ってなる、カバーシート付きロール状物。
    [撓み長さ]
    (1)幅20mm、長さ120mmのサンプルを採取する。
    (2)サンプルを台上に、サンプルのうち長さ100mmの部分が台から突出するようにして配置し、サンプルの台上の部分に、重さ5kgの重りを乗せてサンプルを固定する。
    (3)サンプルの台から突出する部分の端部が、台から垂れ下がる長さ「x」(単位:mm)を測定し、この値を撓み長さとする。
    [耐荷重凹み]
    (1)100mm四方のサンプルを採取する。
    (2)サンプルを厚さ20mmのガラス板上に設置し、サンプルの中央部に直径5mmで重さ0.5gの鋼球を載せ、さらに鋼球上から2kgの荷重をかける。
    (3)サンプルの凹み「d」(単位:μm)を測定し、サンプルの厚み「t」(単位:μm)との比「d/t」を耐荷重凹みとする。
  14. 以下(a’)及び/又は(b’)の条件を満たす、請求項13に記載のカバーシート付きロール状物。
    (a’)[カバーシートの撓み長さ]/[耐候性フィルムの撓み長さ]が2以下
    (b’)[カバーシートの耐荷重凹み]/[耐候性フィルムの耐荷重凹み]が2以下
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