KR20090049586A

KR20090049586A - 태양 전지 모듈용 밀봉 필름 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈

Info

Publication number: KR20090049586A
Application number: KR1020097003165A
Authority: KR
Inventors: 신이치로 미야지; 마사카즈 노구치; 나오키 카와지
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2009-05-18
Also published as: AU2007292675A1; WO2008029651A1; EP2091087A4; US20090242026A1; CN101512779B; TW200823053A; EP2091087A1; CN101512779A; JPWO2008029651A1

Abstract

본 발명의 목적은 내열성, 내가수분해성이 우수한 PPS 필름을 태양 전지용 밀봉 필름의 적어도 일부에 사용하여 상기 밀봉 필름의 외부 환경에 의한 열화에 대하여 보강하고, 또한 종래 기술의 과제이었던 장기 사용에 의한 가스 배리어성의 저하를 억제하여 내환경 특성(내열성, 내가수분해성, 내후성, 내약품성 등)을 좋은 밸런스로 겸비시켜 장기 신뢰성이 한층 뛰어난 밀봉 필름 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈을 제공하는 것이다. 본 발명의 밀봉 필름은 폴리-p-페닐렌설파이드를 주성분으로 한 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름층을 포함하는 수지 필름층과, 금속, 금속산화물, 무기 화합물, 및 유기 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종으로 구성된 가스 배리어층으로 이루어지는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름으로서, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률이 모두 -2.0%∼+2.0%의 범위 내이고, 또한 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률 차이의 절대값이 2.0% 이하인 태양 전지 모듈용 밀봉 필름이다.

태양 전지 모듈, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름

Description

태양 전지 모듈용 밀봉 필름 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈{SEAL FILM FOR SOLAR CELL MODULE AND SOLAR CELL MODULE UTILIZING THE SAME}

본 발명은 가스 배리어층을 가진 태양 전지 모듈용 밀봉 필름 및 그 밀봉 필름을 사용한 태양 전지 모듈에 관한 것이다.

더 상세하게는, 가스 배리어층의 내구성이 현저하게 개선되어, 내가수분해성이나 내자외선성 등의 내후성이 대폭적으로 개선된 장기 신뢰성이 우수한 태양 전지 모듈용 밀봉 필름과, 상기 밀봉 필름을 사용한 태양 전지 모듈에 관한 것이다.

최근, 태양 전지는 차세대 에너지원으로서 주목받아 주택용, 공업용 등으로 널리 사용되게 되었다.

태양 전지의 보급률이 높아짐에 따라서, 특히 태양 전지의 20∼30년의 장기 수명화(장기 사용의 신뢰성)의 요구가 높아지고 있다.

특히, 물이나 산소의 차단을 목적으로 해서 형성된 가스 배리어층의 장기 신뢰성(장기 내구성), 밀봉 필름층의 가수분해에 의한 열화 방지나 내자외선성 등의 특성 부여 등, 또한 이들을 복합적으로 겸비한 내후성의 종합적인 향상을 요구하는 요청이 날이 갈수록 강해지고 있다.

또한, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름에 대해서는 그 가공성이 뛰어날 것, 또한 내부의 태양 전지 셀의 보호, 장기 사용에 견딜 수 있기 위한 기계 특성(강인성 등)도 필요하다.

또한, 온천 지역이나 하수도 시설 등의 각종 가스가 발생하는 혹독한 환경에 견디는 내약품성도 요구되게 되었다. 또한, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 기본 특성인 전기 절연성과 경량화의 실현은 물론 요구되고 있다.

여기에서, 일반적으로 종래 알려져 있는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름으로서는 하기 (1)∼(6)의 것 등이 있다.

(1) 불소계 수지 시트 및/또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(이하, PET 필름이라고 약칭하는 경우가 있다)을 기재로 하고, 상기 기재 필름에 두께 수십㎛의 알루미늄박을 가스 배리어층으로서 형성한 것이 시판되고 있다.

(2) 내후성을 향상시키는 목적으로 불소 수지 시트 등의 내후성 필름과 투명한 무기 화합물의 증착층으로 이루어지는 밀봉 필름이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

(3) 내가수분해성 PET 필름과 가스 배리어성 필름을 적층시킨 적층 구조를 실현하는 것을 목적으로 해서, 금속산화물 피착층/백색 수지 필름층의 적층 구성으로 이루어지는 밀봉 필름이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

(4) PET 필름과 가스 배리어층으로 이루어지는 밀봉 필름으로서, 내가수분해성, 내후성 및 반사 효율을 개선시킨 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

(5) 화산, 온천, 상하수도 처리 시설 등의 과혹한 환경에서 사용하기 위해 서, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 최외층에 내가스층으로서 폴리-p-페닐렌설파이드(이하, PPS라고 약칭하는 경우가 있다)층을 형성한 태양 전지 모듈(예를 들면, 특허문헌 4 참조)이나, 가스 배리어층으로서 PPS층을 형성한 태양 전지 모듈이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 5 참조).

(6) 2축 배향 PPS 필름이 내열성, 내가수분해성(내습열성)이 뛰어나고, 내열성을 갖는 전기 절연재에 사용되는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 6 참조).

그러나, 상기한 (1)∼(6)의 종래의 밀봉 필름은 각각 하기의 문제점을 갖고 있어 태양 전지 모듈용 밀봉 필름 용도로 전개하는 것이 충분하지는 않았다.

예를 들면, 상기 (1)항의 가스 배리어층에 알루미늄박을 사용한 것은 가스 배리어성에는 뛰어나지만, 밀봉 필름의 전기 절연성에 문제가 있고, 또한 경량화에도 문제가 있었다.

또한, 상기 (2)항의 밀봉 필름은 베이스에 불소계 필름을 이용하고 있기 때문에 내후성이나 내가수분해성이 뛰어나고, 가스 배리어성의 변동도 적지만, 불소계 필름의 기계 강도가 낮기(탄력성이 약하기) 때문에, 태양 전지 모듈을 기계 강도적으로 보강하는 효과가 낮아 태양 전지 소자가 파손될 가능성이 있었다. 또한 접착 등의 가공성에도 떨어지는 것이었다.

또한, 상기 (3)항이나 상기 (4)항의 밀봉 필름은 내가수분해성의 PET 필름을 사용하고 있으므로 필름의 가수분해에 의한 열화는 방지할 수 있지만, 장기 사용으로 가스 배리어성이 저하되고, 그것에 의해서 태양 전지 모듈의 출력 저하가 발생 하기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 또한, 온천 지역이나 하수도 시설 등의 고온, 고습도, 특수 유해 가스 등의 분위기에서는 내열, 가수분해 열화나 유해한 발생 가스에 의한 열화가 단시간에 진행되어 태양 전지 모듈의 수명이 급격하게 저하된다고 하는 문제가 있었다.

또한, 상기 (5)항의 밀봉 필름은 밀봉 필름의 최외층에 2축 배향 PPS 필름이 적층되어 있기 때문에 외부의 환경이 고온, 고습도, 약품이나 유해한 발생 가스 등의 분위기에서도 밀봉 필름의 열화를 방지한다고 하는 효과는 있지만, 상기 (3)항, (4)항의 밀봉 필름과 마찬가지로 장시간 사용으로 가스 배리어층의 가스 배리어성이 저하되고, 그것에 의해서 태양 전지 모듈의 출력 저하가 발생하여 20∼30년의 장수명화에 대한 신뢰성이 없었다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2000-138387호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허공개 2002-100788호 공보

특허문헌 3 : 일본 특허공개 2002-26354호 공보

특허문헌 4 : 일본 특허공개 2003-31824호 공보

특허문헌 5 : 일본 특허공개 2005-86104호 공보

특허문헌 6 : 일본 특허공개 소55-35459호 공보

본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 점을 감안하여 상기 밀봉 필름의 외부환경에 의한 열화의 문제를 해결하고, 또한 종래 기술의 과제이었던 장기 사용에 의한 가스 배리어성의 저하를 억제하여, 내환경 특성(내열성, 내가수분해성, 내후성, 및 내약품성 등)을 좋은 밸런스로 겸비하고, 그것에 의한 장기 신뢰성이 한층 뛰어난 밀봉 필름 및 그것을 사용한 태양 전지 모듈을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름은 이하의 (1)의 구성을 갖는다.

(1) 폴리-p-페닐렌설파이드를 주성분으로 한 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름층을 함유하는 수지 필름층과, 금속, 금속산화물, 무기 화합물, 및 유기 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종으로 구성된 가스 배리어층으로 이루어지는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름으로서, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률이 모두 -2.0%∼+2.0%의 범위 내이고, 또한 길이방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률 차이의 절대값이 2.0% 이하인 태양 전지 모듈용 밀봉 필름.

또한, 이러한 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름에 있어서, 보다 구체적으로 바람직하게는 이하의 (2)∼(4)의 구성을 갖는 것이다.

(2) 상기 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 두께(A)에 대한 상기 밀봉 필름을 구성하는 폴리-p-페닐렌설파이드를 주성분으로 한 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름층의 합계 두께(B)의 비율[적층 비율 : (B/A)×100]이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 기재의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름.

(3) 상기 폴리-p-페닐렌설파이드를 주성분으로 한 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름의 고온 휘발분이 0.02질량% 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2) 기재의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름.

(4) 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 적어도 한쪽면에 내후성을 갖는 수지층이 적층되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름.

또한, 본 발명의 태양 전지 모듈은 이하의 (5)의 구성을 갖는 것이다.

(5) 상기 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 모듈용 밀봉 필름이 적어도 한쪽면에 배치되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 내열성, 내가수분해성, 내약품성이 우수한 PPS 필름을 밀봉 필름에 사용하고, 상기 밀봉 필름의 열치수 변화율을 특정 범위로 제어하며, 또한 길이 방향과 폭 방향의 상기 열치수 변화율 특성을 밸런스시킴으로써 내열성, 내가수분해성, 내후성, 및 내약품성(내유해 가스성) 등의 내환경성의 향상과, 가스 배리어성의 시간에 따른 변화가 양호하게 억제된 태양 전지 모듈용 밀봉 필름이 얻어진다.

본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름은 혹독한 고온, 고습도, 유독 발생 가스, 및 자외선 등의 외부 환경에 의한 열화가 억제되고, 또한 종래 기술의 과제이었던 장기 사용에 의한 가스 배리어성의 저하를 억제하며, 내열성, 내가수분해성, 내후성, 및 내약품성(유독 가스에 의한 내열화성) 등의 내환경 특성을 좋은 밸런스로 겸비하여 장기 신뢰성이 뛰어난 것이다.

또한, 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름을 사용한 태양 전지 모듈은 수증기 투과에 의한 출력 저하를 대폭적으로 개선할 수 있고, 가수분해 열화, 자외선 열화, 및 유독 발생 가스 열화에도 강한 내환경성이 뛰어난 것이다. 또한 경량성, 기계 강도도 뛰어난 것이다.

도 1은 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 기본 구성을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 태양 전지 모듈 구성의 일례를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름에 내후성 수지층을 형성한 구성의 일례를 나타낸 것이다.

도 4는 실시예에 의해 제조한 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 적층 구성을 나타낸 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프런트 시트층 2 : 충전 접착 수지층

3 : 태양 전지 소자 4 : 백 시트층

41 : 가스 배리어층 41a : 가스 배리어층에 사용한 산화 규소막층

42 : 수지 필름층 42a : 폴리페닐렌설파이드 필름층

42b : 폴리페닐렌설파이드 필름 이외의 필름층

43 : 가스 배리어층 지지 필름 44 : 내후성을 갖는 수지층

본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 기본 구성은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 수지 필름층(42)과 가스 배리어층(41)의 2층으로 구성되는 것이고, 본 발명에 있어서, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름이란, 후술하는 태양 전지 모듈의 양측에 형성된 프런트 시트와 백 시트의 쌍방에, 또는 어느 한쪽에 사용되는 밀봉 필름을 말하는 것이다.

그 구체적 구성은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 폴리-p-페닐렌설파이드를 주성분으로 한 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름층을 포함하는 수지 필름층(42)과, 금속, 금속산화물, 무기 화합물, 및 유기 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상으로 구성된 가스 배리어층(41)으로 이루어지는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름으로서, 그 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률이 모두 -2.0%∼+2.0%의 범위 내이고, 또한 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률 차이의 절대값이 2.0% 이하인 것이다.

여기에서, 수지 필름층(42)이란, 플라스틱 필름으로 구성되어 전기 절연성과 내부 밀봉된 태양 전지용 소자의 기계적 보호와, 광의 수취를 주요한 역할로 하는 것이다.

본 발명에 있어서는, 혹독한 외부 환경에 대한 내성을 부여하기 위해서 수지 필름층에는 PPS를 주성분으로 하는 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름(이하, PPS 필름으로 약칭하는 경우가 있다)의 층이 포함되어 있는 것이 중요하다.

또한, 상기 수지 필름층(42)에는 PPS 필름 이외의 플라스틱 필름층이 포함되어 있어도 좋다. PPS 필름 이외의 플라스틱 필름으로서는, 미연신 필름과 연신 필름의 구별은 막론하고, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET라고 약칭하는 경우가 있다)나 폴리에틸렌나프탈레이트(이하, PEN이라고 약칭하는 경우가 있다) 등의 폴리에스테르계 필름, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트 라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체로 이루어지는 퍼플루오로알콕시 수지(PFA), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알킬비닐에테르와 헥사플루오로프로필렌 공중합체(EPE), 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌 또는 프로필렌의 공중합체(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 수지(PCTFE), 에틸렌과 클로로트리플루오로에틸렌 수지의 공중합체(ECTFE), 불화 비닐리덴계 수지(PVDF), 불화 비닐계 수지(PVF) 등, 올레핀계, 나일론계 등의 불소계 필름을 들 수 있지만, 가공성, 기계 강도, 내후성, 가격 등의 밸런스로부터 PET 필름, PEN 필름의 단체 필름, 또는 이들을 일부층에 사용한 적층 필름이 특히 바람직하다.

본 발명의 밀봉 필름의 기본 구성을 도 1에 나타낸다. 본 발명의 밀봉 필름의 기본 구성에 있어서의 두께에 관해서는, 상기 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 전체 두께를 (A), PPS 필름층의 두께를 (B)로 했을 때에 상기 PPS 필름의 적층 비율[적층비율 : (B/A)×100]이 10% 이상이도록 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15% 이상이다. PPS 필름층의 두께를 밀봉 필름의 전체 두께에 대하여 10% 이상으로 하는 것은 본 발명의 목적인 고온, 고습도, 발생 가스, 및 자외선 등의 혹독한 외부 환경에 의한 밀봉 필름의 열화를 억제하는 효과를 보다 양호에 얻는 것을 실현시키기 위해서이다. 또한, PPS 필름층의 두께의 비율이 높으면 높을수록 본 발명의 효과가 높아지므로 PPS 필름층의 두께의 비율의 상한은 100%부근까지이다. 단, PPS 필름층의 두께의 비율이 높아지면, 밀봉 필름이 물러져 찢어지기 쉬워지는 경우가 있으므로 이 점에서 상한값은 95%까지가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90%까지이다.

또한, PPS 필름이 수층으로 나누어져서 적층되어서 상기 PPS 필름층을 구성하는 것이어도 좋고, 또는 물론 PPS 필름층이 단일 PPS 필름으로 이루어지는 층이어도 좋다. 또한, 후술하는 가스 배리어층의 베이스 필름에 PPS 필름을 사용하는 케이스도 있고, 그 경우도 본 발명에서 말하는 PPS 필름층에 포함되는 것이다. 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 두께(A)는, 수지 필름층과 가스 배리어층의 합계의 두께이고, PPS 필름층(B)의 두께는 PPS 필름층이 2층 이상 적층되어 있는 경우에는 그들의 합계 두께를 사용하는 것이다.

다음에, 본 발명의 밀봉 필름에 있어서의 가스 배리어층이란, 수증기와 산소의 차단성을 갖는 층을 말하는 것이다. 구체적으로는, 금속, 금속산화물, 실리카 등의 무기 화합물, 및 유기 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성된 층이고, 증착, 스퍼터링, 또는 코팅 등의 종래부터 알려져 있는 형성 방법으로 형성되는 것이다.

본 발명에 따른 가스 배리어층은 수증기 배리어 성능쪽이 중요하고, JIS K7129-1992의 B법에 의거한 방법(후술하는 밀봉 필름의 수증기 투과율의 측정 방법과 동일)으로 측정한 수증기 투과율의 초기값(에이징 시험 전의 값)이 바람직하게는 2.0g/㎡/24hr 이하를 달성하고 있는 층을 말한다. 적합한 가스 배리어층의 구성 조성으로서는 산화 알루미늄, 산화 규소를 들 수 있다.

상기 가스 배리어층은, 상술한 수지 필름층에 직접 상기 증착 등의 방법에 의해 형성되어 있어도 되고, 또는 별도의 필름에 일단 형성한 후에 접착제를 통해 서 수지 필름층에 형성되어도 좋지만, 일반적으로는 가격이 낮게 완성되므로 후자의 방법이 사용된다. 이 경우의 다른 필름으로서는, 특별히 한정되지 않지만 일반적으로는 PET, PEN, PPS, 불소계 필름 등이 바람직하게 사용된다. 이들 필름의 두께는, 특별히 한정은 되지 않지만 증착, 스퍼터링, 코팅 등의 가공성과 경제성의 점으로부터 두께 5∼25㎛의 범위가 바람직하다.

여기에서, 본 발명에 있어서 폴리-p-페닐렌설파이드란 PPS 성분을 바람직하게는 90몰% 이상, 보다 바람직하게는 95몰% 이상 함유하는 하기 (1)식으로 나타내어지는 구성 단위로 이루어지는 중합체를 말한다. 이러한 PPS 성분이 90몰% 미만에서는, 폴리머의 결정성과 열전이온도, 융점 등이 낮고, PPS를 주성분으로 하는 수지 조성물의 특징인 내열성, 내가수분해성, 기계 특성, 내약품성 등의 특징을 양호하게 발휘할 수 없는 경우가 있다.

상기 PPS 수지에 있어서, 반복 단위의 10몰% 미만, 바람직하게는 5몰% 미만이면 공중합 가능한 다른 설파이드 결합을 함유하는 단위가 포함되어 있어도 지장이 없다. 이 경우, 상기 구성 단위는 랜덤형 또는 블록형 중 어떠한 공중합 방법이어도 좋다.

본 발명에 있어서, PPS를 주성분으로 하는 수지 조성물이란, PPS를 60질량% 이상 함유하는 조성물을 말한다. PPS의 함유량이 60질량% 미만에서는, 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 상기 조성물로 이루어지는 층의 기계 특성, 내열성, 내가수분해성, 흡습 치수 안정성, 또는 내약품성 등을 양호하게 발휘하는 것이 어렵다. 또한, 상기 조성물 중에 나머지 40질량% 미만은 PPS 이외의 폴리머, 무기 또는 유기 필러, 활제, 착색제 등의 첨가물을 함유할 수 있다. 또한, PPS 조성물의 용융 점도는 300℃ 전단 속도 200sec^-1 하에서 100∼50000푸아즈의 범위 내에 있는 것이 성형, 제막 가공이 쉬우므로 바람직하고, 보다 바람직하게는 500∼20000푸아즈의 범위이다.

또한, PPS의 수지 조성물로 이루어지는 2축 배향 필름이란, 상기 PPS를 주성분으로 하는 수지 조성물을 용융 압출, 2축 연신, 열처리해서 이루어지는 필름이고, 가공성, 기계 특성, 내환경 특성 등으로부터 두께가 5∼300㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 범위에서 첨가제를 함유하여 백색, 흑색 등으로 착색된 PPS 필름이 사용되고 있어도 좋다.

내후성 중, 특히 중요한 내자외선 특성의 점에서 고온 휘발분이 0.02질량% 이하인 PPS 필름이 특히 바람직하다. 여기에서 말하는 고온 휘발분이란, PPS 필름의 250℃에서 발생하는 휘발분(질량%)과, PPS 필름의 150℃에서 발생하는 휘발분(질량%)의 차이고, 하기 식으로 구해지는 값이다. 상기 고온 휘발분이 0.02질량%를 초과하는 것일 경우에는 필름 내에 불순물이 많이 함유되어 있는 것으로서, 자외선의 조사에 의해 필름이 갈색으로 변색되기 쉽고, 일반적으로 기계 특성의 저하도 빨라지므로 바람직하지 않은 것이다.

·고온 휘발 성분(질량%)={250℃에서 발생하는 휘발분(질량%)}-{150℃에서 발생하는 휘발분(질량%)}

본 발명에 있어서 태양 전지 모듈이란, 태양광을 전기로 변환하는 시스템을 말하고, 그 구조의 일례의 개략 모델을 도 2에 나타낸다. 즉, 태양광이 입사하는 측으로부터 프런트 시트층(1), 충전 접착 수지층(2), 태양 전지 소자(3), 충전 접착 수지층(2), 백 시트층(4)이 기본 구성이 된다. 이 태양 전지 모듈은 주택의 지붕에 장착되거나, 빌딩이나 담에 설치되는 것이나 전자 부품에 사용되는 것도 있다. 상기 태양 전지 모듈은 채광형이나 시쓰루(see-through)형 등으로 불리는, 광을 투과해 창이나 고속도로, 철도 등의 방음벽에도 사용되는 것도 있다. 또한, 유연한 타입도 실용화되어 있다.

여기에서 프런트 시트층이란 태양광을 효율적으로 입사시켜, 내부의 태양 전지 소자를 보호하는 목적으로 형성되는 층이다.

또한, 충전 접착 수지층은 프런트 시트와 백 시트 사이에 태양 전지 소자를 수납, 밀봉시키기 위한 접착, 충전을 목적으로 해서 사용되는 층이고, 내후성, 내수성(내가수분해성), 투명성, 접착성 등이 요구되는 것이다. 충전 접착 수지층에 적합한 예로서는, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 수지(이하, EVA로 약칭하는 경우가 있다), 폴리비닐부티랄, 에틸렌-아세트산 비닐 부분 산화물, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용되지만 EVA가 가장 일반적이다.

또한, 백 시트층은 태양 전지 모듈의 이면측의 태양 전지 소자의 보호가 목 적으로 사용되는 것이고, 수증기의 차단성, 전기 절연성, 기계 특성 등이 요구되는 것이다. 상기 백 시트는 프런트 시트측으로부터 입사된 태양광을 반사해 상기 태양광을 재이용하는 백색 타입이나, 의장성 등을 고려한 흑색 등의 착색이 실시된 것 등, 또는 백 시트측으로부터도 태양광이 입사될 수 있는 투명 타입 등이 있고, 본 발명은 이들 모두에 적용할 수 있는 것이다.

본 발명에 있어서 태양 전지 모듈용 밀봉 필름이란, 상술한 바와 같이, 상기 프런트 시트와 백 시트의 쌍방에, 또는 어느 한쪽에 사용되는 밀봉 필름을 말하고, 그 구성은 상술한 바와 같이, 수지 필름층과 가스 배리어층의 2층으로 이루어지는 것이 기본이다. 상기 프런트 시트 또는 백 시트의 두께는, 30㎛∼700㎛의 범위가 기계 강도, 전기 절연성과 가공성으로부터 바람직하고, 보다 바람직하게는 35㎛∼500㎛의 범위이다. 또한, 본 발명에 있어서, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 두께는 프런트 시트의 경우에는 바람직하게는 100㎛∼700㎛의 범위, 보다 바람직하게는 120㎛∼500㎛의 범위이고, 또한 백 시트의 경우에는 30㎛∼400㎛가 바람직한 범위이고, 보다 바람직하게는 35㎛∼300㎛의 범위이다.

본 발명에 있어서는, 상기 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃에서의 열수축률이 모두 -2.0%∼+2.0%의 범위 내인 것이 중요하고, 바람직하게는 모두 -1.7%∼+1.7%의 범위 내, 보다 더 바람직하게는 모두 -1.5%∼+1.5%의 범위 내에 있는 것이다. 그리고, 또한 길이 방향과 폭 방향의 150℃에서의 열수축률 차이의 절대값이 2.0% 이하가 되도록 제어하는 것이 중요하고, 바람직하게는 1.5% 이하가 되도록 제어하는 것이다.

즉, 가능한 한 저열수축화하고, 또한 길이 방향과 폭 방향의 상기 특성을 가능한 한 밸런스시킴으로써 본 발명의 최대 효과인 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 장시간 사용 후의 가스 배리어성의 저하를 억제하고, 태양 전지 모듈의 시간 경과에 의한 출력 저하를 개선시킬 수 있다.

여기에서 본 발명에 있어서 열수축률이란, JIS C2151-1990의 치수 변화의 측정 방법에 의거하여 측정한 150℃, 30분간 처리한 후의 값이고, 수축 방향을 플러스로, 팽창 방향을 마이너스로 표시한 것이다. 본 발명에 있어서, 특히 150℃, 30분간 처리한 후의 값으로 특정을 하는 것은 다음의 이유에 의한 것이다. 즉, 태양 전지 모듈의 사용 환경에 있어서의 최고 온도는 통상 100∼120℃ 정도이고, 또한, 밀봉 필름의 가공 온도나 태양 전지 모듈의 장착 등의 가공 온도는 120∼180℃ 정도인 점으로부터, 상기 JIS 규격의 온도 조건 중에서 이들 사용 환경 온도, 가공 온도에 가까운 150℃, 30분간의 열처리 조건을 선택하고, 이 열처리 조건에서의 밀봉 필름의 열수축률이 본 발명에서 특정하는 범위 내이면, 실제의 사용 환경이나 가공에 의해서도 가스 배리어성이 열화되지 않아 뛰어난 태양 전지 모듈용 밀봉 필름을 형성할 수 있는 것이다.

이 길이 방향 또는 폭 방향의 열수축률 중 어느 한쪽이라도 -2.0%∼+2.0%의 범위를 벗어나면, 시간 경과에 의한 가스 배리어성의 저하가 커 본 발명의 목적인 태양 전지 모듈의 시간 경과에 의한 출력 저하의 허용 범위를 벗어나, 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다.

이 원인은, 상술한 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름을 구성하는 금속 산화물 등의 증착 피막층으로 구성된 가스 배리어층과 수지 필름층, 및 이들 층과 태양 전지 소자를 충전 고정시키는 충전 접착 수지층 사이에서 수지 필름이 설치 환경 하에서 수축, 팽창에 의한 치수 변화를 반복하고, 가스 배리어층을 구성하는 단단한 금속산화물의 피막층에 응력을 가하여 균열이 발생해 수증기의 배리어성이 저하되어버리기 때문이라고 추정된다.

또한, 길이 방향과 폭 방향의 열수축률 차이의 절대값이 2.0%를 초과해도 같은 문제가 발생하여 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다. 따라서, 이 2개의 요건은 본 발명에 있어서 가장 중요하다. 여기에서, 열수축률 차이의 절대값이 2.0%를 초과한다는 것은, 예를 들면 밀봉 필름의 길이 방향과 폭 방향에 대해서 한쪽이 다른쪽에 비해서 크게 팽창하거나, 한쪽이 다른쪽에 비해서 크게 수축하거나, 한쪽은 팽창하지만 다른쪽은 수축하거나 해서 그 열수축률 차이가 2.0%를 초과하는 것을 말한다. 이렇게 길이 방향과 폭 방향의 열수축률 차이의 절대값이 2.0%를 초과해도 같은 문제가 발생하는 이유는, 가스 배리어층을 구성하는 금속산화물은 길이 방향과 폭 방향으로 균등하게 팽창 또는 균등하게 팽창 또는 수축하는 경우에 비하여, 불균등하게 팽창 또는 수축하면 보다 응력이 가해지기 때문이라고 추정된다. 또한, 본 발명에 있어서 길이 방향과 폭 방향의 열수축률 차이란, 길이 방향과 폭 방향의 열수축률의 각각의 값을 소수점 이하 2자리까지 구하고, 그 차이의 절대값을 소수점 이하 2자리째에서 사사오입한 값을 말하는 것이다.

또한, 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 그 적어도 한쪽면에 내후성을 갖는 수지층(44)(이하, 내후성 수지층이라고 부 른다)이 적층되어 있는 것이 양호한 내후성을 부여하는 점에서 바람직하고, 특히 상기 내후성을 갖는 수지층(44)이 프런트 시트측에 사용되어 있는 경우에는 보다 바람직하다. 또한, 내후성이란, 자외선의 조사에 대하여 열화되기 어려운 성질을 말하고, 상기 내후성 수지층으로서는, 예를 들면 불소 수지 시트, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지가 내후성과 투명성의 점에서 특히 바람직하다. 상기 내후성 수지층의 두께는 투명성과 가공성, 경제면, 경량화라고 한 점으로부터 5∼100㎛의 범위가 바람직하다. 여기에서, 불소 수지 시트로서는 상기에 설명한 시트를 사용할 수 있다. 또한, 폴리카보네이트나 아크릴 수지 시트에 있어서도 이들의 유도체나 변성 수지도 포함된다. 특히, 아크릴 수지는 벤조트리아졸계 모노머 공중합 아크릴 수지가 내후성, 투명성, 박막화의 점에서 특히 바람직하다. 여기에서 벤조트리아졸계 모노머 공중합 아크릴 수지란, 벤조트리아졸계 반응성 모노머와 아크릴 모노머의 공중합에 의해 얻어지는 수지로서, 유기 용제에 가용인 것, 수산성인 것 등 어떠한 형태이어도 좋다. 벤조트리아졸계 모노머로서는, 기본 골격에 벤조트리아졸을 갖고, 또한 불포화 이중결합을 갖는 모노머이면 좋으며, 특별히 한정은 되지 않지만 바람직한 모노머로서는 2-(2,-히드록시-5,-메타크릴옥시에틸페닐)-2H-벤조트리아졸이다. 이 모노머와 공중합되는 아크릴 모노머로서는, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트(알킬기로서는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 2-에틸헥실기, 라우릴기, 스테아릴기, 시클로헥실기 등), 및 가교성 관능기를 갖는 모노머, 예를 들면 카르복실기, 메티롤기, 산무수물기, 술폰 산기, 아미드기, 또는 메티롤화된 아미드기, 아미노기(치환 아미노기를 포함한다), 알킬올화된 아미노기, 수산기, 에폭시기 등을 갖는 모노머를 사용할 수 있다. 상기 관능기를 갖는 모노머로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸말산, 크로톤산, 비닐술폰산, 스티렌술폰산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸메타크릴아미드, 메티롤화 아크릴아미드, 메티롤화 메타크릴아미드, 디에틸아미노에틸비닐에테르, 2-아미노에틸비닐에테르, 3-아미노프로필비닐에테르, 2-아미노부틸비닐에테르, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 및 상기 아미노기를 메티롤화한 것, β-히드록시에틸아크릴레이트, β-히드록시에틸메타크릴레이트, β-히드록시프로필아크릴레이트, β-히드록시프로필메타크릴레이트, β-히드록시비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 폴리에틸렌글리콜모노아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등을 들 수 있지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 이외에 다음과 같은 모노머, 예를 들면 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 스티렌, 부틸비닐에테르, 말레산 및 이타콘산의 모노머 또는 디알킬에스테르, 메틸 비닐케톤, 염화 비닐, 염화 비닐리덴, 아세트산 비닐, 비닐피리딘, 비닐피롤리돈, 비닐기를 갖는 알콕시실란, 및 불포화 결합을 갖는 폴리에스테르 등을 공중합 성분 으로 해도 좋다.

본 발명에 있어서는, 상기 아크릴계 모노머의 1종 또는 2종 이상을 임의의 비율로 공중합시켜도 좋지만, 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 또는 스티렌이 아크릴 성분 중에 50질량% 이상, 더욱 바람직하게는 70질량% 이상 함유하는 것이 적층막의 경도의 점에서 바람직하다. 내후성, 내후성 수지층의 태양 전지 모듈용 밀 봉 필름으로의 밀착성, 및 내후성 수지층의 내구성의 관점으로부터 벤조트리아졸계 모노머와 아크릴 모노머의 공중합비는 벤조트리아졸계 모노머의 비율이 10∼70질량% 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20∼65질량% 이하, 특히 바람직하게는 25∼60질량% 이하이다. 본 공중합 폴리머의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 내후성 수지층의 내구성의 관점으로부터 바람직하게는 5000 이상, 더욱 바람직하게는 1만 이상이다. 또한, 적층 두께는 특별히 한정되지 않지만, 내후성과 블로킹 방지의 점에서 0.3∼10㎛의 범위가 바람직하다.

또한, 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 표면에 금속층, 도전수지층, 투명도전층 등으로 회로가 형성 되어 있어도 좋다.

다음에, 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 제조 방법에 대해서 그 일례를 설명한다.

우선, 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름을 구성하는 PPS 필름의 제조 방법에 대하여 설명한다.

PPS는 황화알칼리와 p-디클로로벤젠을 극성 용매 중에서 고온 고압 하에 반응시키는 방법을 사용한다. 특히, 황화나트륨과 p-디클로로벤젠을 N-메틸-피롤리돈 등의 아미드계 고비점 극성 용매 중에서 반응시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 중합도를 조정하기 위해서 가성 알칼리, 카르복실산 알칼리금속염 등의 소위 중합 조제를 첨가하고, 230∼280℃에서 반응시키는 것이 특히 바람직하다. 중합계 내의 압력 및 중합 시간은 사용하는 조제의 종류나 양 및 원하는 중합도 등에 의해 적당하게 결정된다. 또한 얻어진 폴리머를 중합 중의 부생염, 중합 조제의 제거를 목적으 로 금속 이온을 함유하지 않는 물이나 유기 용매로 세정해 두는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 얻어진 PPS 폴리머에 불활성 무기 입자 등을 혼합하여 PPS 수지 조성물을 제조한다. 혼합 방법은 양자를 혼합해 믹서 등으로 블렌드한 후 익스트루더로 대표되는 주지의 방법으로 용융 압출 혼합하면서 창자상으로 압출하고, 또한 그것을 잘라서 펠릿화한다. 또한, 미리 고농도로 첨가물을 용융 혼합한 것을 일단 펠릿화하고, 상기 펠릿을 첨가물이 혼입되지 않은 다른 펠릿으로 묽게 해도 된다.

본 발명에 따른 수지 필름층을 구성하는 PPS 필름은 내후성(내자외선성)의 점에서 불순물이 적은 편이 바람직하다. 즉 상술한 바와 같이, PPS 필름의 고온 휘발분이 0.02질량% 이하인 것이 자외선에 대하여 변색되거나, 기계 특성의 열화가 일어나기 어렵기 때문에 특히 바람직하다. 상기 고온 휘발분을 저감시키는 방법은 상기에서 얻은 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 바람직하게는 감압 하, 보다 바람직하게는 진공도가 0∼50mmHg의 감압 하에서, 바람직하게는 120∼200℃, 보다 바람직하게는 160℃∼195℃에서 믹서로 교반하면서 바람직하게는 3시간 이상, 보다 바람직하게는 5∼10시간의 건조를 한다.

또한, 감압 하, 바람직하게는 진공도가 0∼50mmHg의 감압 하에서 120℃∼170℃로 1시간 이상 다시 건조시킨다. 이렇게, 건조를 2단계로 나누어서 행함으로써 주목해야 할 휘발분의 양을 목적의 범위 내로 제어할 수 있다. 이 때, 상기 공정에 의해 얻어진 수지 조성물의 250℃에서의 휘발분으로부터 150℃에서의 휘발분을 뺀 차를 0.3질량% 이하로 함으로써, 상기 수지 조성물을 후술하는 용융 압출, 캐스트, 2축 연신, 열처리에 의해 제조되는 PPS 필름의 고온 휘발분을 0.02질량% 이하로 제 어할 수 있다.

또한 수지 조성물을 건조 후, 서냉해서 실온까지 되돌려 다시 건조시키는 등 건조를 다단계로 나누어서 행해도 좋다. 여기에서, 상기 건조 온도가 200℃를 초과하면 폴리머가 열열화해서 이물을 발생시키거나, 건조 원료가 굳어져 두께 변동 등의 필름의 제막에 지장을 초래한다. 또한 상기 온도가 120℃ 미만에서는, 본 발명에서 말하는 휘발분의 차이를 저하시키는 효과를 발휘할 수 없다. 또한, 중합 후의 분말 원료를 직접 상기 방법으로 다단 건조해도 좋다. 이밖에 이하의 방법에 의해서도 주목해야 할 고온 휘발분을 원하는 범위 내로 제어할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 수지 조성물을 얻는다. 상기 수지 조성물을 다시 벤트 구멍을 갖는 압출기에 공급한다. 바람직하게는, 상기 수지 조성물을 감압 하, 바람직하게는 진공도가 0∼50mmHg의 감압 하에서, 바람직하게는 120∼200℃, 보다 바람직하게는 160℃∼195℃에서 믹서로 교반하면서, 바람직하게는 3시간 이상, 보다 바람직하게는 5∼8시간 동안 건조시킨 후에 다시 압출을 행한다. 더욱 바람직하게는 이 때의 건조를 상기와 같은 방법으로 2단계로 나누어서 행한다. 이렇게 압출을 다단으로 나누어서 행함으로써도 고온 휘발분은 감소하여 목적의 범위 내로 할 수 있다.

다음에, PPS의 2축 배향층을 얻기 위해서는 상기에서 얻어진 PPS를 2축 연신 필름으로 한다. 상기에서 얻어진 PPS 수지 조성물을 익스트루더로 대표되는 용융 압출기에 공급하고, T다이 등의 슬릿상의 다이로부터 용융된 폴리머를 연속적으로 압출하고, 그 후 강제적으로 냉각해 미배향 비결정 상태의 시트를 얻는다. 이러한 강제 냉각의 수단으로서는 냉각된 금속 드럼 상에 캐스트하고, 상기 용융 폴리머를 PPS의 유리전이점(이하, Tg라고 약칭하는 경우가 있다) 이하로 냉각 고화시키는 방법이 두께 편차가 적어 가장 바람직하다.

이렇게 하여 얻어진 시트를 2축으로 연신한다. 연신 방법은 축차 2축 연신법, 텐터법이나 튜블러법에 의한 동시 2축 연신법을 사용할 수 있다. 2축으로 연신하는 조건으로서는, 사용하는 폴리머의 성질이나 연신 방법에 따라 다소 다르지만 축차 2축 연신법의 경우, 필름의 길이 방향(이하, MD라고 약칭하는 경우가 있다), 폭 방향(이하, TD라고 약칭하는 경우가 있다) 모두 연신 온도가 85∼105℃의 범위이고, 연신 배율이 1.5∼4.5이며 MD와 TD의 연신 배율비(MD의 연신 배율/TD의 연신 배율)는 0.6∼1.3의 범위가 필름의 두께 편차, 분자 배향의 제어, 열수축률의 밸런스의 점에서 바람직하다.

또한, 배향도(OF)가 엣지 방향, 엔드 방향 모두 0.33∼0.75로 제어하고, 양 방향의 비(엣지 방향/엔드 방향)가 바람직하게는 0.7∼1.4, 보다 바람직하게는 0.8∼1.3의 범위가 기계 특성의 내환경 열화와 본 발명에서 말하는 열수축률의 양축 밸런스의 점에서 특히 바람직하다. 여기에서, 엣지 방향(또는 엔드 방향)으로부터 측정한 배향도(OF)란, 필름면에 평행하고 또한 폭 방향(또는 길이 방향)으로도 평행한 방향으로부터의 X선 입사에 의한 X선 플레이트 사진을 촬영하고, PPS 결정의 (200)면으로부터의 회절 링을 마이크로덴시토미터(microdensitometer)로 적도선 상을 반경 방향으로 주사했을 때의 흑화도(I_φ=0°)의 값과, 마찬가지로 30°방향에서의 흑화도(I_φ=30°)의 값의 비(I_φ=30°/I_φ=0°)에 의해 정의되는 것이다.

이렇게 하여 얻어진 2축 연신 PPS 필름을, 또한 필름의 폭 방향의 이완율이 15% 이하의 제한 수축 하에 있어서 열처리 온도는 바람직하게는 240℃∼상기 폴리머의 융점, 보다 바람직하게는 250℃∼상기 폴리머의 융점에서, 열처리 시간은 1∼60초의 범위에서 열처리를 행하는 것이 양축 방향(MD,TD)의 열수축률을 밸런스시키고, 또한 본 발명의 150℃ 가열 열수축률을 -2.0%∼+2.0%의 범위 내로 제어하는 점에서 바람직하다.

또한, MD와 TD의 분자 배향도(OF)를 밸런스시킨 필름을, 또한 가열 하에서 저텐션 릴렉스 처리(이하, 「후어닐 처리」라고 하는 경우가 있다)하는 것이 PPS 필름의 저열수축률화와, MD와 TD의 열수축률의 밸런스화를 실현하는 점에서 특히 바람직하다. 후어닐 처리의 방법은, 열풍 오븐 방식이나 롤 방식 등의 이미 알려져 있는 방식을 사용할 수 있지만, 120∼200℃의 온도에서, 1∼30분 정도의 저텐션 릴렉스 처리를 할 수 있는 열풍 오븐 방식이 저열수율화와 평면성의 양자를 만족시킬 수 있는 점에서 특히 바람직하다.

또한, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 저열수축률화와, MD와 TD의 밸런스화를 제어하기 위해서는, 제막 공정에서 PPS 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃에서의 열수축률을 모두 -2.5%∼+2.5%의 범위 내로 제어하고, 또한 PPS 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃에서의 열수축률 차이의 절대값을 2% 이하로 제어하며, 후어닐 처리에서 최종 PPS 필름의 열수축률을 제어하는 것이 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름을 얻는데 중요하다.

다음에, 본 발명에 따른 수지 필름층을 구성하는 PPS 필름 이외의 필름의 예 로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2축 연신 필름에 대하여 설명한다. 우선, 폴리머인 폴리에틸렌테레프탈레이트는 테레프탈산 또는 그 유도체와 에틸렌글리콜을 종래부터 알려져 있는 방법으로 에스테르 교환 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 종래부터 알려져 있는 반응 촉매, 착색 방지제를 사용할 수 있고, 반응 촉매로서는 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물, 아연 화합물, 납 화합물, 망간 화합물, 코발트 화합물, 알루미늄 화합물, 안티몬 화합물, 티탄 화합물, 착색 방지제로서는 인 화합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 통상 PET의 제조가 완결되기 이전의 임의의 단계에 있어서, 중합 촉매로서 안티몬 화합물 또는 게르마늄 화합물, 티탄 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로서는, 예를 들면 게르마늄 화합물을 예로 들면, 게르마늄 화합물 분체를 그대로 첨가하는 방법이나, 일본 특허공고 소54-22234호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 PET의 원료인 글리콜 성분 중의 게르마늄 화합물을 용해시켜 첨가시키는 방법 등을 들 수 있다. 상기 PET의 고유 점도[η]가 0.6∼1.2인 범위가 기계 강도, 내습열성 등의 점에서 바람직하다. 고유점도[η]를 상기 범위로 제어하기 위해서는 얻어진 고유점도[η]가 0.6이하의 폴리머를 190℃∼PET의 융점 미만의 온도에서 감압 또는 질소 가스와 같은 불활성 기체의 유통 하에서 가열하는, 소위 고상중합하는 방법이 바람직하다. 상기 방법은 PET의 말단 카르복실기량을 증가시키지 않고 고유점도를 높일 수 있다.

이 폴리머를 2축 연신 필름으로 하는 경우에는 상술한 PPS 필름과 마찬가지 의 용융 압출법, 연신법을 사용할 수 있다. 이 경우의 조건으로서는, 연신 온도가 상기 폴리머의 Tg 이상 Tg+100℃의 임의의 조건을 선택할 수 있고, 통상은 80∼170℃의 온도 범위가 최종적으로 얻어지는 필름의 물성과 생산성으로부터 바람직하다.

연신 배율은 길이 방향, 폭 방향 모두 1.6∼5.0배의 범위 내의 조건으로 연신하면 좋지만, 본 발명의 목적인 저열수율화, 및 길이 방향과 폭 방향의 열수축률의 밸런스화 및 필름의 두께 편차의 관점에서 연신 배율은 길이 방향과 폭 방향 모두 2∼4.5배의 범위이고, 연신 비율(길이 방향 배율/폭 방향 배율)은 0.75∼1.5의 범위가 특히 바람직하다.

또한, 연신 속도는 1000∼200000%/분의 범위가 바람직하다. 또한 열처리를 행하지만, 폭 방향으로 연신하는 텐터에 후속하는 열처리실에서 연속적으로 행하거나, 별도의 오븐에서 가열하거나, 가열 롤에서도 열처리할 수 있지만, 본 발명의 목적인 저열수율화와, 길이 방향과 폭 방향의 열수축률의 밸런스화로부터 길이 방향과 폭 방향을 구속(고정)해서 길이 방향과 폭 방향의 분자 배향 밸런스를 무너뜨리지 않는 텐터 방식이 가장 바람직하다. 이 열처리 조건은, 온도가 바람직하게는 150∼245℃, 보다 바람직하게는 170∼235℃이고, 시간은 1∼60초의 범위이며, 폭 방향의 이완율이 바람직하게는 12% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하의 제한 수축 하에서 행하는 것이 저열수축률화와 길이 방향과 폭 방향의 열수축률의 밸런스화의 점에서 바람직하다.

상기에서 길이 방향과 폭 방향의 분자 배향도를 밸런스시킨 필름을 더욱 후어닐 처리하는 것이 폴리에스테르 필름의 저열수축률화와, 길이 방향과 폭 방향의 열수축률 밸런스화의 점에서 특히 바람직하다. 후어닐 처리는, 열풍 오븐 방식이나 롤 방식 등 주지의 방식을 사용할 수 있지만, 120∼200℃의 온도에서 1∼30분 정도의 후어닐 처리가 가능한 열풍 오븐 방식이 저열수율화와 평면성의 점에서 특히 바람직하다.

또한, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 저열수축률화와, 길이 방향과 폭 방향의 열수축률의 밸런스화를 제어하기 위해서는, 상기 PPS 필름과 마찬가지로 제막 공정에서 폴리에스테르 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃에서의 열수축률을 모두 -2.5%∼+2.5%의 범위 내로 제어하고, 또한 폴리에스테르 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃에서의 열수축률 차이의 절대값을 2.0% 이하로 제어하며, 후어닐 처리에서 최종 폴리에스테르 필름의 열수축률 제어를 행하는 것이 본 발명의 목적을 달성하기 쉬워 바람직하다.

다른 플라스틱 필름의 다음 예로서, 2축 연신 폴리에틸렌나프탈레이트 필름에 대하여 설명한다. 폴리에틸렌나프탈레이트는 일반적으로 나프탈렌-2,6-디카르복실산 또는 그 기능적 유도체, 예를 들면 나프탈렌-2,6-디카르복실산 메틸과 에틸렌글리콜을 촉매의 존재 하, 적당한 반응 조건 하에서 중축합시키는 공지의 방법으로 제조된다. 상기 폴리머의 중합도에 상당하는 고유점도는 0.5 이상이 기계 특성, 내가수분해성, 내열성, 내후성의 점에서 바람직하다. 상기 고유점도를 높이는 방법은 감압 하 또는 불활성 가스 분위기 하에서 그 융점 이하의 온도로 가열 처리나 고상중합을 행할 수도 있다.

상기에 얻어진 PEN을 2축 연신 필름으로 하기 위해서는, 상기 폴리머를 건조 해서 280∼320℃의 범위의 온도에서 용융 압출기에 의해 시트상으로 성형하고, Tg 이하의 온도에서 캐스트하여 앞서 설명한 PET 필름과 같은 방법으로 2축 연신 필름으로 할 수 있다. 이 경우의 연신 조건은, 연신 배율이 길이 방향과 폭 방향 모두 120∼170℃의 온도에서 2∼10배의 범위이고, 연신 비율(길이 방향 배율/폭 방향 배율)은 0.5∼2.0의 범위가 필름의 두께 편차와, 길이 방향과 폭 방향의 열수축률 밸런스화의 점에서 바람직하다. 이 필름은 상기 PET-BO와 같은 방법으로 열처리되고, 그 조건은 바람직하게는 200∼265℃, 보다 바람직하게는 220∼260℃의 온도에서 폭 방향의 이완율을 7% 이하의 제한 수축 하에서 1∼180초간의 시간이 바람직하다. 또한 얻어진 상기 필름을 열풍 오븐 방식이나 롤 방식 등의 종래부터 알려져 있는 방식으로 후어닐 처리를 행하는 것이 본 발명의 밀봉 필름의 중요 요건인, 저열수축화와 길이 방향과 폭 방향의 밸런스화의 점에서 특히 바람직하며, 그 조건은 120∼220℃의 온도에서 0.5∼30분의 후어닐 처리가 유효하다.

또한, 불소계 필름, 폴리이미드 필름 등도 사용할 수 있다. 이들 필름도 사용해서 가공한 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 열수축률이 본 발명의 범위에 들어 있지 않으면, 상기 PET 필름, PEN 필름에 관해서 설명한 후어닐 처리를 행함으로써 최종적으로 얻어지는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 열수축률을 본 발명의 범위 내로 할 수 있다. 또한, 이들 필름은 백색, 흑색 등으로 착색되어 있어도 좋고, 또한 투명성을 갖고 있어도 좋다.

상기한 바와 같이 미리 적층되는 각각의 필름에 대해서, 150℃의 열수축률을 MD, TD 모두 -2.0%∼+2.0%의 범위 내로 제어하고, 또한 MD, TD 양축의 상기 열수축 률 차이의 절대값을 2.0% 이하로 제어해 둠으로써 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 150℃의 열수축률 및 양축의 열수축률의 밸런스가 본 발명의 범위로 제어되어 본 발명의 목적 중 하나인 장기 사용에 의한 가스 배리어성의 저하를 억제하여 장기 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 수지 필름층은, 예를 들면 상기 PPS 필름과 PET 필름이 적층된 구성이고, 적층 방법은 우레탄계, 폴리에스테르계, 아크릴계, 에폭시계 등의 종래부터 알려져 있는 접착제 용액을 그라비아 롤 코터, 리버스 코터, 다이 코터 등의 종래부터 알려져 있는 방법으로 도포, 건조해 50∼120℃의 온도에서 가열 롤 프레스 방식 등에 의해 적층하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한 필요에 따라서 접착제를 경화시킨다. 물론, 플라즈마 처리 등의 표면 처리를 실시해 열융착 적층하는 등의 접착제층을 개재시키지 않고 적층하는 것도 본 발명에 포함된다.

다음에, 본 발명에 따른 가스 배리어층은 PPS 필름, PET 필름이나 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르 필름, 불소계 필름 등의 필름의 적어도 한쪽면에, 예를 들면 산화알류미늄, 산화규소, 산화마그네슘, 산화주석, 산화티탄 등의 금속산화물의 단체 또는 혼합물 막을 종래부터 알려져 있는 진공증착법이나 스퍼터링법으로 형성시킬 수 있다. 물론, 동종 또는 이종의 금속산화물층이 수층 적층되어서 형성되어 있어도 좋다. 이 경우의 가스 배리어층의 두께는 100∼2000옹스트롬의 범위가 통상 선택된다. 또한, 가스 배리어층을 형성하기 전에 상기 필름의 표면에 종래부터 알려져 있는 이접착을 목적으로 하는 표면 처리가 실시되어 있는 것은 오히려 바람직하다. 또한, 상기 가스 배리어층을 형성하는 필름에 대해서도 상술한 방법으로 150℃의 열수축률을 MD, TD 모두 -2.0%∼+2.0%의 범위 내로 제어하고, 또한 MD, TD 양축의 상기 열수축률 차이의 절대값도 2.0% 이하로 해 두는 것이 본 발명의 목적인 가스 배리어성의 장기 수명화의 점에서 특히 바람직하다. 또한, 본 발명의 수지 필름층에 직접 상기 가스 배리어층이 형성되어 있어도 물론 좋다.

다음에, 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름은 상기에서 얻은 수지 필름층의 적어도 한쪽면에 가스 배리어층이 적층된 것이다. 가스 배리어층은 상술한 바와 같이 금속산화물 등의 무기물을 진공증착이나 스퍼터링법으로 직접 수지 필름층에 형성할 수 있다. 그 이외에도, 일단 필름층에 가스 배리어층을 적층한 필름(이하, 가스 배리어층 지지 필름이라고 한다)을 수지 필름층에 적층할 수도 있다. 이 경우에는, 가스 배리어층 지지 필름층 또는 수지 필름층 표면에 우레탄계, 폴리에스테르계, 아크릴계, 에폭시계 등의 종래부터 알려져 있는 접착제 용액을 그라비아 롤 코터, 리버스 코터, 다이 코터 등의 종래부터 알려져 있는 방법으로 도포, 건조해 50∼120℃의 온도에서 가열 롤 프레스 방식 등의 방법에 의해 가스 배리어층 지지 필름층과 수지 필름층을 적층시킨다. 이때 가스 배리어층 지지 필름 적층 방법은 가스 배리어층이 어느쪽의 면이라도 상관없다.

또한, 본 발명에서 말하는 내후성을 갖는 층을 적층하는 경우에는 상기 밀봉 필름의 적어도 한쪽면에 상기 층을 상기에서 사용한 접착제층을 개재시켜서 상기 방법으로 적층하거나, 내후성 수지 용액을 종래부터 알려져 있는 코팅 방법으로 도포해서 적층할 수 있다.

여기에서, 상기 밀봉 필름 중의 PPS 필름의 합계 두께(B)㎛가 상기에서 얻어진 밀봉 필름 전체의 두께(A)㎛에 대하여 10% 이상의 적층 비율이면, 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 내환경성(내열성, 내가수분해성, 내후성, 내유해 가스성 등)이 장기간에 걸쳐 유지될 수 있으므로 바람직하다. 즉, PPS 필름에 의한 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 내환경성을 유지하는 효과가 나타나게 된다. 상기 적층비율이 10% 미만에서는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 내환경성이 저하되어버리는 경우가 있다. 이 PPS 필름의 적층 방법은 1층 또는 수층을 적층하여 있어도 좋다.

다음에, 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 태양 전지 모듈은, 예를 들면 도 2에 나타내는 형태로 구성한다. 예를 들면 프런트 시트층에 투명한 판유리를 준비하고, 백 시트층에는 상기에서 얻은 밀봉 필름층을 준비하여 태양 전지 소자의 양측을 충전 접착 수지층, 예를 들면 두께 100∼1000㎛의 EVA를 통해서 상기 프론트층, 밀봉 필름을 적층함으로써 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 경량화의 목적으로 상술한 구성으로 프론트층측에 본 발명의 밀봉 필름을 사용할 수도 있지만, 이 경우에는 도 3에 나타내는 바와 같은 내후성을 갖는 수지층(44)이 적층된 밀봉 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 또한 내후성을 갖는 수지층면을 태양광의 입사측에 사용한 편이 보다 바람직하다. 또한, 백 시트에 사용할 경우의 밀봉 필름은 투명 타입이어도, 백색 등의 착색이 되어 있어도 좋다.

여기에서, 적층 방법은 종래부터 알려져 있는 각종 방법을 사용할 수 있지 만, 진공 라미네이트 방식이 주름, 기포 등의 결함이 발생하기 어렵고 균등하게 적층할 수 있기 때문에 바람직하다. 라미네이트 온도는 통상 100∼180℃의 범위로 하는 것이 좋다.

또한, 전기를 공급할 수 있는 리드선을 부여해서 외장재에 고정하여 본 발명의 태양 전지 모듈이 얻어진다.

실시예

이하에 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 우선, 각 실시예, 비교예에서 얻어진 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 여러 가지 특성의 평가 방법 및 평가 기준에 대하여 설명한다.

(1) 150℃ 열수축률(150℃ 치수 변화율)

JIS C2151-1990에 의거하여 측정한 150℃, 30분간의 값으로, 시료 길이는 200mm로 하고, 하기 계산식을 이용하여 백분율(%)로 표시했다(수축 방향을 플러스로, 팽창 방향을 마이너스로 표시했다). 표시는 필름의 길이 방향(MD), 폭 방향(TD)으로 한다. 각 실시예·비교예에 대해서 샘플수는 5매이고, 그들의 평균값을 각 실시예, 비교예에 있어서의 가열 수축률로 했다.

150℃ 열수축률=(실온에서의 시료 길이)-(150℃, 30분간 에이징 후의 시료 길이)/(실온에서의 시료 길이)×100(%)

(2) 열수축률 밸런스

상기 (1)의 방법으로 측정한 길이 방향과 폭 방향의 열수축률 차이를 구하여 절대값으로 표시했다.

(3) 적층 비율(A/B)

태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 단면을 10∼200배의 광학현미경으로 관찰해 사진 촬영을 하고, 그 단면 사진의 치수를 실측하여 적층 비율[(A/B)×100]을 구하여 백분율(%)로 표시했다. 값은 다른 장소를 3회 측정한 평균값으로 나타냈다. 여기에서, B층은 밀봉 필름층의 필름층만의 합계 두께로 했다. 각 실시예·비교예에 대해서 샘플수는 3매이고, 샘플 1개당 3개소의 두께를 측정하여 합계 9개소의 평균값을 각 실시예, 비교예의 적층 비율로 했다.

(4) 고온 휘발분

퍼지 & 트랩법에 의해 시료를 가열해서 발생한 가스를 유기 성분 흡수관(ORBO-100), 무기 성분 흡수관(ORBO-52)에 각각 포집하고, 유기 성분을 용매 탈리법으로 용출시켜서 가스크로마토그래피, 무기 성분을 용매 탈리법으로 용출시켜서 이온크로마토그래피를 각각 사용해서 측정했다.

또한, 시료의 양 및 가열은 이하의 조건으로 행했다.

·시료 : 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물 또는 폴리페닐렌설파이드 필름 0.5∼3.0g

·가열 온도 : 250℃, 150℃

·가열 분위기 : 공기 기류(100㎖/분) 중

·가열 시간 : 1시간

상기 250℃ 휘발분과 150℃ 휘발분으로부터 이하의 식에 의해 고온 휘발분(질량%)을 구했다.

각 실시예·비교예에 대해서 샘플수는 2개(2매)로 하고, 그 평균값을 각 실시예·비교예의 고온 휘발분으로 했다.

(5) 배향도(OF)

PPS 필름을 꺼내서 시료로 하고, 각 시료를 동 방향으로 정돈해서 두께 1mm, 폭 1mm, 길이 10mm의 직사각형상으로 성형(성형시 각 필름의 고정은 5% 아세트산 아밀 용액)하고, 필름의 막면을 따라 X선을 입사(엣지 및 엔드 방향)시켜서 플레이트 사진을 촬영했다.

X선 발생 장치는 리가쿠덴키제 D-3F형 장치를 사용하고, 40kV-20mmA에서 Ni 필터를 통과한 Cu-Ka선을 X선원으로 했다. 시료-필름간 거리는 41mm이고 코닥 논스크린 타입 필름을 사용하며, 다중노출(15분 및 30분)법을 채용했다.

다음에, 플레이트 사진 상의 (200)피크의 강도를 φ=0°(적도선 상), 10°, 20°, 30°의 위치에서 사진의 중심으로부터 반경 방향으로 덴시토미터를 주사해 흑화도를 판독하고, 각 시료의 배향도(OF)를 하기와 같이 정의했다.

·배향도(OF)=I_φ=30°/I_φ=0°

여기에서, I_φ=30°는 30°의 주사의 최대 강도, I_φ=0°는 적도선 주사의 최대 강도이다. 또한, I_φ=0°는 φ=0°와 φ=180°의 강도의 평균값을 사용하고, I_φ=30° 는 φ=30°와 φ=150°의 강도의 평균값을 사용했다.

여기에서, 덴시토미터의 측정 조건은 다음과 같다.

측정 장치는 코니시로쿠샤신코교제 사쿠라 마이크로덴시토미터 모델 PDM-5 타입A를 사용하고, 측정 농도 범위는 0.0∼4.0D(최소 측정 면적 4㎛²환산), 광학 배율 100배, 슬릿폭 1㎛, 높이 10㎛를 사용해 필름 이동 속도 50㎛/초이고 차트 속도는 1mm/초이다.

각 실시예, 비교예에 대해서 샘플수는 2매로 하고, 그 평균값을 각 실시예·비교예의 배향도(OF)로 했다.

(6) 가스 배리어 성능(수증기 투과율)의 내구성

측정 대상의 밀봉 필름(30cm×30cm)의 사방을 두께 2mm의 금속판으로 양면을 끼워 넣어 고정하고, 상기 사방에 1kg의 하중을 가해 일정 텐션을 가한 상태에서 85℃×93%RH의 분위기에서 2000시간 에이징을 함으로써, 수증기 투과율의 내구성을 시험했다. 구체적으로는, 이 에이징 전후의 수증기 투과율을 JIS K7129-1992의 B법에 의하여 측정하고, 평가했다. 측정 조건은 온도 40℃, 습도 90%RH로 했다.

초기의 수증기 투과율을 0.5g/㎡/24hr 이하로 제어했을 때에, 상기 에이징 후의 상기 투과율을 평가한다. 하기 기준으로 판정하여 수증기 투과율이 6.25g/㎡/24hr 미만[○(우수) 또는 △(양호)]이면 변화가 적어 합격으로 판단했다.

○(우수) : 수증기 투과율이 5g/㎡/24hr 미만

△(양호) : 수증기 투과율이 5g/㎡/24hr 이상, 6.25g/㎡/24hr 미만

×(불가) : 수증기 투과율이 6.25g/㎡/24hr 이상.

(7) 밀봉 필름의 내가수분해성

밀봉 필름의 내가수분해성은 밀봉 필름의 파단 강도의 저하 정도로 평가했다.

80mm×200mm 사이즈의 측정 대상의 밀봉 필름에 인장 강도를 측정할 수 있도록 미리 10mm 폭(150mm 길이)으로 절개해 들어가, 85℃×93%RH의 분위기에 있어서 2000시간 에이징을 함으로써 고습도 조건 하에 대한 밀봉 필름의 내구성(강도 유지성)을 시험했다. 구체적으로는, 상기 에이징 전후의 파단 강도를 JIS C2151-1990에 의거하여 측정하고, 하기 식에서 산출한 비율[유지율(%)]로 비교하여 평가를 했다. 평가수는 각 실시예·비교예에 대해서 5매로 하고, 그 평균의 상기 유지율을 하기 기준으로 판정했다. 유지율이 40% 이상[○(우수) 또는 △(양호)]이면 변화가 작아 합격으로 판단했다.

·파단 강도 유지율=(에이징 시험 후의 파단 강도)/(에이징 시험 전의 파단 강도)×100

○(우수) : 파단 강도의 유지율이 50% 이상

△(양호) : 파단 강도의 유지율이 40% 이상 50% 미만

×(불가) : 파단 강도의 유지율이 40% 미만.

(8) 밀봉 필름의 내자외선성(파단 강도의 변화)(내후성A)

촉진 시험기 아이슈퍼 UW 테스터를 사용하여 하기 사이클을 5사이클 행했다. 상기 (7)과 같은 방법으로 파단 강도를 측정하고, 유지율을 구하여 비교 평가했다. 평가수는 각 실시예, 비교예에 대해서 5매로 하여 그 평균의 상기 유지율을 하기 기준으로 판정했다. 유지율이 30% 이상[○(우수) 또는 △(양호)]이면 변화가 작아 합격으로 판단했다.

1사이클 : 온도 60℃, 습도 50%RH의 분위기에서 8시간 자외선 조사한 후, 결로 상태(온도 35℃, 습도 100%RH)에서 4시간의 에이징 처리를 했다.

○(우수) : 파단 강도의 유지율이 40% 이상

△(양호) : 파단 강도의 유지율이 30% 이상 40% 미만

×(불가) : 파단 강도의 유지율이 30% 미만.

(9) 밀봉 필름의 내자외선성(필름의 색조 변화)(내후성B)

상기 내후성A의 시험에서 PPS 필름의 색조를 관찰하고, 하기 기준으로 4단계로 판정하여 ◎(매우 우수), ○(우수), 또는 △(양호)이면 합격으로 했다.

◎(매우 우수) : 에이징에 의한 색조 변화가 거의 없는 상태

○(우수) : 에이징에 의한 색조 변화가 약간 있는 상태

△(양호) : 에이징에 의한 색조 변화가 부분적으로 흑갈색화되어 있는 상태

×(불가) : 에이징에 의한 색조 변화가 대부분의 부분에서 흑갈색화되어 있는 상태.

(10) 밀봉 필름의 내열성

밀봉 필름의 내열성은 밀봉 필름의 파단 강도의 저하 정도로 평가했다.

밀봉 필름을 10mm×200mm의 사이즈로 잘라내고, 5개 1세트로 해서 150℃의 열풍 오븐에서 1000시간 에이징했다. 상기 (7)과 같은 방법으로 파단 강도를 측정하고, 유지율을 구해 비교 평가했다. 평가수는 각 실시예, 비교예에 대하여 5개로 하고, 그 평균의 상기 유지율을 하기 기준으로 판정했다. 유지율이 50% 이상[○(우수) 또는 △(양호)]이면 합격이다.

○(우수) : 파단 강도의 유지율이 60% 이상

△(양호) : 파단 강도의 유지율이 50% 이상 60% 미만

×(불가) : 파단 강도의 유지율이 50% 미만.

(11) 밀봉 필름의 내유해 가스성

밀봉 필름의 내유해 가스성은 밀봉 필름의 파단 강도의 저하 정도로 평가했다.

밀봉 필름을 상기 (10)의 시험과 같이 샘플링하고, 암모니아수를 10cc 넣은 500cc의 오토클레이브에 상기 샘플을 투입하여 50℃에서 100시간 에이징했다. 상기 (7)과 같은 방법으로 파단 강도를 측정하고, 유지율을 구해 비교 평가했다. 평가수는 각 실시예·비교예에 대해서 5개로 하고, 그 평균의 상기 유지율을 하기 기준으로 판정했다. 유지율이 30% 이상[○(우수) 또는 △(양호)]이면 변화가 작아 합격으로 판단했다.

○(우수) : 파단 강도의 유지율이 40% 이상

△(양호) : 파단 강도의 유지율이 30% 이상 40% 미만

×(불가) : 파단 강도의 유지율이 30% 미만.

(12) 밀봉 필름의 장기 내구성에 관한 종합 평가(종합 평가)

상기 밀봉 필름의 시험 결과에 대하여 각 판정 기준으로 평가하고, 종합 평가로서는 하기 기준을 사용했다.

○(우수): 모든 시험 항목이 ◎ 또는 ○(우수)인 것

△(양호) : 모든 또는 일부 시험 항목에 △(양호)가 있지만, ×(불가)는 없는 것

×(불가) : 모든 또는 일부 시험 항목에 ×(불가)가 있는 것.

(13) 태양 전지 모듈의 출력 평가

JIS C8917-1998에 의거하여 태양 전지 모듈의 환경 시험을 행하여 시험 전후의 광기전력의 출력을 측정해 하기 출력 저하율(%)로 나타냈다. 출력 저하율을 하기 기준으로 판정하고, ○(우수) 또는 △(양호)면 합격이다.

출력 저하율=(시험 전의 광기전력값-시험 후의 광기전력값)/(시험 전의 광기전력값)×100(%)

○(우수) : 출력 저하율이 7% 미만

△(양호) : 출력 저하율이 7% 이상 10% 미만

×(불가) : 출력 저하율이 10% 이상.

실시예 1

(1) PPS의 중합

오토클레이브에 황화나트륨 32kg(250몰, 결정수 40질량%를 함유한다), 수산화나트륨 100g, 벤조산나트륨 36.1kg(250몰), 및 N-메틸-2-피롤리돈(이하, NMP라고 약칭한다) 79.2kg을 주입하고, 교반하면서 서서히 205℃까지 승온시키고, 물 6.9kg을 함유하는 증류액 7.0리터를 제거했다. 잔류 혼합물에 1,4-디클로로벤젠(이하, DCB라고 약칭한다) 37.5kg(255몰), 및 NMP 20kg을 첨가하여 250℃에서 5시간 중합 했다. 얻어진 반응 생성물을 이온 교환수를 사용한 열탕과 NMP에서 교대로 8회 세정하고, 진공건조기로 80℃, 24시간 건조했다. 얻어진 PPS 분말 폴리머의 용융 점도는 4100푸아즈, 유리전이온도 90℃, 융점 285℃이었다.

(2) PPS 수지 조성물의 조합

상기 (1)에서 얻어진 PPS의 분말에 평균 입경이 1㎛의 탄산칼슘 분말을 1% 첨가해 헨쉘 믹서로 혼합한 후, 30mmφ 2축 압출기로 320℃의 온도에서 창자상으로 압출시키고, 수중에서 냉각 후 짧게 잘라서 PPS 수지 조성물의 펠릿을 제조했다. 얻어진 PPS 수지 조성물을 PPS-1이라고 한다.

(3) PPS 수지 조성물의 건조

상기 (2)에서 얻어진 폴리-p-페닐렌설파이드 수지 조성물을 180℃, 10mmHg의 감압 하에서 믹서로 섞으면서 7시간 건조시킨 후, 160℃, 10mmHg로 5시간 건조시켰다. 얻어진 폴리-p-페닐렌설파이드 수지 조성물의 250℃에서의 휘발분으로부터 150℃에서의 휘발분을 뺀 차(고온 휘발분)는 0.15질량%이었다.

(4) 2축 배향 PPS 필름의 제조

상기 (3)의 건조 펠릿을 90mmφ의 단축 압출기에 공급해 320℃의 온도에서 용융하고, 300mm의 슬릿 상의 T다이로부터 압출하고, 표면 온도 30℃의 경면 금속 드럼에 캐스팅하여 두께 350㎛의 미연신 PPS 시트를 얻었다. 상기 시트를 롤군으로 이루어지는 종연신 장치에 도입시키고, 98℃의 온도에서 3.7배 길이 방향으로 연신했다. 그 후, 횡연신 장치(텐터)에 상기 1축 연신 필름을 도입시켜 연신 온도 98℃, 연신 배율 3.5배로 폭 방향으로 연신하고, 후속하는 열처리실에서 270℃의 온 도로 10초간 열처리했다. 또한 동일 텐터에서 폭 방향의 이완율 10%의 제한 수축을 행하여 25㎛ 두께의 2축 연신 PPS 필름을 얻었다. 상기 필름의 배향도(OF)는 엣지 방향이 0.40, 엔드 방향이 0.44이었다. 또한, 고온 휘발분은 0.016질량%이었다. 상기 필름을 또한 온도 150℃의 코터의 건조기에 통과시켜 평면성이 손상되지 않는 정도의 저장력으로 3분간의 후어닐 처리를 행하여, MD의 150℃ 열수축률은 +0.7%이고, TD의 열수축률은 +0.2%이었다. 2축 배향의 PPS 필름을 얻었다. 이 필름을 PPS-F-1이라고 한다. 상기 필름의 양면에 6000J/㎡의 코로나 방전 처리를 이접착화를 목적으로 행했다.

(5) 수지 필름층의 조정

(a) PET 필름의 제조

디메틸테레프탈레이트 100부(질량부, 이하 같음)에 에틸렌글리콜 64부를 혼합하고, 또한 촉매로서 아세트산 마그네슘을 0.06부 및 3산화 안티몬 0.03부를 첨가하여 150∼235℃까지 승온시키면서 에스테르 교환 반응을 행했다.

이것에 트리메틸포스페이트를 0.02부 첨가해서 서서히 승온, 가압시켜서 285℃의 온도로 3시간 중합을 행했다. 얻어진 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 고유점도[η]는 0.57이었다. 이 폴리머를 길이 4mm의 칩 형상으로 절단했다.

상기에서 얻어진 고유점도[η]가 0.57의 PET를 온도 220℃, 진공도 0.5mmHg의 조건의 회전식 가열 진공 장치(로터리 드라이어)에 넣고, 20시간 교반하면서 가열했다. 이렇게 하여 얻어진 PET는 고유점도가 0.75이었다. 이 PET에 10질량%의 실리카(입경 0.3㎛)를 함유한 마스터 칩을 최종적으로 0.1질량%가 되는 분량을 믹서 로 교반 혼합한 후, 온도 180℃, 진공도 0.5mmHg, 시간 3시간의 진공 건조를 행하고, 90mm 구경의 용융 압출기에 투입해서 25℃로 유지한 냉각 드럼에 정전 인가 밀착시켜서 캐스트했다. 압출 온도는 270∼290℃이었다. 얻어진 시트의 두께는 1mm이었다. 이 시트를 축차 2축 연신법에 의해, 온도 90℃로 필름의 길이 방향으로 3.0배 연신하고, 계속해서 후속하는 텐터에 이 필름을 공급하여 온도 95℃로 폭 방향으로 3.0배 연신했다. 또한 그 후 동일 텐터 내에서 220℃의 온도에서 열처리하고, 폭 방향의 이완율 5%의 제한 수축을 행했다. 이렇게 하여 얻어진 PET 필름을 롤 반송형의 코터의 건조기에 통과시켜 적절하게 텐션을 저하시키면서 170℃의 온도로 5분간의 후어닐 처리를 행했다. 이렇게 하여 얻어진 필름의 두께는 100㎛이었다 (PET-F-1이라고 한다). 상기 필름의 150℃ 열수축률은 MD가 +0.5%이고, TD -0.02%이었다.

(b) 수지 필름층의 제조

상기에서 얻은 PPS-F-1과 PET-F-1을 하기 접착제를 통해서 PPS-F-1/PET-F-1/PPS-F-1의 3층 구성으로 적층시켰다. 적층에 있어서, 접착제의 도포는 그라비어 코터법으로 PPS-F-1의 한쪽면에 행하고, 접착제의 도포 두께는 용제 건조 후에 5㎛가 되도록 조정했다. 건조 조건은 100℃에서 5분간으로 했다. 또한 적층 방법은 가열 프레스롤 방식이고 온도는 100℃, 압력은 선압으로 2kg으로 했다. 또한 온도 40℃에서 3일간 접착제를 경화시켰다(수지 필름-1이라고 한다).

·접착제 : 우레탄계 접착제(토요모튼사제 : 애드코트 76P1)를 사용하고, 주제와 경화제의 혼합 비율은 100/1로 하고 도포제 농도는 25질량%가 되도록 조정했 다. 또한 희석의 용매는 아세트산 에틸을 사용했다.

(6) 가스 배리어층의 제조

12㎛ 두께의 PET 필름(토레이제 루미러(등록상표)S10)을 가스 배리어층 지지 필름으로 사용하고, 상기 (4)의 PPS-F-1과 마찬가지로 후어닐 처리를 행하여 MD의 150℃ 가열 수축률이 +0.7%, TD의 가열 수축률이 +0.1%인 필름을 얻었다. 이 필름에 스퍼터링법으로 800옹스트롬의 두께로 산화 규소막을 형성했다(가스 배리어층 -1이라고 한다).

(7) 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 제조

도 4에 나타내는 바와 같이, 앞서 얻은 수지 필름-1의 한쪽면에 산화규소층이 내면이 되도록 하고, 상기 (5)-(b)와 같은 방법으로 접착제를 개재해서 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-1이라고 한다). 이렇게 해서 얻어진 밀봉 필름의 수증기 투과율은 0.5g/㎡/24hr이었다.

실시예 2

실시예 1과 같은 방법으로 PPS 필름을 제막하고, 연신 후의 열처리 온도를 260℃로 해서 후어닐 처리의 온도를 150℃로 했다. 이렇게 해서 얻어진 25㎛ 두께의 상기 필름을 PPS-F-2라고 한다. 상기 필름의 배향도(OF)는 엣지 방향이 0.39, 엔드 방향이 0.42이었다.

한편, PET 필름은 실시예 1의 PET-F-1과 같은 제법으로 후어닐 처리 온도를 150℃로 했다. 얻어진 100㎛ 두께의 필름을 PET-F-2라고 한다. 상기 PPS-F-2와 PET-F-2를 실시예 1의 방법으로 PPS-F-2/PET-F-2/PPS-F-2의 3층 구성으로 적층해 수지 필름층을 제조했다. 또한 수지 필름층의 한쪽면에 실시예 1과 같은 방법으로 가스 배리어층-1을 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-2라고 한다). 상기 필름의 수증기 투과율은 0.5g/㎡/24hr이었다. PPS-F-2 및 PET-F-2의 열수축률의 측정값은 표 2에 나타냈다.

실시예 3

실시예 1의 방법으로 PPS 필름을 제막하고, 열처리 온도를 260℃로 하고, 동일 텐터 내의 폭 방향의 이완율은 12%로 했다. 상기 필름의 배향도(OF)는 엣지 방향이 0.32, 엔드 방향이 0.36이었다. 또한, 후어닐 처리는 실시예 1의 방법을 사용하여 150℃에서 1분간으로 했다. 얻어진 25㎛ 두께의 필름을 PPS-F-3이라고 한다. 한편, PET 필름은 길이 방향 및 폭 방향의 연신 배율을 3.5배로 하고, 열처리 조건 및 후어닐 처리는 실시예 1의 조건을 채용하여 100㎛ 두께의 PET 필름을 얻었다. 이 필름을 PET-F-3이라고 한다.

이 PPS-F-3과 PET-F-1을 실시예 1과 같은 적층 구성, 조건으로 3층 적층한 후에 가스 배리어층-1을 실시예 1의 방법으로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-3이라고 한다). 상기 밀봉 필름의 수증기 투과율도 0.5g/㎡/24hr이었다. PPS-F-3 , PET-F-3의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

비교예 1

실시예 1의 방법에서 길이 방향의 연신 배율을 길이 방향으로 3.9배, 폭 방향으로 3.7배 연신하고, 다른 조건은 실시예 1과 마찬가지로 해서 PPS 필름을 제막하고, 후어닐 처리는 실시하지 않았다. 이렇게 하여 얻어진 25㎛ 두께의 PPS 필름 을 PPS-F-4라고 한다. 상기 필름의 배향도(OF)는 엣지 방향이 0.30, 엔드 방향이 0.38이었다.

또한, PET 필름도 실시예 2의 방법으로 제막하고, 후어닐 처리는 실시하지 않았다.

이렇게 하여 얻어진 두께 100㎛의 PET 필름을 PET-F-4라고 한다. 이 PPS-F-4와 PET-F-4를 실시예 1과 같은 방법으로 3층으로 적층하고, 가스 배리어층-1을 실시예 1의 방법으로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-4라고 한다). 상기 밀봉 필름의 수증기 투과율도 0.5g/㎡/24hr이었다. PPS-F-4 , PET-F-4의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

실시예 4

실시예 1의 방법으로 PPS 필름을 제막해 길이 방향으로 3.5배 연신하고, 폭 방향으로 3배 연신했다. 또한 연신 후의 열처리 온도는 270℃로 하고, 폭 방향의 이완율은 17%로 했다[배향도(OF) : 엣지 방향이 0.41, 엔드 방향이 0.50]. 또한, 후어닐 처리는 실시예 1의 조건을 사용했다. 얻어진 25㎛의 두께의 PPS 필름을 PPS-F-5라고 한다. 또한 PET 필름도 실시예 1의 조건, 방법으로 연신하고, 길이 방향의 연신 배율을 3.0배, 폭 방향의 연신 배율을 2.4배로 했다. 또한 연신 후의 열처리 온도는 220℃로 하고, 후어닐 처리 조건은 실시예 1의 조건을 채용했다.

이렇게 하여 얻어진 100㎛ 두께의 PET 필름을 PET-F-5라고 한다. 이 PPS-F-5와 PET-F-5를 사용하여 실시예 1의 방법으로 3층으로 적층하고, 가스 배리어층-1을 실시예 1의 방법으로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-5라고 한다). 상기 밀봉 필름의 수증기 투과율도 0.5g/㎡/24hr이었다. PPS-F-5 , PET-F-5의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

비교예 2

실시예 1의 조건, 방법으로 길이 방향의 연신 배율을 4.2배, 폭 방향의 연신 배율을 3.0배로 하고, 열처리 온도는 270℃로 하고 폭 방향의 이완율은 7%로 해서 PPS 필름을 제막했다[배향도(OF) : 엣지 방향이 0.38, 엔드 방향이 0.59]. 또한, 후어닐 처리는 실시하지 않았다. 이 25㎛ 두께의 PPS 필름을 PPS-F-6이라고 한다. 또한 PET 필름도 실시예 1의 방법을 이용하여 제막하고, 길이 방향의 연신 배율을 3.8배, 폭 방향의 연신 배율을 2.5배로 했다. 또한, 폭 방향의 이완율은 5%로 하고, 후어닐 처리는 실시하지 않았다. 이 100㎛ 두께의 PET 필름을 PET-F-6이라고 한다. 상기 PPS-F-6과 PET-F-6을 사용해 실시예 1의 방법으로 3층으로 적층하고, 가스 배리어층-1을 실시예 1의 방법으로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-6이라고 한다). 상기 밀봉 필름의 수증기 투과율도 0.5g/㎡/24hr이었다. PPS-F-6, PET-F-6의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

실시예 5

실시예 1의 방법으로 용융 폴리머의 T다이 토출량만을 변경해서 12㎛ 두께의 PPS 필름을 얻었다. 이 필름을 PPS-F-7이라고 한다. 이 필름의 한쪽면에 아르곤 기류 중에서 플라즈마 처리를 실시했다. 조건은 압력은 40Pa, 처리 속도는 1m/분, 처리 강도[인가 전압/(처리 속도×전극폭)으로 계산한 값]는 500W·min/㎡로 했다. 상기 플라즈마 처리면에 실시예 1의 방법으로 산화 규소막을 스퍼터링으로 형성시 켰다(가스 배리어층-2라고 한다). 한편, PET 필름은 실시예 1의 방법으로 폴리머의 T다이 토출량만을 변경해서 125㎛ 두께가 되도록 조정했다. 얻어진 PET 필름을 PET-F-7이라고 한다. 다음에, 실시예 1의 방법으로 상기에서 얻어진 가스 배리어층-2/PET-F-7/PPS-F-7(단, 가스 배리어층-2는 스퍼터링한 면을 PET-F-7측으로 해서 적층했다. 상기 밀봉 필름의 수증기 투과율은 0.5g/㎡/24hr이 되도록 조정했다.)을 순차적으로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-7이라고 한다). PPS-F-7, PET-F-7의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

실시예 6

실시예 5의 방법으로 용융 폴리머의 T다이 토출량만을 변경해서 9㎛ 두께의 PPS 필름을 얻었다. 이 필름을 PPS-F-8이라고 한다. 이 필름의 한쪽면에 실시예 5의 방법으로 플라즈마 처리를 실시하고, 산화규소막을 형성했다(가스 배리어층-3). 또한, PET 필름도 실시예 5의 방법으로 용융 폴리머의 T다이 토출량만을 변경해서 두께 150㎛의 필름을 얻었다(PET-F-8이라고 한다). 이 3종류의 필름을 실시예5의 방법으로 3층으로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-8이라고 한다). 상기 밀봉 필름의 수증기 투과율은 0.5g/㎡/24hr이 되도록 조정했다. PPS-F-8, PET-F-8의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

실시예 7

실시예 5의 방법으로 용융 폴리머의 T다이 토출량만을 변경해서 6.5㎛ 두께의 PPS 필름을 얻었다(PPS-F-9). 이 필름의 한쪽면에 실시예 5의 방법으로 산화규소막을 형성해서 가스 배리어층-4를 얻었다. 또한 PET 필름은 PET-F-8을 사용했다. 이 3종류의 필름을 실시예 5의 방법으로 같은 구성으로 적층해 밀봉 필름-9를 얻었다. 상기 밀봉 필름의 수증기 투과율은 0.5g/㎡/24hr이 되도록 조정했다. PPS-F-9, PET-F-9의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

실시예 8

실시예 1의 방법으로 PPS 수지 조성물을 제조해 진공에서 건조시켰다. 진공건조의 조건은 온도 140℃, 진공도를 10mmHg로 하고 건조 시간을 7시간으로만 했다. 건조 후의 수지 조성물의 고온 휘발분은 0.26질량%이었다. 이 PPS 수지 조성물을 실시예 1의 방법으로 2축 배향 필름으로 하여 25㎛ 두께의 PPS-F-10을 얻었다. 이 필름의 고온 휘발분은 0.022질량%이었다. 이 필름과 실시예 1에서 사용한 PET-F-1 및 가스 배리어층-1을 이용하여 실시예 1의 방법으로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-10이라고 한다). 수증기 투과율은 0.5g/㎡/24hr이 되도록 조정했다. PPS-F-10의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

실시예 9

실시예 1의 방법으로 PPS 수지 조성물을 제조해 진공에서 건조시켰다. 진공 건조의 조건은 온도 140℃, 진공도를 70mmHg로 하고 건조 시간을 7시간으로만 했다. 건조 후의 수지 조성물의 고온 휘발분은 0.35질량%이었다. 이 PPS 수지 조성물을 실시예 1의 방법으로 2축 배향 필름으로 하여 25㎛ 두께의 PPS-F-11을 얻었다. 이 필름의 고온 휘발분은 0.027질량%이었다. 이 필름과 실시예 1에서 사용한 PET-F-1 및 가스 배리어층-1을 이용하여 실시예 1의 방법으로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-11이라고 한다). 수증기 투과율은 0.5g/㎡/24hr이 되도록 조정했 다. PPS-F-11의 열수축률의 값은 표 2에 나타냈다.

실시예 10

하기 방법으로 내후성 수지층을 형성한 태양 전지 모듈용 밀봉 필름을 제조했다.

(1) 하기 3종류의 필름을 준비했다.

PPS-F-1, PET-F-1, 가스 배리어층-1

(2) 내후성 수지로서, 하기 벤조트리아졸계 모노머 공중합 아크릴 수지를 준비했다.

2-(2,-히드록시-5,-메타크릴옥시에틸페닐)-2H-벤조트리아졸/메타크릴산 메틸=30/70질량%의 공중합체를 고형분 농도가 30질량%가 되도록 아세트산 부틸로 조합한 도포제(PUVA-30M : 오츠카카가쿠(주)제)를 준비했다.

(3) 내후성 수지의 적층

PPS-F-1의 양면에 6000J/㎡의 에너지로 코로나 방전 처리를 실시하고, 그 한쪽면에 상기 (2)의 도포제를 그라비어 코터법으로 도포하여 건조 후의 도포 두께가 5㎛가 되도록 조정해서 적층 필름을 얻었다. 또한 건조 조건은 120℃의 온도에서 2분간으로 했다(내후 필름층-1이라고 한다).

(4) 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 제조

실시예 1의 방법으로 가스 배리어층-1/PPS-F-1/PET-F-1/내후 필름층-1의 순서로 적층해서 밀봉 필름을 얻었다(밀봉 필름-12라고 한다). 또한 수증기 투과율은 0.5g/㎡/24㎡이 되도록 조정했다.

실시예 11∼20, 비교예 3, 4

실시예 1∼10의 밀봉 필름(밀봉 필름-1∼3, 5, 7∼12) 및 비교예 1, 2의 밀봉 필름(밀봉 필름-4, 6)을 이용하여, 하기하는 12종의 태양 전지 모듈을 제조한다. 이들 태양 전지 모듈을 태양 전지-1∼12라고 한다.

프런트 시트층에 4mm 두께의 일반적으로 화이트 판유리라고 불리는 플랫 유리(아사히가라스제 : 플로트 판유리)를 준비했다. 상기 각 밀봉 필름의 가스 배리어층측에 400㎛ 두께의 EVA 시트/태양 전지 소자(결합막에 의해 결합된 PIN형 태양 전지 소자)/400㎛ 두께의 EVA 시트/유리판의 구성이고, 전기적인 리드선을 형성해 주지의 진공 라미네이트 방식으로 열압착했다. 상기 라미네이트 온도는 150℃이었다. 이렇게 하여 얻어진 12종의 태양 전지 모듈과 사용한 밀봉 필름의 관계는 표 1에 나타낸 바와 같다.

실시예 1∼10 및 비교예 1, 2에서 얻은 PPS 필름, PET 필름의 각 열수축률의 값을 표 2에 나타냈다.

각 실시예 및 비교예의 평가의 결과를 표 3∼표 5에 비교해서 나타낸다.

표 3 및 표 4에 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름, 또한 표 5에 그것을 사용한 태양 전지 모듈의 평가 결과를 나타낸다.

본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름은 상기 필름층의 일부에 PPS 필름을 사용하고, 또한 상기 밀봉 필름층의 열수축률, 및 상기 층의 길이 방향과 폭 방향의 열수축률 밸런스를 특정 범위로 제어함으로써 혹독한 외부 환경(고온, 고습도, 유해 발생 가스, 및 자외선 등)에 의한 열화가 억제되고, 또한 종래 기술의 과제이었던 장기 사용에 의한 가스 배리어성의 저하를 억제할 수 있으며, 내환경 특성(내열성, 내가수분해성, 내후성, 및 내약품성 등)을 좋은 밸런스로 겸비하여 장기 신뢰성이 한층 뛰어난 밀봉 필름이 된 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 태양 전지 모듈용 밀봉 필름을 사용한 태양 전지 모듈은 수증기 투과에 의한 출력 저하를 대폭적으로 개선할 수 있고, 가수분해 열화, 자외선 열화, 유해 가스 열화에도 강하고 혹독한 환경에도 견디는 긴 수명인 것으로 되며, 경량성, 기계 강도도 부여할 수 있는 것으로 되었다.

즉, 실시예 1∼4의 밀봉 필름(밀봉 필름-1∼3, 5) 및 비교예 1의 밀봉 필름(밀봉 필름-4)은 밀봉 필름의 수지 필름층의 150℃ 열수축률에 대하여 길이 방향, 폭 방향의 열수축률 차이를 거의 일정하게 해서 변화시킨 것이다.

상기 열수축률이 커지면 본 발명에서 말하는 가스 배리어성(수증기 투과율)이 저하되고, 비교예 1의 밀봉 필름(밀봉 필름-4)과 같이 길이 방향과 폭 방향 중 어느 한쪽의 열수축률이 -2.0%∼+2.0%의 범위를 벗어나면 가스 배리어성이 크게 저하되는 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 4의 밀봉 필름(밀봉 필름-5) 및 비교예 2의 밀봉 필름(밀봉 필름-6)은 밀봉 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률 차이를 변화시킨 것이다. 실시예 1의 밀봉 필름(밀봉 필름-1)과 비교하면, 상기 양축의 열수축률 차이가 커지면 가스 배리어성이 저하되는 경향이고, 상기 열수축률 차이가 2.0%를 초과하면 가스 배리어성이 크게 저하되어 본 발명의 목적인 태양 전지 모듈의 장기 수명화가 불가능해 진다.

실시예 11∼14, 비교예 3, 4에서 상기 밀봉 필름을 각각 사용한 태양 전지 모듈의 평가 결과(표 5)를 나타낸다. 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률을 모두 -2.0%∼+2.0%의 범위 내로 함과 아울러, 양축의 상기 열수축률 차이를 2.0% 이하로 함으로써 태양 전지 모듈의 장기 사용 후의 출력을 적게 할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 5∼7의 밀봉 필름(밀봉 필름-7∼9)은 밀봉 필름의 수지 필름층에 사용하는 PPS 필름의 적층 두께의 비율을 변화시킨 것이다. 실시예 1의 밀봉 필름(밀봉 필름-1)과 비교해 보면, PPS 필름의 두께 비율이 저하되면 태양 전지의 혹독한 환경에 대한 내성으로서 요구되는 내가수분해성, 내열성, 내유해 가스성 등이 저하되는 것을 알 수 있다.

또한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는, 그 두께 비율을 10% 이상으로 한 편이 본 발명의 목적을 달성하는데 있어 바람직한 것을 알 수 있다.

또한, 이 밀봉 필름을 사용한 태양 전지 모듈은 실시예 15∼17에서 평가하고 있고, 상기 특성이 태양 전지 모듈의 출력 변동으로 연결되는 것을 잘 알 수 있다.

또한, 실시예 8, 9의 밀봉 필름(밀봉 필름-10, 11)은 사용하는 PPS 필름에 함유되는 고온 휘발분이 다른 것이었다. 실시예 1의 밀봉 필름과 비교해 보면, 상기 고온 휘발분을 0.02질량% 이하로 했던 쪽이 내후성(내자외선성)에 유리한 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 10의 밀봉 필름(밀봉 필름-12)에서는 실시예 1의 밀봉 필름(밀봉 필름-1)의 최외층인 PPS 필름층의 외면에 아크릴계의 내후성 수지를 형성한 것이다. 태양 전지 모듈의 특성을 저하시키지 않고 내후성(내자외선성)을 보다 양호화시키는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 태양 전지 모듈로 내후성의 요구가 엄격한 분야나 프런트 시트측에 본 발명의 밀봉 필름을 적용할 경우에는 내후 수지를 적층한 밀봉 필름B를 사용하는 것이 유리한 것을 알 수 있다.

Claims

폴리-p-페닐렌설파이드를 주성분으로 한 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름층을 포함하는 수지 필름층과, 금속, 금속산화물, 무기 화합물, 및 유기 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상으로 구성된 가스 배리어층으로 이루어지는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름으로서: 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률이 모두 -2.0%∼+2.0%의 범위 내이고, 또한 길이 방향과 폭 방향의 150℃ 열수축률 차이의 절대값이 2.0% 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 두께(A)에 대한 상기 밀봉 필름을 구성하는 폴리-p-페닐렌설파이드를 주성분으로 한 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름층의 합계 두께(B)의 비율[적층 비율 : (B/A)×100]이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리-p-페닐렌설파이드를 주성분으로 한 수지 조성물로 구성된 2축 배향 필름의 고온 휘발분이 0.02질량% 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름.
제 1 항에 기재된 태양 전지 모듈용 밀봉 필름의 적어도 한쪽면에 내후성을 갖는 수지층이 적층되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 밀봉 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈용 밀봉 필름이 적어도 한쪽면에 배치되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.