JPWO2016104413A1

JPWO2016104413A1 - 太陽電池モジュール用の集電シート

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Publication number: JPWO2016104413A1
Application number: JP2016566340A
Authority: JP
Inventors: 智史江本; 拓也大橋; 貴之駒井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-10-05
Also published as: WO2016104413A1; TW201635576A

Abstract

隠蔽性を高めるために、黒色の接着剤を使用した場合であっても、配線の錆が生じることのない太陽電池モジュール用の集電シートを提供する。太陽電池モジュール用の集電シートであって、樹脂基材と樹脂基材の表面に接着剤層を介して積層される金属配線部と、樹脂基材の裏面側に積層される裏面保護層と、裏面保護層の側から金属配線部の視認を防ぐことを目的とする黒色隠蔽層と、を備え、黒色隠蔽層は、黒色顔料を含む接着剤又はインキにより形成され、且つ、前記樹脂基材の裏面側にのみ積層されている集電シートは、配線パターンを目視できない程度に隠蔽性を有し、且つ集電シートは、防錆性を有する。

Description

この発明は、太陽電池素子から電気を取り出すための太陽電池モジュール用の集電シートに関する。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、透明前面基板、表面側封止材シート、太陽電池素子、裏面側封止材シート、及び裏面保護シートが順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。

太陽電池モジュールの内部で発電を行う太陽電池素子は、通常、太陽電池モジュールの内部に複数枚設けられ、これらが直並列接続されることにより必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数の太陽電池素子を太陽電池モジュールの内部で配線するために、例えば、回路になる金属箔を基材である樹脂シートの表面に積層させた太陽電池モジュール用の集電シートが使用される（特許文献１参照）。

又、太陽電池モジュールにおいては、意匠性の観点等から裏面保護シートの外観を暗色にしたものが求められる場合がある。そこで、太陽電池モジュール用の裏面保護シートにおいて、反射層を含む複数の層を、特定の樹脂と暗色系の有機顔料等を含む黒色接着剤からなる黒色接着剤層を介して積層することによって、耐候性及び耐久性を備え、太陽電池モジュールの発電効率の向上に寄与し得る太陽電池モジュール用の裏面保護シートも開発されている（特許文献２）。

特開２００７−０８１２３７号公報特開２０１２−２１６６８９号公報

ところで、太陽電池モジュール用の集電シートにおいては、意匠性の観点の他、太陽電池素子に接続された配線パターンを目視できないようにする意味においても隠蔽性を高めたものが求められる場合がある。

そのような集電シートとしては、例えば、回路になる金属箔と樹脂シートとを、接着剤層を介して積層し、該接着剤にカーボンブラックや暗色系の有機顔料等を練り込むことで、太陽電池素子に接続された配線パターンを目視できないようにする方法が考えられる。

ところで、配線として一般的に用いられる金属箔の表面は、極めて酸化されやすい。一方、顔料を練り込んだ黒色層は、顔料自体が吸湿性を有するため吸湿性の高い層となる。このため、黒色層と近接した配線が酸化され、錆が生じるという問題がある。

配線に錆びが生じた場合には、配線自体の電気抵抗が増加する。そのため、太陽電池モジュールとしての発電効率が低下し、性能を低下させる。

そのため、隠蔽性を高めるために、黒色の層を積層した場合であっても、配線の錆が生じることのない太陽電池モジュール用の集電シートの開発が強く求められていた。

本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意研究を行った結果、太陽電池モジュール用の集電シートの層構成に着目し、金属配線部と樹脂基材を介する接着剤層ではなく、金属配線部の視認を防ぐための黒色隠蔽層を樹脂基材の裏面側に積層することで、配線が視認できない程度の隠蔽性を有しながら、配線の防錆性を向上することができることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。

（１）太陽電池モジュール用の集電シートであって、樹脂基材と、前記樹脂基材の表面に接着剤層を介して積層される金属配線部と、前記樹脂基材の裏面側に積層される裏面保護層と、前記裏面保護層の側から前記金属配線部の視認を防ぐことを目的とする黒色隠蔽層と、を備え、前記黒色隠蔽層は、黒色顔料を含む接着剤又はインキにより形成され、且つ、前記樹脂基材の裏面側にのみ積層されている集電シート。

（２）前記黒色隠蔽層の厚さが２．０μｍ以上１０．０μｍ以下である（１）に記載の集電シート。

（３）前記金属配線部が銅配線である（１）又は（２）に記載の集電シート。

（４）前記裏面保護層が耐加水分解性ＰＥＴである（１）から（３）のいずれかに記載の集電シート。

（５）前記黒色隠蔽層は、茶色系顔料と、フタロシアニン系顔料と、を含み、
前記茶色系顔料は、ベンズイミダゾロン系顔料、４−［（２，５−ジクロロフェニル）アゾ］−３−ヒドロキシ−Ｎ−（２，５−ジメトキシフェニル）−２−ナフタレンカルボキサミド、１−［（４−ニトロフェニル）アゾ］−２−ナフタレノール、ビス［３−ヒドロキシ−４−（フェニルアゾ）−２−ナフタレンカルボン酸］銅塩、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ７、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，４−ジニトロフェニル）−３，３’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、Δ２，２’（１Ｈ，１’Ｈ）−ビナフト［２，１−ｂ］チオフェン−１，１’−ジオン及びＮ、Ｎ’−（１０，１５，１６，１７−テトラヒドロ−５，１０，１５，１７−テトラオキソ−５Ｈ−ジナフト［２，３−ａ：２’，３’−ｉ］カルバゾール−４，９−ジイル）ビス（ベンズアミド）からなる群より選ばれた少なくとも一種以上の顔料である（１）から（４）のいずれかに記載の集電シート。

（６）（１）から（５）のいずれかに記載の集電シートに、バックコンタクト型の太陽電池素子が積層されている太陽電池モジュール。

本発明によれば、所定の樹脂層を積層することで、配線パターンを目視できない程度に隠蔽性を有する集電シートでありながら、防錆性を向上することができる優れた太陽電池モジュール用の集電シートとすることができる。

本発明の太陽電池モジュールの層構成の一例を示す断面の模式図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

＜太陽電池モジュール＞
［全体構成］
まず、図１を参照しながら本実施形態の太陽電池モジュールについて説明する。本実施形態の太陽電池モジュールは、バックコンタクト型の太陽電池素子から電気を取り出す機能を有するシート状の積層体である。そして、本実施形態の太陽電池モジュール用の集電シートは、太陽電池モジュールの一構成部材として用いることができるものである。尚、本明細書におけるバックコンタクト型の太陽電池素子とは、使用時に裏面側となる面に電極が配置されている全ての太陽電池素子のことをいう。本実施形態の太陽電池モジュール用の集電シートは、あらゆる種類のバックコンタクト型の太陽電池素子に好ましく用いることができる。

＜太陽電池モジュール用の集電シート＞
本実施形態の太陽電池モジュール用の集電シート１について説明する。集電シート１は、図１に示す通り、樹脂基材１２と、黒色隠蔽層１３と、裏面保護層１４と、がこの順に積層され、金属配線部１０は樹脂基材１２と接着剤層１１を介して積層されている積層体である。

［黒色隠蔽層］
黒色隠蔽層１３は、金属配線部１０を外部から視認できない程度に隠蔽するための層である。黒色隠蔽層１３が、金属配線部１０と近接せず、樹脂基材の裏面側であって、主に樹脂基材１２と、裏面保護層１４の間に積層されていることで、金属配線部の隠蔽性と防錆性を両立させることができる。

黒色隠蔽層１３は、樹脂基材の裏面側に積層されていればよく、例えば、図１のように黒色顔料を含有させた黒色接着剤を用いて接着剤層として積層してもよいし、樹脂基材に黒色顔料を含有させたインキを塗布することで黒色隠蔽層を形成し更に接着剤層を介して樹脂基材と、裏面保護層を積層させてもよく（図示せず）、集電シートの最外層に配置される裏面保護層を２層にし、２層の間に接着剤層又はインキ層を設け、それを黒色隠蔽層として積層してもよい（図示せず）。

中でも、図１のように黒色顔料を含有させた黒色接着剤を用いて樹脂基材と裏面保護層を介する接着剤層として黒色隠蔽層を積層すれば、黒色隠蔽層を設けるために新たに積層工程を設けずとも、本発明の目的とする防錆性及び隠蔽性を有する集電シートを製造することができる。そのため、黒色接着剤を用いて樹脂基材と裏面保護層を介する接着剤層として黒色隠蔽層を積層することが、集電シートの生産性の観点から特に好ましい。

黒色隠蔽層１３に含有される黒色顔料は、従来公知の含量を使用することができる。例えば、カーボンブラックのような無機顔料やオキサジン系、ベンズイミダゾロン系、ピロール系、キナクリドン系、アゾ系、ペリレン系、ジオキサン系、イソインドリノン系、インダスレン系、キノフタロン系、ペリノン系、フタロシアニン系等の暗色系の有機顔料を用いてもよく、これらを２種以上混合した顔料でもよい。暗色系の有機顔料を用いることにより、黒色隠蔽層１３に吸収される赤外光の吸収量を抑制することができる。そのため、太陽電池モジュール用の集電シートの発熱を抑制することができる。

耐ＵＶ接着性の観点から、オキサジン系の有機顔料を好ましく用いることができる。又、暗色系の有機顔料を添加することにより黒色隠蔽層を接着剤層として積層した場合に、黒色隠蔽層の熱耐久性や耐ＵＶ特性等の接着耐久性が向上する。この接着耐久性向上の観点からも、オキサジン系の有機顔料を特に好ましく用いることができる。

オキサジン系有機顔料としては、例えば特開２００３−１０５２１７号公報に記載されているようなジオキサジン系化合物等が好適に使用でき特に限定されない。好ましい含有量が固形分質量比で１０％以上３０％以下程度である。

又、暗色系の有機顔料としてベンズイミダゾロン系顔料、４−［（２，５−ジクロロフェニル）アゾ］−３−ヒドロキシ−Ｎ−（２，５−ジメトキシフェニル）−２−ナフタレンカルボキサミド、１−［（４−ニトロフェニル）アゾ］−２−ナフタレノール、ビス［３−ヒドロキシ−４−（フェニルアゾ）−２−ナフタレンカルボン酸］銅塩、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，４−ジニトロフェニル）−３，３’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、Δ２，２’（１Ｈ，１’Ｈ）−ビナフト［２，１−ｂ］チオフェン−１，１’−ジオン及びＮ、Ｎ’−（１０，１５，１６，１７−テトラヒドロ−５，１０，１５，１７−テトラオキソ−５Ｈ−ジナフト［２，３−ａ：２’，３’−ｉ］カルバゾール−４，９−ジイル）ビス（ベンズアミド）からなる群より選ばれた少なくとも一種以上の茶色系顔料とフタロシアニン系顔料とを含んでなる顔料であることが特に好ましい。茶色系顔料とフタロシアニン系顔料を用いることにより、黒色隠蔽層１３の厚みを薄くした場合であっても、十分に隠蔽性を有する黒色隠蔽層１３とすることができる。そのため、茶色系顔料とフタロシアニン系顔料とを含んでなる顔料を用いることは、生産性の観点から好ましい。更に、ウレタン系、ポリカーボネート系、又はエポキシ系の接着剤層に茶色系顔料及びフタロシアニン系顔料を含有する場合には、オキサジン系顔料を含有する黒色隠蔽層と同等の接着性を有するものとすることができる。なお、茶色系顔料は、黒色隠蔽層中の顔料の分散性や接着層の接着性等の観点からベンズイミダゾロン系顔料であることが好ましい。

本明細書内において、茶色系顔料とは、ベンズイミダゾロン系顔料、４−［（２，５−ジクロロフェニル）アゾ］−３−ヒドロキシ−Ｎ−（２，５−ジメトキシフェニル）−２−ナフタレンカルボキサミド、１−［（４−ニトロフェニル）アゾ］−２−ナフタレノール、ビス［３−ヒドロキシ−４−（フェニルアゾ）−２−ナフタレンカルボン酸］銅塩、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ７、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，４−ジニトロフェニル）−３，３’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、Δ２，２’（１Ｈ，１’Ｈ）−ビナフト［２，１−ｂ］チオフェン−１，１’−ジオン及びＮ、Ｎ’−（１０，１５，１６，１７−テトラヒドロ−５，１０，１５，１７−テトラオキソ−５Ｈ−ジナフト［２，３−ａ：２’，３’−ｉ］カルバゾール−４，９−ジイル）ビス（ベンズアミド）からなる群より選ばれた少なくとも一種以上の茶色系顔料をいう。ベンズイミダゾロン系顔料とは、下記一般式（１）で表されるベンズイミダゾロン骨格を有する顔料である。具体的には、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２０、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５１、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５４、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１７５、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１８０、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１８１、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１９４、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７５、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７６、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１８５、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０８、ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ３２、ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ３６、ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ６２、ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ７２、ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２５等が挙げられるが、これに限るものではない。色域の観点からＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２５がより好ましい。

又、ベンズイミダゾロン系顔料の一次粒径は０．０１μｍ以上０．２０μｍ以下であることが好ましい。ベンズイミダゾロン系顔料の一次粒径をこのような範囲とすることで、黒色隠蔽層１３内の顔料の分散性を向上させることができる。

４−［（２，５−ジクロロフェニル）アゾ］−３−ヒドロキシ−Ｎ−（２，５−ジメトキシフェニル）−２−ナフタレンカルボキサミドとは、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ１等が挙げられる。１−［（４−ニトロフェニル）アゾ］−２−ナフタレノールとは、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２等が挙げられる。ビス［３−ヒドロキシ−４−（フェニルアゾ）−２−ナフタレンカルボン酸］銅塩とは、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ５等が挙げられる。Ｎ，Ｎ’−ビス（２，４−ジニトロフェニル）−３，３’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンとは、具体的に、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２２等が挙げられる。３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミドとは、具体的に、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２６等が挙げられる。Δ２，２’（１Ｈ，１’Ｈ）−ビナフト［２，１−ｂ］チオフェン−１，１’−ジオンとは、具体的に、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２７等が挙げられる。Ｎ、Ｎ’−（１０，１５，１６，１７−テトラヒドロ−５，１０，１５，１７−テトラオキソ−５Ｈ−ジナフト［２，３−ａ：２’，３’−ｉ］カルバゾール−４，９−ジイル）ビス（ベンズアミド）とは、具体的に、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２８等が挙げられる。又、茶色系顔料には、上記茶色系顔料の他、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ７を使用してもよい。

フタロシアニン系顔料とは、フタロシアニン骨格を有する顔料であり、各種金属が配位されたフタロシアニンをも含む概念である。具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ７５、又はＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５等が挙げられるが、これに限るものではない。非晶質のフタロシアニン系顔料であって青系のものを用いることが好ましい。

又、フタロシアニン系顔料の一次粒径は０．１５μｍ以上０．２０μｍ以下であることが好ましい。このような範囲とすることで、黒色隠蔽層１３中の顔料の分散性が向上させることができる。

黒色隠蔽層１３内の茶色系顔料の含有量は、フタロシアニン系顔料１００質量部に対して４３質量部以上２３３質量部以下（茶色系顔料とフタロシアニン系顔料との含有量比が、質量比で３０：７０〜７０：３０の範囲）とすることが好ましく、６６質量部以上１５０質量部以下（茶色系顔料とフタロシアニン系顔料との含有量比が、質量比で４０：６０〜６０：４０の範囲）とすることがより好ましい。含有量比をこのような範囲にすることで、黒色隠蔽層１３の隠蔽性を好ましいものとすることができる。

黒色隠蔽層１３中の顔料の含有量は、光透過率試験の特定の波長の光の透過率によって特定することができる。又、ベンズイミダゾロン系顔料等の茶色系顔料の含有量とフタロシアニン系顔料の含有量とを隠蔽性の面及び赤外線透過性の面で好ましいものとするには、黒色隠蔽層１３に含まれるベンズイミダゾロン系顔料等の茶色系顔料及びフタロシアニン系顔料が顔料成分全量中８０質量％以上であって、且つ、黒色隠蔽層１３内の光透過率試験における波長４５０ｎｍの光の透過率が５％以上２７％以下であり、波長７００ｎｍの光の透過率が３％以上２０％以下であることが好ましい。フタロシアニン系顔料は波長４５０ｎｍの光を一定量透過し、波長７００ｎｍの光を透過しない性質を有する。ベンズイミダゾロン系顔料等の茶色系顔料は波長７００ｎｍの光を一定量透過する性質を有し、波長４５０ｎｍの光を透過しない性質を有する。そのため、光透過率試験における波長４５０ｎｍの光の透過率と、波長７００ｎｍの光の透過率と、を特定することによって、ベンズイミダゾロン系顔料等の茶色系顔料の含有量とフタロシアニン系顔料の含有量との含有量比を特定することができる。

黒色隠蔽層１３の透過率の測定方法は、例えば、白色ＰＥＴ上に硬化剤が含有された赤外線透過性暗色インキをグラビアコートし、その上にポリエチレンを積層し、４５℃以上５５℃以下、１６８時間のエージング処理をして過熱硬化させることにより赤外線反射シートを作成し、分光光度計（株式会社日立ハイテクノロジーズ製、「Ｕ−４１００」）にて、波長３００ｎｍ〜１２００ｎｍの光の反射率（％）を測定し、波長４５０ｎｍの光及び波長７００ｎｍの光の透過率をそれぞれ求めることで測定することができる。

茶色系顔料とフタロシアニン系顔料とを含んでなる顔料は、黒色隠蔽層１３中の樹脂成分１００質量部に対して混合顔料が２０質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、３５質量部以上４５質量部以下とあることが更に好ましい。混合顔料の含有量をこの範囲にすることにより黒色隠蔽層１３の色調を安定させることができる。

黒色隠蔽層１３には、無機系の黒色顔料を所定の範囲内の比率で補助的に添加することにより、黒色の色味を好ましい色味に調色することもできる。無機系の黒色顔料の代表的なものとしてカーボンブラックが挙げられる。無機系の黒色顔料は、主剤樹脂に対する質量比で３質量％以上５０質量％以下の範囲で添加してもよい。添加量がこの範囲内であれば、本発明における黒色隠蔽層１３の好ましいその他の物性を保持したまま、黒色隠蔽層１３の外観を最適な色味に適宜調色することができる。

黒色隠蔽層の厚さは、２．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましい。このような範囲であれば、配線パターンを目視できない程度に隠蔽性を有するものとすることができる。又、黒色隠蔽層を接着剤層として積層した場合には層間の密着性、耐久性及び印刷適性を向上させることができる。

黒色隠蔽層は、ＪＩＳ−Ｚ８７２２に準拠し、Ｄ６５光源、１０°視野角の条件によるΔＬ^＊が６０以下であることが好ましく、５０以下であることがより好ましい。ΔＬ^＊の範囲をこのような範囲とすることで、配線パターンを目視できない程度に隠蔽性を有する黒色隠蔽層とすることができる。

＜接着剤＞
黒色隠蔽層１３や接着剤層１１を形成することができる接着剤は特に限定されないが、例えば主剤樹脂、硬化剤及び溶剤を含み、必要に応じてその他の各種の添加剤を含むものをあげることができる。その他の添加剤としては、密着性助剤等を例として挙げることができる。接着剤は、主剤樹脂と硬化剤を使用直前に混合する２液タイプのものであることが好ましい。主剤樹脂は、接着剤層を形成する際に、硬化剤と反応して架橋され高分子量化する。

（接着剤層の形成）
本実施態様において、主剤と硬化剤からなる２液タイプの接着剤は接合する基材の表面に塗布され、続いて塗布された接着剤から溶剤成分が蒸発することによって、基材の表面に接着剤層を形成させることができる。この接着剤膜は、被接合基材の表面と接合された状態で硬化し、接着剤層となる。基材の表面に接着剤を塗布する方法は、特に制限されるものではないが、グラビアコーター法、ロールコータ法、はけ塗り法等を挙げることができる。なお、そのコーティング量としては、２．０ｇ／ｍ^２以上１０.０ｇ／ｍ^２以下（乾燥状態）が望ましい。

接着剤層の厚さは、２．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましく３．０μｍ以上７．０μｍ以下であることが更に好ましい。接着剤層の厚さを２．０μｍ以上１０．０μｍ以下とすることで、層間の密着性、耐久性及び印刷適性を向上させることができる。

［樹脂基材］
太陽電池モジュール用の集電シート１を構成する樹脂基材１２は、主にシート状に成型された樹脂である。ここで、シート状とはフィルム状を含む概念であり、本実施形態において両者に差はない。樹脂基材１２を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、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）等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系等が例示される。これらのなかでも、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）、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂等が好ましい。

樹脂基材１２の厚さは、集電シート１に要求される強度や薄さ等に応じて適宜設定すればよい。樹脂基材１２の厚さは、２０μｍ以上２５０μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以上２５０μｍ以下がより好ましい。樹脂基材１２の厚さを２０μｍ以上とすることで集電シートとして好ましい強度を得ることができるとともに、金属配線部１０の防錆性を向上させることができる。樹脂基材１２の厚さを２５０μｍ以下とすることで、集電シートの放熱性を向上させることができる。

［裏面保護層］
太陽電池モジュール用の集電シート１を構成する裏面保護層１４は、主にシート状に成型された樹脂であって、機械的あるいは化学的強度に優れ、具体的には、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、耐突き刺し性等の諸堅牢性に優れた樹脂シートである。このような樹脂シートとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、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等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等、各種の樹脂シートを使用することができる。又、これらの樹脂に白色顔料を含むものを用いてもよい。

ここで、裏面保護層１４は、太陽電池モジュールにおける最外層に配置されるため、高い耐候性、バリア性、耐加水分解性が求められる。そのような観点から以上のうちでも、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることが特に好ましい。耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートとしては、例えば、東洋紡社製シャインビーム（耐加水分解性ポリエステルフィルム）等が挙げられる。

裏面保護層１４の膜厚は、３５μｍ以上６５μｍ以下とし４０μｍ以上６０μｍ以下とすることが好ましい。裏面保護層１４の膜厚を３５μｍ以上とすることにより、裏面保護層の耐候性を担保できるようになる。裏面保護層１４の膜厚を６５μｍ以下とすることにより、太陽電池モジュールの放熱性が向上し、熱の発生に起因する太陽電池モジュールの変換効率の低下を防止することができる。

［金属配線部］
金属配線部１０は、所望の配線形状（回路）となるように太陽電池モジュール用の集電シート１を構成する樹脂基材の表面に形成された電気配線である。金属配線部１０を形成するための導電性基材としては、銅箔、アルミニウム箔等の金属箔を用いることができる。それらのうち、本実施形態の集電シートにおいては、導電性、加工性に優れ、且つ入手容易である銅箔を好ましく用いることができる。

金属配線部１０を樹脂基材の表面に形成するためには、樹脂基材１２の表面に金属箔を接着剤により接合させ、その後、エッチング処理等によりその金属箔をパターニングする方法が例示される。樹脂基材１２の表面に金属箔を接合させるには、金属箔を黒色顔料が含まれていない接着剤によって樹脂基材１２の表面に接着する方法を用いることができる。

金属配線部１０の厚さは、太陽電池モジュール用の集電シート１に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。金属配線部１０の厚さは、特に限定されないが、一例として１０μｍ以上５０μｍ以下が挙げられる。

以下、実施例、及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例等に限定されるものではない。

本実施形態に係る太陽電池モジュール用の集電シートの防錆性、隠蔽性、を評価するために、以下に示す方法で接着剤を製造し、該接着剤を用いた集電シートサンプルを作成した。

［黒色接着剤（接着剤１）］
［主剤］
窒素雰囲気下、攪拌機、窒素導入管を備えたフラスコに、エチレングリコール（３２．３質量部）、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール（２７０．８質量部）、１、６−ヘキサンジオール（１２２．９質量部）、アジピン酸（２２８．１質量部）、イソフタル酸（６６４質量部）を加え、１８０℃から２２０℃にて窒素にてバブリングさせ、酸価２ｍｇＫＯＨ／ｇまで反応させ、酢酸エチル（８６０質量部）を加え、ポリエステルジオールＨの５０％溶液を得た。得られた樹脂の水酸基価は、３２ｍｇＫＯＨ／ｇであり、数平均分子量は約３５００であった。

窒素雰囲気下、攪拌機を備えたフラスコに数平均分子量１０００の脂肪族ポリカーボネートジオール（旭化成ケミカルズ社製、商品名「デュラノールＴ５６５１」以下、「ＰＤＣ１０００」と略す。）を１００質量部、上記ポリエステルジオールＨ（５０質量部）、１、６−ヘキサンジオール（２質量部）、イソホロンジイソシアネート（２３．８質量部）、酢酸エチル（１７５．８質量部）を加え、赤外線吸収スペクトルにて、２２７０ｃｍ^−１のイソシアネートの吸収が消失するまで加熱還流させ、ポリウレタンジオールの５０％溶液を得た。得られた樹脂の水酸基価は、１４ｍｇＫＯＨ／ｇであり、数平均分子量は約８０００であった。

上記のポリウレタンジオール１００質量部と脂肪族ポリカーボネートジオール（Ｂ）（ＰＤＣ１０００）の１５質量部を混合して主剤を調整した。

［硬化剤］
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩアダクト：２官能）とイソシアヌレート変性のイソホロンジイソシアネート（ヌレート変性ＩＰＤＩ）の混合物を使用した。上記アダクト変性ＨＤＩ及びヌレート変性ＩＰＤＩの混合比（ＨＤＩアダクト）／（ヌレート変性ＩＰＤＩ）を６：４（質量比）とした。
黒色顔料：カーボンブラック
溶剤：酢酸エチル
上記主剤（固形分率５０質量％）、上記硬化剤（固形分率１０質量％）、上記黒色顔料（固形分率２０質量％）を、上記溶剤に溶解させて、固形分塗布量５ｇ／ｍ^２（硬化後膜厚５μｍ）となるように調整して製造し、塗布、乾燥、硬化した。
［透明接着剤（接着剤２）］
黒色顔料を含有しないこと以外は接着剤１同様に調整して製造した。

以下の種類の樹脂シートを下記の表１に示す組み合わせにより接着剤１及び接着剤２で接着して、実施例、及び比較例の集電シートサンプルを作成した。試料作成は、接着剤１又は２を、基材樹脂（ポリエチレンテレフタレート（厚さ１８８μｍ））にグラビアコートし（塗布量は８ｇ／ｍ^２）し、厚み８μｍ（乾燥状態）の接着剤層を形成し、導電性基材（銅箔、２５μｍ）及び裏面保護層（耐加水分解性ＰＥＴ（白、５０μｍ））をドライラミネート法により導電性基材／接着剤層／樹脂基材／接着剤層／裏面保護層となるように積層して積層体とした。

実施例の積層体については、樹脂基材に接着剤２により形成された接着剤層を介して導電性基材を積層し、樹脂基材に接着剤１により形成された黒色隠蔽層（接着剤層）を介して裏面保護層を積層した。比較例の積層体については、樹脂基材に接着剤１により形成された黒色隠蔽層（接着剤層）を介して導電性基材を積層し、樹脂基材に接着剤２により形成された接着剤層を介して裏面保護層を積層した。

更に、これらの積層体の表面にドライフィルムを使用して、厚さ１５μｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのエッチングマスクを作製した。その後、温度４５℃、濃度２５０ｇ／Ｌの塩化第２鉄水溶液をエッチング液として、上記エッチングマスクが形成された積層体をこのエッチング液に約２分間浸漬し、次いで、純水で洗浄した。これにより、エッチングマスクで被覆されていない箇所の導電性基材を除去し実施例及び比較例に係る集電シートサンプルを得た。

［防錆性試験］
実施例及び比較例の各試料について、防錆性を試験した。試験は、各試料について、８５℃、８５％ＲＨで２４時間放置することにより行い、防錆性の評価は、目視により行い、以下の基準に従った。防錆性試験結果を「防錆性」として表１に示す。
○：配線パターンの裏面の金属光沢がやや低下したものの変色には至らなかった
×：配線パターンが部分的に変色した

表１より、黒色隠蔽層を樹脂基材の裏面側にのみ積層した実施例に係る本発明の集電シートは、防錆性に優れた集電シートであることが分かる。

実施例及び比較例に係る集電シートサンプルを裏面保護層の側から、金属配線部を目視で確認したところ、実施例及び比較例の集電シートサンプルは、金属配線部を確認することができなかった。このことから、本発明の集電シートは、樹脂基材と金属配線部とを黒色隠蔽層を介して積層した集電シート同様に配線パターンを目視できない程度に隠蔽性を有する集電シートであることが分かる。

１集電シート
２透明前面基板
３封止材
４太陽電池素子
１０金属配線部
１１接着剤層
１２樹脂基材
１３黒色隠蔽層
１４裏面保護層

Claims

太陽電池モジュール用の集電シートであって、
樹脂基材と、
前記樹脂基材の表面に接着剤層を介して積層される金属配線部と、
前記樹脂基材の裏面側に積層される裏面保護層と、
前記裏面保護層の側から前記金属配線部の視認を防ぐことを目的とする黒色隠蔽層と、を備え、
前記黒色隠蔽層は、黒色顔料を含む接着剤又はインキにより形成され、且つ、前記樹脂基材の裏面側にのみ積層されている集電シート。
前記黒色隠蔽層の厚さが２．０μｍ以上１０．０μｍ以下である請求項１に記載の集電シート。
前記金属配線部が銅配線である請求項１又は２に記載の集電シート。
前記裏面保護層が耐加水分解性ＰＥＴである請求項１から３のいずれかに記載の集電シート。
前記黒色隠蔽層は、茶色系顔料と、フタロシアニン系顔料と、を含み、
前記茶色系顔料は、ベンズイミダゾロン系顔料、４−［（２，５−ジクロロフェニル）アゾ］−３−ヒドロキシ−Ｎ−（２，５−ジメトキシフェニル）−２−ナフタレンカルボキサミド、１−［（４−ニトロフェニル）アゾ］−２−ナフタレノール、ビス［３−ヒドロキシ−４−（フェニルアゾ）−２−ナフタレンカルボン酸］銅塩、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ７、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，４−ジニトロフェニル）−３，３’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、Δ２，２’（１Ｈ，１’Ｈ）−ビナフト［２，１−ｂ］チオフェン−１，１’−ジオン及びＮ、Ｎ’−（１０，１５，１６，１７−テトラヒドロ−５，１０，１５，１７−テトラオキソ−５Ｈ−ジナフト［２，３−ａ：２’，３’−ｉ］カルバゾール−４，９−ジイル）ビス（ベンズアミド）からなる群より選ばれた少なくとも一種以上の顔料である請求項１から４のいずれかに記載の集電シート。
請求項１から５のいずれかに記載の集電シートに、バックコンタクト型の太陽電池素子が積層されている太陽電池モジュール。