KR20140117371A - 태양 전지용 보호재 - Google Patents

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pressure
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나오야 니노미야
데츠야 아야
오사무 아카이케
히로후미 구도
유미 미츠쿠라
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미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤
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Abstract

수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 방습 필름을 포함하는 태양 전지용 보호재에 관한 것이며, 장기적으로 방습성이 저하되지 않고, 디라미네이션의 발생을 방지하며, 유연성과 방습성이 우수한 태양 전지용 보호재를 실현하고, 태양 전지의 성능 저하를 방지하며, 또한 태양 전지의 내구성의 향상에 유효한 태양 전지용 보호재를 제공하는 것이다. 적어도, 불소계 수지 필름과, 점착제층과, 기재의 적어도 한쪽 면에 무기층을 갖고 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 방습 필름을 보호재 구성층 P로서 적층하여 이루어지는 태양 전지용 보호재로서, 상기 불소계 수지 필름의 폭 WA에 대한 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P의 최대폭 WP의 비(WP/WA)가 1보다 작은 태양 전지용 보호재를 제공한다.

Description

태양 전지용 보호재{PROTECTIVE MATERIAL FOR SOLAR CELLS}
본 발명은 태양 전지 등에 이용되는 보호재에 관한 것이며, 특히 방습성이 유지되고 디라미네이션(delamination; 박리)의 발생을 방지할 수 있는 태양 전지용 보호재에 관한 것이다.
최근, 자원의 유효 이용이나 환경 오염의 방지 등의 면에서, 태양광을 직접 전기 에너지로 변환하는 태양 전지가 주목되어, 개발이 진행되고 있다. 태양 전지는, 전면(前面) 보호 시트(이하, 프론트 시트라고 하는 경우가 있다)와 이면(裏面) 보호 시트(이하, 백 시트라고 하는 경우가 있다) 사이에, 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체나 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 필름 등의 봉지막에 의해 태양 전지용 셀을 봉지한 구성으로 되어 있다.
이와 같은 태양 전지는, 통상, 전면 보호 필름, 봉지재, 발전 소자, 봉지재 및 이면 보호 필름을 이 순서로 적층하고, 가열 용융시키는 것에 의해 접착 일체화됨으로써 제조된다. 태양 전지의 전면 보호 시트 또는 이면 보호 시트인 태양 전지용 보호재로서는, 자외선에 대한 내구성이 우수할 것이 요구되지만, 그에 더하여, 습기 등의 투과에 의한 내부의 도선이나 전극의 녹 발생을 방지하기 위해서, 방습성이 우수할 것이 극히 중요한 요건이 된다. 또한, 장기 사용이나 고온 조건 하에서의 방습성의 저하가 적은 우수한 보호재의 개발이 요망되고 있다.
예컨대, 특허문헌 1에서는, 2축 연신 폴리에스터 필름을 기재로 하는 수증기 투과율이 0.22g/m2/day인 방습 필름에 폴리에스터계 접착제를 이용하고, 무기 증착면 측에 내후성 폴리에스터 필름, 배면에 폴리프로필렌 필름을 장합(張合)하는 것에 의해 태양 전지용 보호재를 제작하고, 85℃, 85% 습도 하에서 1000시간 시험 후의 방습성을 평가하여, 방습성 저하 방지의 제안을 행하고 있다.
또한, 특허문헌 2의 실시예에서는, 2축 연신 폴리에스터 필름을 기재로 하는 수증기 투과율이 1∼2g/m2/day인 방습 필름의 양측에 폴리우레탄계 접착제층을 설치하고, 그 양측에 내후성 폴리에스터 필름을 적층하여 태양 전지용 보호재를 제작하고, 85℃, 85% 습도 하에서 1000시간 가속 시험 후의 배리어 성능과 층간 강도를 평가하여, 양 특성의 저하 방지의 제안을 행하고 있다.
특허문헌 3에서는, 마찬가지로 2축 연신 폴리에스터 필름을 기재로 하는 수증기 투과율이 0.5g/m2/day인 방습 필름에 2액 경화형 폴리우레탄계 접착제를 이용하여 PVF 필름을 접합한 후, 프레셔 쿠커 테스트(pressure cooker test; PCT)(고온 고압에 의한 가혹 환경 시험, 105℃ 92시간) 전후의 방습성과 층간 강도를 평가하여, 특성의 저하 방지의 제안을 행하고 있다.
일본 특허공개 2007-150084호 공보 일본 특허공개 2009-188072호 공보 일본 특허공개 2009-49252호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1∼3의 각각에 개시되는 기술은, 모두 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 이상인 방습 필름을 갖는 적층체에 관한 것이며, 보다 높은 방습성이 요구되는 화합물계 발전 소자 태양 전지 모듈 등의 태양 전지의 보호재 등에 적용한 경우, 상기 프레셔 쿠커 테스트(PCT) 등의 가속 내구 시험으로 대체되는 가혹한 환경 하에서는, 장기 방습성의 유지, 보호재 단부(端部)의 디라미네이션의 발생 방지를 충분히 행할 수 있는 것은 아니었다.
태양 전지용 보호재로서는, 방습성 및 디라미네이션의 발생 방지가 우수한 것으로서, 추가로 해당 방습성이나 디라미네이션의 발생 방지가 장기적으로 유지되는 것이 요망되지만, 지금까지, 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 높은 방습성을 갖는 필름을 이용한 경우, 방습성 및 디라미네이션의 발생 방지를 장기적으로 가능하게 하는 구체적인 제안은 이루어져 있지 않은 실정이었다.
즉, 본 발명의 과제는, 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 방습 필름을 포함하는 태양 전지용 보호재에 관한 것이며, 장기적으로 방습성이 저하되지 않고, 디라미네이션의 발생을 방지하며, 유연성과 방습성이 우수한 태양 전지용 보호재를 실현하고, 태양 전지의 성능 저하를 방지하며, 또한 태양 전지의 내구성의 향상에 유효한 태양 전지용 보호재를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 검토를 거듭한 결과, 적어도, 불소계 수지 필름과, 점착제층과, 기재의 적어도 한쪽 면에 무기층을 갖고 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 방습 필름을 보호재 구성층 P로서 적층하여 이루어지는 태양 전지용 보호재로서, 상기 불소계 수지 필름의 폭(WA)에 대한 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P의 최대폭 WP의 비(WP/WA)가 1보다 작은 태양 전지용 보호재를 이용하는 것에 의해, 봉지재와 적층된 후의 방습성의 저하와 디라미네이션의 발생의 방지를 동시에 만족시킬 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은,
[1] 적어도, 불소계 수지 필름과, 점착제층과, 기재의 적어도 한쪽 면에 무기층을 갖고 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 방습 필름을 보호재 구성층 P로서 적층하여 이루어지는 태양 전지용 보호재로서, 상기 불소계 수지 필름의 폭 WA에 대한 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P의 최대폭 WP의 비(WP/WA)가 1보다 작은 태양 전지용 보호재,
[2] 상기 WP/WA가 0.7∼0.98인, 상기 [1]에 기재된 태양 전지용 보호재,
[3] 상기 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P의 최대폭을 갖는 층이 방습 필름인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 태양 전지용 보호재,
[4] 상기 점착제층의 100℃, 주파수 10Hz, 변형 0.1%에서의 인장 저장 탄성률이 5.0×104∼5.0×105Pa이며, 그 두께가 13㎛ 이상인, 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 보호재,
[5] 상기 기재의 두께가 25∼250㎛인, 상기 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 보호재,
[6] 상기 방습 필름을, 상기 무기층 측의 면을 상기 불소계 수지 필름 측으로 하여 적층하여 이루어지는, 상기 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 보호재,
[7] 상기 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 보호재의 상기 방습 필름 측에, 추가로 봉지재층이 적층되어 이루어지는, 봉지재 일체형 보호재,
[8] 상기 봉지재층의 폭 WD가 상기 불소계 수지 필름의 폭 WA보다 작고, 또한 상기 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P의 최대폭 WP보다 큰, 상기 [7]에 기재된 봉지재 일체형 보호재,
[9] 상기 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 보호재 또는 상기 [7] 및 [8] 중 어느 하나에 기재된 봉지재 일체형 보호재가 권취되어 이루어지는 롤 형상물,
[10] 상기 [9]에 기재된 롤 형상물의 표면 중, 불소계 수지 필름이 돌출하는 개소에 대응하는 개소의 적어도 일부를, 이하의 조건에 의해 측정되는 휨 길이가 70mm 이하이고, 또한 내하중 함몰이 0.1 이하인 커버 시트로 덮어서 이루어지는, 커버 시트 부착 롤 형상물,
[휨 길이]
(1) 폭 20mm, 길이 120mm의 샘플을 채취한다.
(2) 샘플을 대(臺) 위에, 샘플 중 길이 100mm의 부분이 대로부터 돌출하도록 하여 배치하고, 샘플의 대 위의 부분에 무게 5kg의 추를 올려 샘플을 고정한다.
(3) 샘플의 대로부터 돌출하는 부분의 단부가, 대로부터 아래로 드리워지는 길이 「x」(단위: mm)를 측정하여, 이 값을 휨 길이로 한다.
[내하중 함몰]
(1) 100mm 사방의 샘플을 채취한다.
(2) 샘플을 두께 20mm의 유리판 위에 설치하고, 샘플의 중앙부에 직경 5mm, 무게 0.5g의 강철구를 싣고, 추가로 강철구 위에서 2kg의 하중을 건다.
(3) 샘플의 함몰 「d」(단위: ㎛)를 측정하여, 샘플의 두께 「t」(단위: ㎛)와의 비 「d/t」를 내하중 함몰로 한다.
[11] 이하 (a') 및/또는 (b')의 조건을 만족시키는, 상기 [10]에 기재된 커버 시트 부착 롤 형상물,
(a') [커버 시트의 휨 길이]/[불소계 수지 필름의 휨 길이]: 2 이하
(b') [커버 시트의 내하중 함몰]/[불소계 수지 필름의 내하중 함몰]: 2 이하
[12] 이하의 (1)∼(3)의 공정을 순차로 행하는, 태양 전지용 보호재의 제조 방법,
(1) 방습 필름 위에 점착제층을 갖는 적층체 X를 제작하는 공정
(2) 적층체 X의 폭 방향의 양단을 슬릿하여, 적층체 X'로 하는 공정
(3) 점착제층 위에, 적층체 X'의 폭 WX'보다도 넓은 폭 WA를 갖는 불소계 수지 필름을, 불소계 수지 필름의 양단이 점착제층의 양단으로부터 돌출하도록 하여 접합하는 공정
[13] 상기 공정 (1)에 있어서, 적층체 X로서, 점착제층 위에 추가로 이형 시트 1을 갖는 것을 제작하고, 상기 공정 (2) 후, 불소계 수지 필름을 접합하기 전에, 이형 시트 1을 박리하는 공정을 경유하는, 상기 [12]에 기재된 태양 전지용 보호재의 제조 방법,
[14] 상기 공정 (1)에 있어서, 이형 시트 1 위에 점착제층 조성물을 도포, 건조시켜 점착제층을 형성한 후, 점착제층에 방습 필름을 접합하는 것에 의해 적층체 X를 제작하는, 상기 [13]에 기재된 태양 전지용 보호재의 제조 방법, 및
[15] 상기 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 보호재 또는 상기 [7] 및 [8] 중 어느 하나에 기재된 봉지재 일체형 보호재를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈
에 존재한다.
본 발명에 의하면, 장기에 걸쳐, 또한 고온 고습 하의 사용에 있어서도 방습성의 저하나 디라미네이션의 발생이 없고, 유연성과 방습성이 우수하며, 태양 전지의 성능 저하를 방지하고, 또한 태양 전지의 내구성의 향상에 유효한 고방습 태양 전지용 보호재를 제공할 수 있다. 본 발명의 태양 전지용 보호재는, 고열 환경, 즉, 열 라미네이트 조건에서의 열 처리를 경유해도, 방습성 및 층간 강도가 저하하지 않는 유연성과 방습성이 우수한 것이다.
도 1은 본 발명의 태양 전지용 보호재의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 태양 전지용 보호재의 일 사용예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 휨 길이의 평가 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 내하중 함몰의 평가 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 태양 전지용 보호재의 제조 방법의 각 공정의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 종래의 태양 전지용 보호재의 제조 방법에 의해 얻어진 태양 전지용 보호재의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
태양 전지용 보호재는 방습 필름이 적층되어 있는 것에 의해 필름의 폭로면으로부터의 수분의 침입을 방지하는 것이 가능하지만, 고온 고습 환경 하에서의 가속 시험으로 대체되는 장기 사용에 있어서는 태양 전지용 보호재의 단면으로부터의 수분의 침입에 의해, 각 필름의 적층에 사용하고 있는 접착제나 방습 필름의 기재가 서서히 열화되어, 단부로부터의 디라미네이션의 발생이나 방습 성능 저하가 일어나는 경우가 있다.
특히, 0.1g/m2/day 미만 정도의 높은 방습성을 가진 방습 필름의 경우, 필름의 수축에 의한 방습성의 저하나 단부로부터의 수분 침입에 의한 영향은 현저하다. 이것은 방습 필름의 무기층 내부 및 기재와 무기층의 계면에서의 약간의 결함이나 기재의 가수분해 등에 의한 열화가 방습성에 대하여 중대한 영향을 주기 때문이다.
이상으로부터, 본 발명자들은 태양 전지용 보호재의 구성을, 적어도, 불소계 수지 필름과, 점착제층과, 기재의 적어도 한쪽 면에 무기층을 갖고 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 방습 필름을 보호재 구성층 P로서 적층한 적층체로 하고, 또한 해당 불소계 수지 필름 이외의 방습 필름을 포함하는 보호재 구성층 P의 폭이, 상기 불소계 수지 필름의 폭보다도 짧은 구성으로 하는 것에 의해, 도 2에 예시하는 바와 같이, 진공 라미네이션 시, 태양 전지(30) 위의 봉지재(20)가 불소계 수지 필름(1)의 폭보다도 짧은 폭을 갖는 점착제층(21)이나 방습 필름(3)의 단면에 휘감겨, 단면을 봉지하는 등의 효과에 의해, 방습성의 저하 방지와 단부로부터의 디라미네이션의 발생 방지의 양립을 실현하는 것을 발견하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 도 1에 예시하는 바와 같이, 적어도, 불소계 수지 필름(1)과, 점착제층(21)과, 기재의 적어도 한쪽 면에 무기층을 갖고 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 방습 필름(3)을 보호재 구성층 P로서 적층하여 이루어지는 태양 전지용 보호재(10)로서, 상기 불소계 수지 필름의 폭 WA에 대한 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P가 갖는 최대폭 WP의 비(WP/WA)가 1보다 작은 태양 전지용 보호재에 관한 것이다.
<태양 전지용 보호재>
[불소계 수지 필름]
본 발명의 태양 전지용 보호재는, 내가수분해성이나 내후성을 구비하고, 장기 내구성을 부여하기 위해서, 불소계 수지 필름을 갖는다.
불소계 수지 필름은, 내후성을 갖는 것이 바람직하고, 불소계 수지로서는, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬바이닐에터 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리클로로트라이플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리바이닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리바이닐플루오라이드(PVF) 등이 바람직하게 이용된다.
장기 내구성의 관점에서는, 상기 수지로서는, 테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체(ETFE), 테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)가 보다 바람직하게 이용된다.
불소계 수지 필름으로서는, 진공 라미네이션 시나, 온도 변화나 습도 변화 시에서의 특성 변화가 작은 것이 적합하다. 따라서, 수축률이 큰 불소계 필름의 경우는, 사전 열 처리에 의해 저수축률화된 것이 적합하다.
불소계 수지 필름의 폭 WA에 대한 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P가 갖는 최대폭 WP의 비(WP/WA)가 1 이상일 때는, 단면에 휘감기는 봉지재의 두께가 작아 디라미네이션을 일으키기 쉬워지기 때문에, WP/WA는 1보다 작을 필요가 있다. 또한, WA와 WP의 차가 지나치게 크면, 봉지재가 단부까지 충분히 휘감기지 않고, 또한 진공 라미네이션 후의 적층체의 두께의 균일성이 유지될 수 없게 되는 경우가 있다. 그 때문에, WP/WA는 0.7∼0.98인 것이 바람직하고, 보다 안정된 디라미네이션 방지를 행하기 위해서는 0.75∼0.95인 것이 보다 바람직하고, 0.8∼0.92가 더 바람직하다. WP/WA가 1보다 작으면, WA를 WP에 대하여 좌우로 어느 정도 길게 할지는 임의이지만, 좌우 균등하게 길게 하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명에 있어서, 「필름의 폭」이란 보호재가 롤로 제공되는 경우는 롤로부터 되풀은 필름의 길이 방향에 대하여 가로 방향의 길이를 말하고, 시트로 제공되는 경우는 4변 중 짧은 변 측을 말한다.
불소계 수지 필름에는, 필요에 따라, 여러 가지의 첨가제를 첨가할 수 있다. 해당 첨가제로서는, 예컨대 자외선 흡수제, 내후 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 블록킹 방지제 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
불소계 수지 필름의 두께는, 일반적으로 20∼200㎛ 정도이며, 필름의 취급 용이성과 비용의 점에서 20∼100㎛가 바람직하고, 20∼60㎛가 보다 바람직하다.
[방습 필름]
본 발명에 있어서, 방습 필름은, 기재 및 기재의 적어도 한쪽 면에 형성되는 무기층을 적어도 갖는 것이고, 그의 수증기 투과율은 0.1g/m2/day 미만이다. 본 발명의 태양 전지용 보호재는, 장기적으로 높은 방습성을 유지할 것이 요망되기 때문에, 초기의 방습성도 일정 이상인 것일 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 있어서, 상기 방습 필름은 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만이고, 바람직하게는 0.05g/m2/day 이하이고, 보다 바람직하게는 0.03g/m2/day 이하이다. 또한, 해당 방습 필름은, 태양 전지용 보호재가, 수광면 측에 이용되는 프론트 시트로서 사용되는 경우에는, 투명한 것이 바람직하다.
방습 필름의 두께는, 일반적으로 5∼300㎛이며, 태양 전지용 보호재의 컬(curl) 억제, 내전압성, 쿠션성 및 생산성이나 취급성의 점에서는, 바람직하게는 25∼250㎛, 보다 바람직하게는 38∼200㎛, 더 바람직하게는 50∼180㎛이다.
(기재)
상기 방습 필름의 기재로서는, 수지 필름이 바람직하고, 그의 재료로서는, 통상의 태양 전지용 재료에 사용할 수 있는 수지이면 특별히 제한없이 이용할 수 있다.
구체적으로는, 에틸렌, 프로필렌, 뷰텐 등의 단독중합체 또는 공중합체 등의 폴리올레핀; 환상 폴리올레핀 등의 비정질 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터; 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 공중합 나일론 등의 폴리아마이드; 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체 부분 가수분해물(EVOH), 폴리이미드, 폴리에터이미드, 폴리설폰, 폴리에터설폰, 폴리에터에터케톤, 폴리카보네이트, 폴리바이닐뷰티랄, 폴리알릴레이트, 불소 수지, 아크릴계 수지, 생분해성 수지 등을 들 수 있고, 그 중에서도 열가소성 수지가 바람직하다. 또, 필름 물성, 비용 등의 점에서, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리올레핀이 바람직하고, 표면 평활성, 필름 강도, 내열성 등의 점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)가 특히 바람직하다.
또한, 상기 기재는, 필요에 따라, 여러 가지의 첨가제를 첨가할 수 있다. 해당 첨가제로서는, 예컨대 대전 방지제, 자외선 흡수제, 가소제, 활제, 충전재, 착색제, 내후 안정제, 블록킹 방지제, 산화 방지제 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
사용할 수 있는 자외선 흡수제로서는, 벤조페논계, 벤조트라이아졸계, 트라이아진계, 살리실산에스터계 등 각종 타입의 것을 들 수 있고, 여러 가지의 시판품이 적용될 수 있다.
벤조페논계 자외선 흡수제로서는, 예컨대 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-2'-카복시벤조페논, 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-n-도데실옥시벤조페논, 2-하이드록시-4-n-옥타데실옥시벤조페논, 2-하이드록시-4-벤질옥시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5-설포벤조페논, 2-하이드록시-5-클로로벤조페논, 2,4-다이하이드록시벤조페논, 2,2'-다이하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논 등을 들 수 있다.
벤조트라이아졸계 자외선 흡수제로서는, 하이드록시페닐 치환 벤조트라이아졸 화합물로, 예컨대 2-(2-하이드록시-5-메틸페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-5-t-뷰틸페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-메틸-4-하이드록시페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3-메틸-5-t-뷰틸페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-다이-t-아밀페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-다이-t-뷰틸페닐)벤조트라이아졸 등을 들 수 있다.
또한, 트라이아진계 자외선 흡수제로서는, 2-[4,6-비스(2,4-다이메틸페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일]-5-(옥틸옥시)페놀, 2-(4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진-2-일)-5-(헥실옥시)페놀 등을 들 수 있다.
살리실산에스터계로서는, 페닐살리실레이트, p-옥틸페닐살리실레이트 등을 들 수 있다.
기재 중의 자외선 흡수제의 함유량은, 통상 0.01∼2.0질량% 정도이고, 바람직하게는 0.05∼0.5질량%이다.
상기의 자외선 흡수제 이외에 내후성을 부여하는 내후 안정제로서, 힌더드 아민계 광 안정화제를 이용할 수 있다. 힌더드 아민계 광 안정화제는, 자외선 흡수제처럼 자외선을 흡수하지는 않지만, 자외선 흡수제와 병용함으로써 현저한 상승 효과를 나타낸다.
힌더드 아민계 광 안정화제로서는, 석신산다이메틸-1-(2-하이드록시에틸)-4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 중축합물, 폴리[{6-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)아미노-1,3,5-트라이아진-2,4-다이일}{(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}헥사메틸렌{(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}], N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌다이아민-2,4-비스[N-뷰틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노]-6-클로로-1,3,5-트라이아진 축합물, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 2-(3,5-다이-tert-4-하이드록시벤질)-2-n-뷰틸말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 등을 들 수 있다. 기재 중의 힌더드 아민계 광 안정화제의 함유량은, 통상 0.01∼0.5질량% 정도이고, 바람직하게는 0.05∼0.3질량%이다.
산화 방지제로서는, 여러 가지의 시판품이 사용될 수 있고, 모노페놀계, 비스페놀계, 고분자형 페놀계, 황계, 포스파이트계 등 각종 타입의 것을 들 수 있다.
모노페놀계로서는, 예컨대 2,6-다이-tert-뷰틸-p-크레졸, 뷰틸화 하이드록시아니솔, 2,6-다이-tert-뷰틸-4-에틸페놀 등을 들 수 있다. 비스페놀계로서는, 2,2'-메틸렌-비스-(4-메틸-6-tert-뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌-비스-(4-에틸-6-tert-뷰틸페놀), 4,4'-싸이오비스-(3-메틸-6-tert-뷰틸페놀), 4,4'-뷰틸리덴-비스-(3-메틸-6-tert-뷰틸페놀), 3,9-비스〔{1,1-다이메틸-2-{β-(3-tert-뷰틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시}에틸}2,4,9,10-테트라옥사스파이로〕5,5-운데케인 등을 들 수 있다.
고분자 페놀계로서는, 1,1,3-트리스-(2-메틸-4-하이드록시-5-tert-뷰틸페닐)뷰테인, 1,3,5-트라이메틸-2,4,6-트리스(3,5-다이-tert-뷰틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 테트라키스-{메틸렌-3-(3',5'-다이-tert-뷰틸-4'-하이드록시페닐)프로피오네이트}메테인, 비스{(3,3'-비스-4'-하이드록시-3'-tert-뷰틸페닐)뷰티르산}글리콜에스터, 1,3,5-트리스(3',5'-다이-tert-뷰틸-4'-하이드록시벤질)-s-트라이아진-2,4,6-(1H,3H,5H)트라이온, 트라이페놀(바이타민 E) 등을 들 수 있다.
황계로서는, 다이라우릴싸이오다이프로피오네이트, 다이미리스틸싸이오다이프로피오네이트, 다이스테아릴싸이오프로피오네이트 등을 들 수 있다.
포스파이트계로서는, 트라이페닐포스파이트, 다이페닐아이소데실포스파이트, 페닐다이아이소데실포스파이트, 4,4'-뷰틸리덴-비스(3-메틸-6-tert-뷰틸페닐-다이-트라이데실)포스파이트, 사이클릭 네오펜테인테트라일비스(옥타데실포스파이트), 트리스(모노 및/또는 다이)페닐포스파이트, 다이아이소데실펜타에리트리톨다이포스파이트, 9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 10-(3,5-다이-tert-뷰틸-4-하이드록시벤질)-9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 10-데실옥시-9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌, 사이클릭 네오펜테인테트라일비스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)포스파이트, 사이클릭 네오펜테인테트라일비스(2,6-다이-tert-메틸페닐)포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-tert-뷰틸페닐)옥틸포스파이트 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 산화 방지제의 효과, 열 안정성, 경제성 등 때문에 페놀계 및 포스파이트계의 산화 방지제가 바람직하게 이용되고, 양자를 조합하여 이용하는 것이 더 바람직하다. 해당 산화 방지제의 첨가량은, 기재 중, 통상 0.1∼1질량% 정도이고, 0.2∼0.5질량% 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 기재로서의 수지 필름은, 상기의 원료를 이용해서 성형하여 이루어지는 것이지만, 미연신이어도 좋고 연신한 것이어도 좋다. 또, 단층 또는 다층 중 어느 것이어도 좋다.
이러한 기재는, 종래 공지된 방법에 의해 제조할 수 있고, 예컨대 원료를 압출기에 의해 용융하고, 환상 다이나 T 다이에 의해 압출하여, 급냉하는 것에 의해 실질적으로 무정형으로 배향되어 있지 않은 미연신 필름을 제조할 수 있다. 또한, 다층 다이를 이용하는 것에 의해, 1종의 수지로 이루어지는 단층 필름, 1종의 수지로 이루어지는 다층 필름, 다종의 수지로 이루어지는 다층 필름 등을 제조할 수 있다.
이 미연신 필름을 1축 연신, 텐터식 축차 2축 연신, 텐터식 동시 2축 연신, 튜블러식 동시 2축 연신 등의 공지된 방법에 의해, 필름의 흐름(세로축) 방향 또는 필름의 흐름 방향과 그것에 직각인(가로축) 방향으로 연신하는 것에 의해, 1축 방향 또는 2축 방향으로 연신한 필름을 제조할 수 있다. 연신 배율은 임의로 설정할 수 있지만, 150℃ 열 수축률이, 0.01∼5%인 것이 바람직하고, 0.01∼2%인 것이 보다 바람직하다. 그 중에서도 필름 물성의 관점에서, 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 2축 연신 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및/또는 폴리에틸렌나프탈레이트와 다른 수지의 공압출 2축 연신 필름이 바람직하다.
상기 방습 필름의 기재의 두께는, 일반적으로 5∼300㎛이고, 태양 전지용 보호재의 컬 억제, 내전압성, 쿠션성, 및 생산성이나 취급성의 점에서는, 바람직하게는 25∼250㎛, 보다 바람직하게는 38∼200㎛, 더 바람직하게는 50∼180㎛이다.
방습 필름을 구성하는 상기 기재의 두께가 25㎛ 이상이면, 태양 전지용 보호재의 컬 발생의 억제 효과가 우수하고, 내전압성, 내충격성 및 쿠션성도 우수하다. 또한, 상기 기재의 두께가 300㎛를 초과하면, 생산성이나 취급성의 점에서 바람직하지 않다.
또, 상기 방습 필름의 기재의 두께는, 컬 발생 억제의 관점에서, 상기 불소계 수지 필름의 두께와 동일하거나 그 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 방습 필름의 기재의 두께 TB'에 대한 불소계 수지 필름의 두께 TA'의 비 TA'/TB'가 1.0 이하인 것이 바람직하다. 컬 발생 억제의 관점에서, TA'/TB'는 보다 바람직하게는 0.07∼0.8, 더 바람직하게는 0.2∼0.7이다.
한편, 상기 기재에는, 무기층과의 밀착성 향상을 위해, 앵커 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다. 해당 앵커 코팅층에는, 용제성 또는 수성의 폴리에스터 수지; 아이소사이아네이트 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 변성 바이닐 수지, 바이닐알코올 수지 등의 알코올성 하이드록실기 함유 수지; 바이닐뷰티랄 수지, 나이트로셀룰로스 수지, 옥사졸린기 함유 수지, 카보다이이미드기 함유 수지, 멜라민기 함유 수지, 에폭시기 함유 수지, 변성 스타이렌 수지 및 변성 실리콘 수지 등을 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 앵커 코팅층에는 필요에 따라, 알킬 타이타네이트, 실레인계 커플링제, 타이타늄계 커플링제, 자외선 흡수제, 내후 안정제, 활제, 블록킹 방지제, 산화 방지제 등을 첨가할 수 있다. 자외선 흡수제, 내후 안정제 및 산화 방지제로서는, 전술한 기재에 이용하는 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있고, 또한 해당 내후 안정제 및/또는 자외선 흡수제가 상기한 수지와 공중합한 폴리머 타입의 것을 사용할 수도 있다.
앵커 코팅층의 두께는 무기층과의 밀착성 향상의 관점에서, 10∼200nm인 것이 바람직하고, 10∼100nm인 것이 보다 바람직하다. 그 형성 방법으로서는, 공지된 코팅 방법이 적절히 채택된다. 예컨대, 리버스롤 코터, 그라비어 코터, 로드 코터, 에어 닥터 코터 또는 스프레이를 이용한 코팅 방법 등의 방법이 모두 사용될 수 있다. 또한, 기재를 수지액에 침지하여 행해도 좋다. 도포 후에는, 80∼200℃ 정도의 온도에서의 열풍 건조, 열롤 건조 등의 가열 건조나, 적외선 건조 등의 공지된 건조 방법을 이용하여 용매를 증발시킬 수 있다. 또한, 내수성, 내구성을 높이기 위해서, 전자선 조사에 의한 가교 처리를 행할 수도 있다. 또한, 앵커 코팅층의 형성은, 기재의 제조 라인 도중에서 행하는 방법(인라인(in-line))이어도, 기재 제조 후에 행하는 방법(오프라인(off-line))이어도 좋다.
(무기층)
무기층을 구성하는 무기 물질로서는, 규소, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 주석, 니켈, 타이타늄 등; 또는 이들의 산화물, 탄화물, 질화물; 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이들 무기 물질 중에서도, 투명하기 때문에 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 산화알루미늄, 다이아몬드 유사 탄소가 바람직하다. 특히, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 산화알루미늄은, 높은 가스 배리어성이 안정적으로 유지될 수 있기 때문에 바람직하다.
무기층의 형성 방법으로서는, 증착법, 코팅법 등의 방법이 모두 사용될 수 있지만, 가스 배리어성이 높은 균일한 박막이 얻어진다고 하는 점에서 증착법이 바람직하다. 이 증착법에는, 물리 기상 증착(PVD) 또는 화학 기상 증착(CVD) 등의 방법이 모두 포함된다. 물리 기상 증착법으로는, 진공 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링 등을 들 수 있고, 화학 기상 증착법으로는, 플라즈마를 이용한 플라즈마 CVD, 가열 촉매체를 이용하여 재료 가스를 접촉 열 분해하는 촉매 화학 기상 성장법(Cat-CVD) 등을 들 수 있다.
또한, 무기층은 단층이어도 다층이어도 좋다. 다층의 경우, 동일한 성막법을 이용해도 좋고, 각 층마다 다른 성막법을 이용해도 좋지만, 모두 감압 하에서 연속해서 행하는 것이, 효율적인 방습성 향상, 생산성의 점에서 바람직하다.
또한, 특히, 진공 증착법에 의해 형성한 무기층, 화학 증착법에 의해 형성한 무기층 및 진공 증착법에 의해 형성한 무기층을 이 순서로 형성한 층 구성이, 다층 구성 중에 포함되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 무기층이 다층인 경우, 각 층은 동일한 무기 물질로 이루어져 있어도, 상이한 무기 물질로 이루어져 있어도 좋다.
상기 무기층의 두께는, 안정된 방습성의 발현의 점에서, 10∼1000nm인 것이 바람직하고, 20∼800nm가 보다 바람직하고, 20∼600nm가 더 바람직하다.
[점착제층]
태양 전지용 보호재의 제조에 있어서는, 예컨대 태양 전지용 보호재를 구성하는 수지 필름 등의 구성 부재를 적층할 때에, 용제를 이용하여 희석한 점착제를 수지 필름 등 위에 소정의 두께로 도포하고, 통상 70℃∼140℃의 범위에서의 건조에 의해 용제를 증발시켜 수지 필름 등 위에 점착제층을 형성한다. 그 후, 다른 수지 필름 등을 점착제층 측으로 향해서 접합한다. 최후에 소정의 온도에서의 양생을 경유하여 제작한다. 양생은 예컨대 30℃∼80℃의 범위에서 1일 내지 1주일간 행해진다.
이와 같은 적층 공정에서는, 열이나 접합의 장력이 각 수지 필름 등에 작용하여 태양 전지용 보호재에 잔류 변형이 축적되지만, 축적된 잔류 변형은 고온 고습 환경 하에서의 사용이나 보존에 있어서, 각 적층 계면에 대한 응력이 되어 작용한다. 특히 수지 필름에 잔류 변형이 축적된 경우에는, 고온 고습 환경 하에서 수지 필름이 수축하여, 무기층에 응력을 부여하고, 무기층에 결함이 생기게 하여, 방습 성능의 저하를 야기하는 요인이 된다.
따라서, 고온 고습 환경 하에서, 잔류 변형으로 인해 생기는 수지 필름의 수축에 의한 응력이 무기층으로 전달되는 것을 저감하여, 무기층을 보호하고 방습성의 열화를 방지하는 관점에서, 어느 정도 부드러움과 두께를 가지고, 반데르발스 힘에 의해서 밀착되는 점착제층을 개재시켜, 불소계 수지 필름층과 방습 필름을 적층하는 것이 바람직하다. 이와 같은 점에서 점착제층은, 100℃, 주파수 10Hz, 변형 0.1%에서의 인장 저장 탄성률이 5.0×104∼5.0×105Pa인 것이 바람직하다. 즉, 100℃에서의 인장 저장 탄성률이 5.0×104Pa 이상이면 태양 전지용 보호재를 구성하는 수지 필름 등의 구성 부재를 적층할 때에, 점착제층이 유동하지 않고, 층 두께를 균일하게 유지하는 것이 가능하며, 또한 5.0×105Pa 이하이면, 해당 점착제층을 개재시켜 대향하는 필름의 수축 등에 의해 발생하는 응력을 점착제층에서 흡수함으로써 무기층에의 손상을 방지하는 것이 가능해진다. 점착제층의 100℃, 주파수 10Hz, 변형 0.1%에서의 인장 저장 탄성률은, 7.0×104Pa∼5.0×105Pa인 것이 바람직하고, 1.0×105Pa∼5.0×105Pa인 것이 보다 바람직하다.
또한, 점착제층은, 상온(20℃)에서 접착 강도를 유지하는 관점에서, 20℃, 주파수 10Hz, 변형 0.1%에서의 인장 저장 탄성률이 1.0×106Pa 이상인 것이 바람직하다.
또, 태양 전지용 보호재의 방습성의 열화의 원인으로서, 점착제 자신의 방습성의 열화를 들 수 있다. 이에 대해서는 가수분해되기 어려운 점착제를 선택하는 것이 유효하다.
이상의 관점에서, 본 발명에 있어서, 상기 점착제층에 이용되는 점착제로서는, 아크릴계 점착제를 포함하는 것이 바람직하고, 아크릴계 점착제를 주성분으로 하는 것이 더 바람직하다. 여기서, 주성분이란, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 다른 성분을 포함하는 것을 허용한다는 취지이다. 구체적인 함유율을 제한하는 것은 아니지만, 주성분이란, 일반적으로 점착제층의 구성 성분 전체를 100질량부로 한 경우, 50질량부 이상이고, 바람직하게는 65질량부 이상, 더 바람직하게는 80질량부 이상이고, 100질량부 이하의 범위이다.
상기 아크릴계 점착제로서는, 점착성을 부여하는 저유리전이점(Tg)의 주모노머 성분, 접착성이나 응집력을 부여하는 고 Tg의 코모노머 성분, 및 가교나 접착성 개량을 위한 작용기 함유 모노머 성분을 주로 하는 중합체 또는 공중합체(이하, 「아크릴계 (공)중합체」라고 한다)로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 (공)중합체의 주모노머 성분으로서는, 예컨대 아크릴산에틸, 아크릴산뷰틸, 아크릴산아밀, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산옥틸 등의 아크릴산에스터 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 조합하여 이용해도 좋다.
상기 아크릴계 (공)중합체의 코모노머 성분으로서는, 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산뷰틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산사이클로헥실, 메타크릴산벤질, 아세트산바이닐, 스타이렌, 아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 조합하여 이용해도 좋다.
상기 아크릴계 (공)중합체의 작용기 함유 모노머 성분으로서는, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산 등의 카복실기 함유 모노머나, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, N-메틸올 아크릴아마이드 등의 하이드록실기 함유 모노머, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, 글리시딜 메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 조합하여 이용해도 좋다.
상기 아크릴계 (공)중합체의 모노머 성분의 중합에 사용하는 개시제의 예로서는, 아조비스아이소뷰틸나이트릴, 벤조일퍼옥사이드, 다이-t-뷰틸퍼옥사이드, 큐멘하이드로퍼옥사이드 등을 들 수 있다. 또한, 상기 아크릴계 점착제의 주성분이 되는 아크릴계 (공)중합체의 공중합 형태에 대해서는 특별히 제한은 없고, 랜덤, 블록, 그래프트 공중합체 중 어느 것이어도 좋다.
또한, 상기 아크릴계 점착제가 전술한 아크릴계 (공)중합체인 경우의 분자량으로서는, 질량 평균 분자량으로 30만∼150만인 것이 바람직하고, 40만∼100만인 것이 더 바람직하다. 질량 평균 분자량을 상기 범위로 하는 것에 의해 피착체에 대한 밀착성이나 접착 내구성을 확보하여, 들뜸이나 벗겨짐 등을 억제할 수 있다.
또, 상기 아크릴계 (공)중합체에 있어서, 작용기 함유 모노머 성분 단위의 함유량은, 1∼25질량%의 범위가 바람직하다. 이 함유량을 상기 범위 내로 하는 것에 의해, 피착체와의 밀착성 및 가교도를 확보하고, 점착제층의 인장 저장 탄성률을, 100℃, 주파수 10Hz, 변형 0.1%에서 5.0×104∼5.0×105Pa의 범위의 값으로 할 수 있다.
점착제층과 무기층이 강한 화학 결합을 형성하면, 점착제층의 점탄성의 변화나 점착제층 도막의 분해, 수축에 의해서 무기층에 큰 응력이 걸리지만, 무기층과 점착제층이 화학 결합을 형성하는 요인은, 예컨대 SiOx층 등의 무기층의 결함 부분과 점착제층 중의 하이드록실기 등이 반응하는 것에 의한다고 생각된다. 이를 억제하기 위해서는, 점착제 중의 반응성 작용기의 수를 감소시키면 좋고, 점착제층의 도포, 경화 후의 미반응 작용기의 수를 적게 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 점착제층은, 자외선 흡수제를 함유하는 것이 바람직하다. 자외선 흡수제로서는, 전술한 기재에 이용하는 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 점착제층은, 불소계 수지 필름 또는 방습 필름에 직접 도공하는 것에 의해 형성해도 좋고, 상기 점착제를 박리 처리된 박리 시트의 박리 처리면에 도공하고, 이것을 방습 필름에 접합하는 것에 의해 형성할 수도 있다.
도공되는 상기 점착제(이하, 도공액이라 한다)에는, 유기 용제계, 에멀젼계, 무용제계가 있지만, 내수성이 문제되는 태양 전지 부재 등의 용도에는 유기 용제계가 바람직하다.
유기 용제계의 도공액에 이용되는 유기 용제로서는, 예컨대 톨루엔, 자일렌, 메탄올, 에탄올, 아이소뷰탄올, n-뷰탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 아세트산에틸, 테트라하이드로퓨란 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 조합하여 이용해도 좋다.
도공액은 도공의 편리성 때문에, 이들 유기 용제를 사용하여, 고형분 농도가 10∼50질량%의 범위가 되도록 조제하는 것이 바람직하다.
도공액의 도공은, 예컨대 바 코팅법, 롤 코팅법, 나이프 코팅법, 롤 나이프 코팅법, 다이 코팅법, 그라비어 코팅법, 에어 닥터 코팅법, 닥터 블레이드 코팅법 등 종래 공지된 도공 방법에 의해 행할 수 있다.
도공 후, 통상 70∼110℃의 온도에서 1∼5분 정도 건조 처리하는 것에 의해 점착제층이 형성된다.
점착제층의 두께는, 충분한 접착력을 얻는다는 관점에서 13㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15㎛ 이상, 더 바람직하게는 18㎛ 이상, 가장 바람직하게는 20㎛ 이상이다. 또한, 도공 가능한 두께로 하는 관점에서, 상기 두께는 100㎛ 이하가 바람직하고, 50㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 태양 전지용 보호재는, 적어도, 상기 불소계 수지 필름, 상기 점착제층, 및 상기 방습 필름을 이 순서로 갖는 것이 바람직하고, 프론트 시트에 이용하는 경우, 불소계 수지 필름을 폭로 측에 갖는 것이 바람직하다. 또한, 불소계 수지 필름과 방습 필름을 점착제층을 개재시켜 적층할 때, 방습 필름의 무기층 측의 면을 불소계 수지 필름 측으로 하여 적층하면, 태양 전지 보호재의 보관 시 및 사용 시에서의 무기층에의 손상을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 태양 전지용 보호재에는, 본 발명의 주된 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 물성(유연성, 내열성, 투명성, 접착성 등)이나 성형 가공성 또는 경제성 등을 추가로 향상시킬 목적으로, 그 밖의 층을 적층시켜도 좋다.
본 발명의 태양 전지용 보호재에 있어서 적층할 수 있는 그 밖의 층으로서는, 통상 태양 전지용 보호재에 사용할 수 있는 어떤 층도 사용 가능하지만, 예컨대 봉지재, 집광재, 도전재, 전열재, 수분 흡착재 등의 층을 적층할 수 있다.
이들 그 밖의 층에는, 필요에 따라, 여러 가지의 첨가제를 첨가할 수 있다. 해당 첨가제로서는, 예컨대 대전 방지제, 자외선 흡수제, 가소제, 활제, 충전재, 착색제, 내후 안정제, 블록킹 방지제, 산화 방지제 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 자외선 흡수제, 내후 안정제 및 산화 방지제로서는, 전술한 기재에 이용하는 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 보호재의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 컬 발생 억제, 내전압성의 관점에서, 바람직하게는 60∼600㎛이고, 보다 바람직하게는 75∼350㎛이고, 더 바람직하게는 90∼300㎛이다.
(태양 전지용 보호재의 방습성)
본 발명의 태양 전지용 보호재는, 전술한 대로, 기재에 무기층을 갖는 수증기 투과율 0.1g/m2/day 미만의 방습 필름을 이용하는 것에 의해, 초기 방습성이 수증기 투과율로 바람직하게는 0.1g/m2/day 이하이고, 보다 바람직하게는 0.05g/m2/day 이하인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 보호재는, 초기 방습성이 우수하고, 또한 고온 고습 환경 하에서의 보존에 있어서도 방습성이나 디라미네이션 방지도 우수하다.
또한, 상기 점착제를 이용하는 것에 의해, 그의 방습성은, 진공 라미네이션 및 JIS C 60068-2-66에 준하는 프레셔 쿠커 테스트에 의한 연속하는 고온 고습 환경에 의한 방습성의 저하도, 즉, (상기 고온 고습 환경 후의 수증기 투과율/초기 수증기 투과율)을, 통상 25 이하, 바람직하게는 15 이하, 보다 바람직하게는 10 이하, 더 바람직하게는 2 이하로 할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서의 태양 전지용 보호재의 「초기 방습성」이란, 부재가 진공 라미네이트 조건 등의 고온 고습 환경 하에서의 열 등의 이력을 받기 전의 방습성을 말하고, 열 등에 의한 방습성 열화가 일어나기 전의 값을 의미한다. 따라서, 제조 직후부터 고온 고습 처리 전까지의 경시적인 변화를 포함하는 것이다. 예컨대, 100℃ 전후의 고온 고습 환경, 130∼180℃에서 10분∼40분 행해지는 열 라미네이션 처리 등의 열 처리가 행해져 있지 않은 상태에서의 방습성의 값을 의미한다. 「초기 수증기 투과율」도 마찬가지이다.
본 발명에 있어서의 각 방습성은 JIS Z 0222 「방습 포장 용기의 투습도 시험 방법」, JIS Z 0208 「방습 포장재 양의 투습도 시험 방법(컵법)」의 여러 조건에 준하여 평가할 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 보호재는 또한, 상기 방습 필름 기재의 두께가 25∼250㎛인 것에 의해, 컬 발생이 억제된다. 또한, 태양 전지용 보호재의 두께가 90㎛ 이상인 것에 의해, 내전압성 및 쿠션성도 우수하다. 내전압성에 대해서는, 예컨대 부분 방전압의 측정에 의해 평가할 수 있고, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법으로 평가할 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 보호재는, IEC60664-1:2007 Clause 6.1.3.5에 준거하여 측정되는 부분 방전압이 400V 이상인 것이 바람직하고, 600V 이상인 것이 보다 바람직하고, 800V 이상인 것이 더 바람직하다.
<봉지재 일체형 보호재>
본 발명의 봉지재 일체형 보호재는, 전술한 본 발명의 태양 전지용 보호재의 상기 방습 필름 측에, 추가로 봉지재층이 적층되어 이루어지는 것이다. 미리 봉지재층을 적층한 봉지재 일체형의 보호재로 하는 것에 의해, 후술하는 태양 전지 모듈 제조에 있어서, 진공 라미네이트 공정에서의 프론트 시트, 봉지재, 발전 소자, 봉지재, 백 시트 각각을 개개로 적층하는 작업을 저감할 수 있어, 태양 전지 모듈 제조의 효율화를 도모할 수 있다.
본 발명의 봉지재 일체형 보호재에 있어서, 봉지재층을 구성하는 봉지재로서는, 예컨대 실리콘 수지계 봉지재나, 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체, 에틸렌과 α-올레핀의 랜덤 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 α-올레핀으로서는, 프로필렌, 1-뷰텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 3-메틸-뷰텐-1, 4-메틸-펜텐-1 등을 들 수 있다.
봉지재 일체형 보호재에 있어서, 봉지재층의 폭 WD는, 상기 불소계 수지 필름의 폭 WA보다 작고, 또한 상기 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층이 갖는 최대폭 WP보다 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 진공 라미네이트 시에, 불소계 수지 필름 이외의 상기 보호재 구성층의 단면을 봉지재에 의해 봉지하여, 보호재의 방습성의 저하 및 디라미네이션을 방지할 수 있다.
적층되는 봉지재층의 두께는, 태양 전지 소자의 보호의 관점에서, 바람직하게는 200∼750㎛, 보다 바람직하게는 300∼600㎛이다.
본 발명의 태양 전지용 보호재에 봉지재층을 적층하는 방법으로서는, 공지된 방법을 이용할 수 있다. 예컨대, 태양 전지용 보호재의 상기 방습 필름 측의 면에, 필요에 따라 접착제층을 개재시켜, 봉지재층을 적층하면 좋다. 상기 접착제층에는, 전술한 점착제와 마찬가지의 것, 또는 용액형 접착제, 열경화형 접착제, 핫 멜트 접착제 등의 공지된 접착제를 사용할 수 있다. 해당 접착제로서는, 폴리우레탄계 접착제를 포함하는 것이 바람직하고, 폴리우레탄계 접착제를 주성분으로 하는 것이 보다 바람직하다.
<롤 형상물>
본 발명의 롤 형상물은, 전술한 본 발명의 태양 전지용 보호재 또는 봉지재 일체형 보호재가 권취되어 이루어지는 것이다. 롤 형상물로 하는 것에 의해, 그 후의 가공성, 운반성, 생산성을 양호하게 할 수 있고, 외관의 보호를 도모하기 쉽게 할 수 있다.
권취의 길이는 50m 이상으로 하는 것이 바람직하고, 100m 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
<커버 시트 부착 롤 형상물>
본 발명의 커버 시트 부착 롤 형상물은, 전술한 본 발명의 태양 전지용 보호재 또는 봉지재 일체형 보호재가 권취되어 이루어지는 롤 형상물로서, 상기 롤 형상물의 표면 중, 불소계 수지 필름이 돌출하는 개소에 대응하는 개소의 적어도 일부를, 이하의 조건에 의해 측정되는 휨 길이가 70mm 이하이고, 또한 내하중 함몰이 0.1 이하인 커버 시트로 덮어서 이루어지는 것이다.
[휨 길이]
(1) 폭 20mm, 길이 120mm의 샘플을 채취한다.
(2) 샘플을 대 위에, 샘플 중 길이 100mm의 부분이 대로부터 돌출하도록 하여 배치하고, 샘플의 대 위의 부분에 무게 5kg의 추를 올려 샘플을 고정한다.
(3) 샘플의 대로부터 돌출하는 부분의 단부가, 대로부터 아래로 드리워지는 길이 「x」(단위: mm)를 측정하여, 이 값을 휨 길이로 한다.
휨 길이란, 커버 시트 등의 휘어지기 쉬운 정도를 나타내는 지표이다.
한편, 휨 길이는, 수치가 안정된 상태에서 측정하는 것이 바람직하고, 통상 샘플을 고정하여 5분 경과 후에 측정을 행한다. 또한, 측정의 온도 조건은 23℃ 정도인 것이 적합하다.
또한, 샘플의 대 위의 부분에는, 우선 바닥면이 20mm×20mm인 판을 올리고, 이어서 해당 판 위에 5kg의 추를 올리는 것이 바람직하다. 판의 높이는 5∼15mm 정도이고, 재질은 특별히 묻지 않으며, 유리판, 철판 등을 들 수 있다.
[내하중 함몰]
(1) 100mm 사방의 샘플을 채취한다.
(2) 샘플을 두께 20mm의 유리판 위에 설치하고, 샘플의 중앙부에 직경 5mm, 무게 0.5g의 강철구를 싣고, 추가로 강철구 위에서 2kg의 하중을 건다.
(3) 샘플의 함몰 「d」(단위: ㎛)를 측정하여, 샘플의 두께 「t」(단위: ㎛)와의 비 「d/t」를 내하중 함몰로 한다.
내하중 함몰이란, 커버 시트 등의 함몰되기 어려운 정도를 나타내는 지표이다.
한편, 샘플의 함몰 「d」는, 가장 깊은 함몰 개소의 깊이를 측정하는 것으로 한다.
또한, 내하중 함몰은, 수치가 안정된 상태에서 측정하는 것이 바람직하고, 통상 샘플에 강철구를 싣고, 추가로 강철구 위에서 하중을 걸고 나서 23℃에서 24시간 경과 후에 측정을 행한다.
전술한 본 발명의 태양 전지용 보호재 또는 봉지재 일체형 보호재는, 불소계 수지 필름의 폭이 넓기 때문에, 해당 필름이 다른 보호재 구성층보다 돌출한 돌출부를 갖고 있다. 따라서, 전술한 본 발명의 태양 전지용 보호재 또는 봉지재 일체형 보호재를 권취한 롤 형상물도, 이와 같은 돌출부를 갖고 있다. 그리고, 이와 같은 돌출을 갖는 롤 형상물은, 수송 시 등에 돌출부가 절곡(折曲)되거나, 주름이 생기는 경우가 있다.
본 발명의 커버 시트 부착 롤 형상물은, 롤 형상물의 표면 중, 불소계 수지 필름이 돌출하는 개소에 대응하는 개소의 적어도 일부를 커버 시트로 덮는 것에 의해, 수송 시 등에 돌출부가 절곡되거나, 주름이 생기는 것을 방지한 것이다.
커버 시트는, 불소계 수지 필름이 돌출하는 개소에 대응하는 적어도 일부를 덮으면 좋지만, 해당 개소의 50% 이상 덮는 것이 바람직하고, 해당 개소의 전부를 덮는 것이 더 바람직하다. 또한, 보다 더 바람직한 태양은, 롤 형상물 표면의 전부를 덮는 것이다.
커버 시트의 폭 Wk와 불소계 수지 필름의 폭 WA의 비([WK]/[WA])는 1 이상인 것이 바람직하고, 1.05 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.15 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, 취급성의 관점에서, [WK]/[WA]는 1.5 이하인 것이 바람직하고, 1.3 이하인 것이 보다 바람직하다.
한편, 돌출부의 절곡이나 주름은, 주로 롤 형상물의 상하 방향으로부터의 부하이기 때문에, 롤 형상물의 표면을 커버 시트로 덮으면 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 또, 롤 형상물의 좌우 방향으로부터의 부하를 고려하여, 롤 형상물의 측면도 커버 시트로 덮어도 좋다.
휨 길이는 60mm 이하인 것이 바람직하고, 50mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 40mm 이하인 것이 더 바람직하다. 내하중 함몰은 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.03 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 커버 시트로 롤 형상물의 표면을 덮을 때의 취급성이나, 커버 시트의 길이 방향 단부의 고정을 유지하는 관점에서, 휨 길이가 5mm 이상, 내하중 함몰이 0.01 이상인 것이 바람직하고, 휨 길이가 10mm 이상, 내하중 함몰이 0.02 이상인 것이 보다 바람직하다.
커버 시트로서는, 에틸렌, 프로필렌, 뷰텐 등의 단독중합체 또는 공중합체 등의 폴리올레핀; 환상 폴리올레핀(Cyclo-Olefin-Polymer: COP) 등의 비정질 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터; 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 공중합 나일론 등의 폴리아마이드; 폴리이미드, 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 셀룰로스다이아세테이트, 셀룰로스아세테이트뷰티레이트, 폴리에터설폰, 폴리설폰, 폴리메틸펜텐, 폴리염화바이닐, 폴리바이닐아세탈, 폴리에터케톤, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카보네이트, 폴리우레탄 등의 플라스틱 시트를 적합하게 이용할 수 있다.
커버 시트의 두께는, 50㎛∼2mm가 바람직하고, 100㎛∼1mm가 보다 바람직하다.
또한, 커버 시트는 롤 형상물과 블록킹을 일으킬 가능성이 있다. 특히, 롤 형상물의 아래쪽에 위치하는 커버 시트는, 롤 형상물의 무게에 의해, 롤 형상물과 커버 시트 사이에서 블록킹을 일으키기 쉽다. 이 때문에, 커버 시트는 소정의 표면 거칠기를 갖는 것이 바람직하고, 구체적으로는, JIS B 0601의 산술 평균 거칠기 Ra가 50nm 이상인 것이 적합하다.
또한, 커버 시트는, 소정의 강도를 가지면서, 쿠션성을 구비한 것이 바람직하다. 이 때문에, 상기 예시한 플라스틱 시트를 베이스로 한 발포 플라스틱 필름이 적합하다.
한편, 발포 플라스틱 필름은, 불투명하기 때문에 적층체의 투명성이 높은 경우에 구별하기 쉽다는 점, 블록킹 방지성이 우수하다는 점, 및 경량이기 때문에 취급성도 우수하다는 점에서도 적합하다.
본 발명에서는, 커버 시트가 롤 형상물의 표면을 덮도록 구성되어 있으면 좋지만, 수송 중에 당해 상태가 무너지지 않도록, 커버 시트와 롤 형상물을, 테이프나 접착제를 이용하여 부분적으로 접합하는 것이 바람직하다. 또한, 커버 시트가 롤 형상물의 표면의 전부를 덮는 상태인 경우, 커버 시트의 길이 방향의 양 단부를 테이프나 접착제로 고정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 커버 시트와 불소계 수지 필름이 이하의 (a') 및/또는 (b')의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.
(a') [커버 시트의 휨 길이]/[불소계 수지 필름의 휨 길이]: 2 이하
(b') [커버 시트의 내하중 함몰]/[불소계 수지 필름의 내하중 함몰]: 2 이하
상기 (a') 또는 (b')의 조건을 만족시키는 것에 의해, 돌출부의 절곡이나 주름을 방지하기 쉽게 할 수 있고, 상기 (a') 및 (b')의 조건을 만족시키는 것에 의해, 돌출부의 절곡이나 주름을 더욱 방지하기 쉽게 할 수 있다.
또한, (a') [커버 시트의 휨 길이]/[불소계 수지 필름의 휨 길이]는 1 이하인 것이 바람직하고, 0.1∼0.6인 것이 보다 바람직하다. 또한, (b') [커버 시트의 내하중 함몰]/[불소계 수지 필름의 내하중 함몰]은 1 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 이하인 것이 더 바람직하고, 0.01∼0.2인 것이 보다 더 바람직하다.
<태양 전지용 보호재의 제조 방법>
본 발명의 태양 전지용 보호재의 제조 방법은, 이하의 (1)∼(3)의 공정을 순차로 행하는 것이다.
(1) 방습 필름 위에 점착제층을 갖는 적층체 X를 제작하는 공정
(2) 적층체 X의 폭 방향의 양단을 슬릿하여, 적층체 X'로 하는 공정
(3) 점착제층 위에, 적층체 X'의 폭 WX'보다도 넓은 폭 WA를 갖는 불소계 수지 필름을, 불소계 수지 필름의 양단이 점착제층의 양단으로부터 돌출하도록 하여 접합하는 공정
<공정 (1)>
공정 (1)에서는, 방습 필름 위에 점착제층을 갖는 적층체 X를 제작한다.
적층체 X는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 방습 필름(3) 위에 점착제층(21)을 갖고 있으면 좋다. 한편, 도시하지 않지만, 적층체 X는 방습 필름(3)의 반대측의 면에, 별도의 점착제층이나 다른 기능층 등을 갖고 있어도 좋다.
또한, 공정 (2)에서의 슬릿 작업성이나, 취급성을 향상시키기 위해서, 점착제층 위에는 도시하지 않는 이형 시트를 갖는 것이 바람직하다.
적층체 X는, 방습 필름 위에 점착제층 조성물을 도포, 건조시켜 점착제층을 형성하는 것에 의해 제작할 수 있다. 또한, 점착제층은, 별도의 기재 위에 형성한 점착제층을, 방습 필름에 전사하는 것에 의해 형성할 수도 있다.
또한, 적층체 X가 이형 시트를 갖는 경우, 적층체 X는, 방습 필름 위에 점착제층을 형성한 후에 이형 시트를 접합하는 것에 의해서도 제작할 수 있지만, 이형 시트 위에 점착제층 조성물을 도포, 건조시켜 점착제층을 형성한 후, 점착제층에 방습 필름을 접합하는 것에 의해 제작하는 것이 바람직하다.
후자의 수법에 의하면, 방습 필름이 내열성이 뒤떨어지는 재료인 경우, 이형 시트로서 내열성이 우수한 재료를 이용하는 것에 의해, 방습 필름 위에 점착제층을 갖는 적층체 X를 용이하게 제작할 수 있다는 점에서 적합하다.
점착제층 조성물을 방습 필름 또는 이형 시트 위에 도포, 건조시켜 점착제층을 형성하는 경우, 방습 필름 또는 이형 시트의 반송 속도는 5∼15m/분으로 하는 것이 바람직하다. 5m/분 이상으로 하는 것에 의해 생산 효율을 올릴 수 있고, 15m/분 이하로 하는 것에 의해, 건조 부족에 의해 용제가 잔존하는 것에 의한 발포를 방지할 수 있다.
<공정 (2)>
공정 (2)에서는, 적층체 X의 폭 방향의 양단을 슬릿하여, 적층체 X'로 한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 공정 (1)이 완료한 단계에서는, 방습 필름(3) 및 이형 시트의 폭보다도, 점착제층(21)의 폭이 좁아져 있어, 적층체 X의 측면에 단차(段差)가 생겨 있다. 이는, 기재 폭에 점착제층의 폭을 일치시키도록 하여 점착제층 조성물을 도포하고자 하면, 점착제층 조성물이 기재의 뒷쪽에 휘감겨서, 제조 불량이 되어 버리기 때문에, 제조 형편상 부득이한 일이다.
그리고, 적층체의 측면에 단차를 가진 채로 불소계 수지 필름(1)을 접합하면, 도 6과 같이, 돌출부를 갖는 적층체의 측면에 좁은 오목부가 형성되어 버린다. 그리고, 해당 적층체를, 봉지재를 이용하여 진공 라미네이트할 때, 이 좁은 오목부에 공기가 잔존하기 쉬워, 발포의 원인이 되기 쉽다.
한편, 본 발명과 같이 공정 (2)의 슬릿 공정을 경유하는 것에 의해, 적층체 X'의 측면은 단차가 없게 되어, 불소계 수지 필름을 접합해도 돌출부를 갖는 적층체의 측면에 좁은 오목부가 형성되는 것을 방지할 수 있고, 봉지재를 이용한 진공 라미네이트 시의 발포를 방지할 수 있다.
슬릿의 위치는, 적층체 X를 구성하는 재료 모두(방습 필름, 점착제층, 이형 시트)를 슬릿할 수 있는 위치로 하는 것이 바람직하다.
슬릿의 방식은 특별히 제한되는 것 없이, 공지된 슬리터(slitter)를 이용하여 행할 수 있다.
적층체 X가 이형 시트를 갖는 경우, 공정 (2)의 후에, 불소계 수지 필름을 접합하기 전에, 이형 시트를 박리하는 공정을 경유하는 것이 바람직하다.
<공정 (3)>
공정 (3)에서는, 점착제층 위에, 적층체 X'의 폭 WX'보다도 넓은 폭 WA를 갖는 불소계 수지 필름을, 불소계 수지 필름의 양단이 점착제층의 양단으로부터 돌출하도록 하여 접합한다.
공정 (3)에서 얻어진 적층체는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 불소계 수지 필름(1)은 폭 방향에 있어서 점착제층(21) 및 방습 필름(3)의 양단으로부터 돌출되어 있어, 돌출부(11)를 갖는 적층체로 되어 있다.
적층체 X'와 불소계 수지 필름은, 공지된 라미네이트 장치 등을 이용하여 접합할 수 있다. 한편, 접합 시, 불소계 수지 필름의 폭을, 적층체 X'의 폭에 대하여 좌우 균등하게 길게 하기 위해서, EPC(엣지 포지션 컨트롤(edge position control)) 장치를 이용하여, 적층체 X'와 불소계 수지 필름 폭의 위치 조정을 행하는 것이 바람직하다.
공정 (3)에서는, 적층체 X' 및 불소계 수지 필름의 반송 속도를 20∼30m/분으로 하는 것이 바람직하다. 20m/분 이상으로 하는 것에 의해 생산 효율을 올릴 수 있고, 30m/분 이하로 하는 것에 의해 EPC 장치에 의한 폭 조정을 쉽게 행할 수 있다.
<태양 전지 모듈, 태양 전지의 제조 방법>
본 발명의 태양 전지용 보호재는, 그대로, 또는 추가로 유리판 등과 접합하여 태양 전지용 표면 보호재로서 이용할 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 보호재를 프론트 시트, 백 시트 등의 표면 보호재의 층 구성에 사용하고, 태양 전지 소자를 고정하는 것에 의해 태양 전지 모듈을 제작할 수 있다.
이와 같은 태양 전지 모듈로서는, 여러 가지 타입의 것을 예시할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 태양 전지용 보호재를 프론트 시트로서 사용한 경우, 봉지재와, 태양 전지 소자와, 백 시트를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈을 들 수 있다. 구체적으로는, 프론트 시트(본 발명의 태양 전지용 보호재)/봉지재(봉지 수지층)/태양 전지 소자/봉지재(봉지 수지층)/백 시트의 구성인 것; 백 시트의 내주면(內周面) 위에 형성시킨 태양 전지 소자 위에 봉지재와 프론트 시트(본 발명의 태양 전지용 보호재)를 형성시키는 것과 같은 구성인 것; 프론트 시트(본 발명의 태양 전지용 보호재)의 내주면 위에 형성시킨 태양 전지 소자, 예컨대 불소 수지계 투명 보호재 위에 비정질 태양 전지 소자를 스퍼터링 등으로 제작한 것의 위에 봉지재와 백 시트를 형성시키는 것과 같은 구성인 것 등을 들 수 있다.
태양 전지 소자로서는, 예컨대 단결정 실리콘형, 다결정 실리콘형, 비정질 실리콘형, 갈륨-비소, 구리-인듐-셀레늄, 구리-인듐--갈륨-셀레늄, 카드뮴-텔루륨 등의 III-V족이나 II-VI족 화합물 반도체형, 색소 증감형, 유기 박막형 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서의 태양 전지용 보호재를 이용하여 태양 전지 모듈을 형성하는 경우, 상기 태양 전지 발전 소자의 종류에 의해 방습성이, 수증기 투과율로 0.1g/m2/day 미만 정도의 저방습 필름으로부터 0.01g/m2/day 미만 정도의 고방습 필름까지 소자의 타입에 따라 적절히 선택되어, 적당한 인장 저장 탄성률과 두께를 갖는 점착제를 사용해서 적층하여 형성한다.
본 발명의 태양 전지용 보호재를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈을 구성하는 다른 각 부재에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 프론트 시트와 백 시트의 양쪽에 본 발명의 태양 전지용 보호재를 사용해도 좋지만, 한쪽에 금속이나 유리 등의 무기 재료로 이루어지는 시트나 각종 열가소성 수지 필름 등의 단층 또는 다층의 시트를 이용해도 좋다. 해당 금속으로서는, 예컨대 주석, 알루미늄, 스테인레스 등을 들 수 있고, 열가소성 수지 필름으로서는, 폴리에스터, 불소 함유 수지, 폴리올레핀 등의 단층 또는 다층의 시트를 들 수 있다. 프론트 시트 및/또는 백 시트의 표면에는, 봉지재나 다른 부재와의 접착성을 향상시키기 위해서 프라이머 처리나 코로나 처리 등 공지된 표면 처리를 실시할 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 보호재를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈을 전술한 프론트 시트(본 발명의 태양 전지용 보호재)/봉지재/태양 전지 소자/봉지재/백 시트와 같은 구성인 것을 예로 하여 설명한다. 태양광 수광측으로부터 순차로, 본 발명의 태양 전지용 보호재, 봉지재, 태양 전지 소자, 봉지재, 백 시트가 적층되어 이루어지고, 추가로 백 시트의 아래 면에 접속 박스(junction box)(태양 전지 소자로부터 발전된 전기를 외부로 취출하기 위한 배선을 접속하는 단자 박스)가 접착되어 이루어진다. 태양 전지 소자는, 발전 전류를 외부로 전도하기 위해서 배선에 의해 연결되어 있다. 배선은, 백 시트에 설치된 관통 구멍을 통하여 외부로 취출되어, 접속 박스에 접속되어 있다.
태양 전지 모듈의 제조 방법으로서는, 공지된 제조 방법이 적용될 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로는, 본 발명의 태양 전지용 보호재, 봉지재, 태양 전지 소자, 봉지재, 백 시트의 순서로 적층하는 공정과, 그들을 진공 흡인하여 가열 압착하는 공정을 갖는다. 상기 진공 흡인하여 가열 압착하는 공정은, 예컨대 진공 라미네이터에서, 온도가 바람직하게는 130∼180℃, 보다 바람직하게는 130∼150℃, 탈기 시간이 2∼15분, 프레스 압력이 0.05∼0.1MPa, 프레스 시간이 바람직하게는 8∼45분, 보다 바람직하게는 10∼40분으로 가열 가압 압착하는 것에 의해 이루어진다.
또한, 배치식의 제조 설비나 롤-투-롤식의 제조 설비 등도 적용할 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 보호재를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈은, 적용되는 태양 전지의 타입과 모듈 형상에 의존하지 않고, 모바일 기기로 대표되는 소형 태양 전지, 지붕이나 옥상에 설치되는 대형 태양 전지 등 옥내, 옥외에 상관없이 각종 용도에 적용할 수 있다. 특히, 전자 디바이스 중에서도, 화합물계 발전 소자 태양 전지 모듈이나 비정질 실리콘계 등의 가요성 태양 전지 모듈용의 태양 전지용 보호재로서 적합하게 이용된다.
실시예
이하에, 본 발명을 실시예에 의해 더 구체적으로 설명하지만, 이들 실시예 및 비교예에 의해 본 발명은 제한을 받는 것은 아니다. 한편, 여러 가지 물성의 측정 및 평가는 다음과 같이 하여 행했다.
(물성 측정)
(1) 점착제층의 인장 저장 탄성률
실리콘 이형 PET 필름 위에 점착제를, 25g/m2로 되도록 도포했다. 이것을 40℃에서 4일간 양생하고, 추가로 그 후 150℃에서 30분 유지하여 점착제층을 형성했다. 그 후, 당해 점착제층만을 취출하고, 두께가 200㎛로 되도록 소정의 매(枚)수를 포개어, 시료(세로 4mm, 가로 60mm, 두께 200㎛)를 조제하고, 얻어진 시료에 대하여, IT계측(주)제의 점탄성 측정 장치, 상품명 「점탄성 스펙트로미터 DVA-200」을 이용하여, 진동 주파수 10Hz, 변형 0.1%, 승온 속도 3℃/분, 척 사이 25mm에서 가로 방향에 대하여, -100℃로부터 180℃까지 샘플에 인가된 변형에 대한 응력을 측정하고, 얻어진 데이터로부터 100℃, 주파수 10Hz, 변형 0.1%에서의 인장 저장 탄성률(MPa)을 구했다.
(2) 단면 봉지 상태
유리, 봉지재 및 각 태양 전지용 보호재 E-1∼E-6을, 불소계 수지 필름이 폭로 측이 되도록 순차로 적층하고, 150℃×15분의 조건에서 진공 라미네이션을 행하고, 상태를 관찰하여, 하기의 기준으로 평가했다.
(○) 봉지재가 불소계 수지 필름 폭 단면까지 도달하여, 극단적인 박육화가 일어나 있지 않다.
(×) 봉지재가 불소계 수지 필름 폭 단면까지 휘감겨 있지 않거나, 또는 도달해 있는 봉지재의 두께가 적어, 단부에서 박육화가 일어나 있다.
(3) 프레셔 쿠커(PC) 시험
태양 전지용 보호재(E-1∼E-6)를 상기의 방법으로 진공 라미네이션을 행한 후, 도미정공사제 프레셔 쿠커 시험 LSK-500을 이용하여, 105℃, 습도 100%, 48시간의 시험(PC48) 조건에서 프레셔 쿠커 시험을 행한 후, 수증기 투과율을 측정했다.
(4) 프레셔 쿠커(PC) 디라미네이션 시험
양생 후의 태양 전지용 보호재(E-1∼E-6)를 상기의 방법으로 진공 라미네이션을 행한 후, 도미정공사제 프레셔 쿠커 시험 LSK-500을 이용하여, 105℃, 습도 100%의 시험 조건에서, 태양 전지용 보호재의 단면부에 있어서 디라미네이션의 발생을 육안으로 확인할 수 있기까지의 시험 시간을 측정했다. 90시간으로 디라미네이션의 발생을 확인할 수 없는 것은 90시간 초과(>90)로 했다.
(5) 수증기 투과율
방습 필름의 수증기 투과율은, 방습 필름 제작 후, 1주일 동안 40℃ 보관 후의 시점에서의 수증기 투과율로서, 하기의 수법으로 측정했다.
또한, 태양 전지용 보호재(E-1∼E-6)에 대해서는, 양생 후의 측정값을 초기 수증기 투과율로 하고, 당해 양생 후에, 유리, 태양 전지용 보호재(불소계 수지 필름이 폭로 측)를 적층하고, 150℃에서 30분의 조건에서의 열 처리를 행하여, 상기 (3)의 조건에서 프레셔 쿠커 시험을 행한 후의 각 태양 전지용 보호재의 측정값을 프레셔 쿠커 시험 후의 수증기 투과율의 값으로 했다.
구체적으로는, JIS Z 0222 「방습 포장 용기의 투습도 시험 방법」, JIS Z 0208 「방습 포장 재료의 투습도 시험 방법(컵법)」의 여러 조건에 따라, 다음의 수법으로 평가했다.
투습 면적 10.0cm×10.0cm 각의 각 태양 전지용 보호재를 2매 이용하여, 흡습제로서 무수 염화칼슘 약 20g을 넣어 4변을 봉한 자루를 제작하고, 그 자루를 온도 40℃ 상대 습도 90%의 항온 항습 장치에 넣고, 72시간 이상의 간격으로 약 200일째까지 질량 측정하여, 4일째 이후의 경과 시간과 자루 중량의 회귀 직선의 기울기로부터 수증기 투과율 g/m2/day를 산출했다. 방습성의 저하도는, [프레셔 쿠커 시험(PC48) 후의 수증기 투과율/초기 수증기 투과율]에 의해 산출했다.
<구성 필름>
(불소계 수지 필름)
불소계 수지 필름으로서, 테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체(ETFE) 필름(아사히가라스(주)제, 상품명: 어플렉스 50 MW1250 DCS, 두께 50㎛)이고 하기 크기인 것을 사용했다.
A-1: 불소계 수지 필름을 폭 200mm로 재단하여 사용했다.
A-2: 불소계 수지 필름을 폭 230mm로 재단하여 사용했다.
A-3: 불소계 수지 필름을 폭 180mm에 재단하여 사용했다.
(점착제 1)
온도계, 교반기, 환류 냉각관, 질소 가스 도입관을 구비한 반응 장치를 이용하여, 아크릴산뷰틸 90질량부, 아크릴산 10질량부, 아세트산에틸 75질량부, 톨루엔 75질량부의 혼합 용액에, 아조비스아이소뷰티로나이트릴 0.3질량부를 가하여, 질소 가스 분위기 하에 80℃에서 8시간 중합했다. 반응 종료 후, 톨루엔으로 고형분 30질량%로 조제하여, 질량 평균 분자량 50만인 수지를 얻었다. 얻어진 수지 100질량부에 대하여 아이소사이아네이트계 가교제로서 콜로네이트 L(상품명: 닛폰폴리우레탄공업사제, 고형분 75질량%) 1질량부를 첨가하여, 점착제 1을 조제했다. 100℃에서의 인장 저장 탄성률을 측정한 결과를 표 1에 나타낸다.
(점착제 2)
온도계, 교반기, 환류 냉각관, 질소 가스 도입관을 구비한 반응 장치를 이용하여, 아크릴산뷰틸 40질량부, 아크릴산아이소뷰틸 10질량부, 아크릴산메틸 40질량부, 아크릴산 10질량부, 아세트산에틸 75질량부, 톨루엔 75질량부의 혼합 용액에, 아조비스아이소뷰티로나이트릴 0.3질량부를 가하여, 질소 가스 분위기 하에 80℃에서 8시간 중합했다. 반응 종료 후, 톨루엔으로 고형분 30질량%로 조제하여, 질량 평균 분자량 50만인 수지를 얻었다. 얻어진 수지 100질량부에 대하여 아이소사이아네이트계 가교제로서 콜로네이트 L(상품명: 닛폰폴리우레탄공업사제, 고형분 75질량%) 1질량부를 첨가하여, 점착제 2를 조제했다. 100℃에서의 인장 저장 탄성률을 측정한 결과를 표 1에 나타낸다.
(방습 필름)
기재로서, 두께 12㎛의 2축 연신 폴리에틸렌나프탈레이트 필름(데이진듀퐁제, 「Q51C12」)을 이용하고, 그 코로나 처리면에 하기의 코팅액을 도포 건조시켜 두께 0.1㎛의 앵커 코팅층을 형성했다.
이어서, 진공 증착 장치를 사용하여 1.33×10-3Pa(1×10-5Torr)의 진공 하에서 SiO를 가열 증발시키고, 앵커 코팅층 위에 두께 50nm의 SiOx(x=1.5) 박막을 갖는 방습 필름을 얻어, 폭 180mm로 재단하여 사용했다. 제작한 방습 필름 B-1의 수증기 투과율은 0.01g/m2/day였다.
코팅액
닛폰합성(주)제 「고세놀」(비누화도: 97.0∼98.8mol%, 중합도: 2400)의 폴리바이닐알코올 수지 220g을 이온 교환물 2810g에 가하여 가온 용해한 수용액에, 20℃에서 교반하면서 35mol% 염산 645g을 가했다. 이어서, 10℃에서 뷰틸알데하이드 3.6g을 교반하면서 첨가하고, 5분 후에, 아세트알데하이드 143g을 교반하면서 적하하여, 수지 미립자를 석출시켰다. 이어서, 60℃에서 2시간 유지한 후, 액을 냉각하고, 탄산수소나트륨으로 중화하고, 수세, 건조시켜, 폴리바이닐아세트아세탈 수지 분말(아세탈화도 75mol%)을 얻었다.
또한, 가교제로서 아이소사이아네이트 수지(스미토모바이엘우레탄(주)제 「스미둘 N-3200」)를 이용하여, 하이드록실기에 대한 아이소사이아네이트기의 당량비가 1:2가 되도록 혼합했다.
(접착제와 접착제 도액)
폴리우레탄폴리올 성분을 포함하는 주제로서 록페인트주식회사제 HD1013을 사용하고, 지방족계의 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트 성분을 포함하는 경화제로서 록페인트주식회사제 H62를 사용하여, 중량비로 10:1로 되도록 혼합하고, 고형분 농도가 30%로 되도록 아세트산에틸로 희석하여 접착제 도액을 조제했다.
(봉지재)
브리지스톤사제 봉지재 상품명: EVASKY S11(두께 500㎛, 융점 69.6℃)을 사용했다.
(유리)
AGC 파브리테크사제 태양 전지 전용 커버 유리 TCB09331(3.2mm 두께)을 사용하고, 실시예, 비교예 각각에 사용하는 불소계 수지 필름과 동일한 크기의 유리로 절삭 가공하여 사용했다.
실시예 1
두께 38㎛의 실리콘 이형 PET 필름(나카모토팍스사제, NS-38+A, 융점 262℃, 폭 180mm)에 점착제 1을 두께 20㎛로 되도록 도포하고, 건조시켜 점착제층을 형성했다. 형성한 점착면에 방습 필름의 SiOX면을 접합하고, 그 후 실리콘 이형 PET 필름을 박리하고, 다른 한쪽의 점착면에 불소계 수지 필름 A-1을 접합하고 40℃에서 4일간 양생하여 두께 82㎛의 태양 전지용 보호재 E-1을 제작했다. 한편, 불소계 수지 필름, 방습 필름 및 점착제층의 길이는 대략 동일하다.
유리, 봉지재, 태양 전지용 보호재 E-1(불소계 수지 필름이 폭로 측)의 순서로 되도록 적층하고, 150℃×15분의 조건에서 진공 라미네이트를 행하여, 단면 봉지 상태를 평가하고, 그 후 프레셔 쿠커 시험, 프레셔 쿠커 디라미네이션 시험을 실시하여, 수증기 투과율과 디라미네이션 발생 시간을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2
불소계 수지 필름으로서 A-2를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 두께 82㎛의 태양 전지용 보호재 E-2를 제작했다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 단면 봉지 상태, 수증기 투과율, 디라미네이션 발생 시간을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 3
두께 38㎛의 실리콘 이형 PET 필름(나카모토팍스사제, NS-38+A, 융점 262℃, 폭 180mm)에 점착제 1을 두께가 20㎛로 되도록 도포하고, 건조시켜 점착제층을 형성했다. 형성한 점착면에 방습 필름의 SiOX면을 접합하고, 그 후 실리콘 이형 PET 필름을 박리하고, 다른 한쪽의 점착면에 불소계 수지 필름 A-1을 접합했다.
이어서, 두께 188㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 접착제 도액을 두께 7㎛로 되도록 도공, 건조시켜 접착면을 형성했다. 앞서 제작한 적층체의 방습 필름면을 해당 접착면과 접합하고 40℃에서 4일간 양생하여 두께 287㎛의 태양 전지용 보호재 E-3을 제작했다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 단면 봉지 상태, 수증기 투과율, 디라미네이션 발생 시간을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 4
실시예 1의 점착제 1을 점착제 2로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 두께 82㎛의 태양 전지용 보호재 E-4를 제작했다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 단면 봉지 상태, 수증기 투과율, 디라미네이션 발생 시간을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 1
실시예 1의 불소계 수지 필름 A-1을 A-3으로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 두께 82㎛의 태양 전지용 보호재 E-5를 제작했다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 단면 봉지 상태, 수증기 투과율, 디라미네이션 발생 시간을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 범위 내에 있는 실시예 1∼4는 모두 방습성 및 디라미네이션의 발생 방지가 우수하고, 그 반면, 태양 전지용 보호재를 형성하는 각 층의 폭이 본 발명의 규정 범위 내에 없는 비교예 1은 디라미네이션 방지 성능이 뒤떨어지는 것이었다.
실시예 5
실시예 1에서 제작한 태양 전지용 보호재 E-1의 방습 필름 측의 면에, 점착제 1을 두께 5㎛로 되도록 도포하고, 건조시켜 점착제 1로 이루어지는 접착제층 1을 형성했다. 형성한 층의 점착면에, 폭 190mm의 봉지재 D-1을 적층하고, 40℃에서 4일간 양생하여, 두께 700㎛의 봉지재 일체형 보호재 F-1을 제작했다.
얻어진 봉지재 일체형 보호재 F-1은, 태양 전지용 보호재 E-1과 봉지재층 사이의 접착성이 양호했다. 또한, 봉지재 일체형 보호재 F-1에 대하여, PC 디라미네이션 시간 및 단면 봉지 상태의 평가를 행한 바, 실시예 1보다도 작업성이 우수하면서, 실시예 1과 마찬가지의 평가가 얻어졌다.
(방습 필름 B-2∼B-4)
방습 필름 B-1의 기재를 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에틸렌나프탈레이트 필름(미쓰비시수지사제, T100)으로 변경한 것 이외는, 방습 필름 B-1과 마찬가지로 방습 필름 B-2를 제작했다. 제작한 방습 필름 B-2의 수증기 투과율은 0.01g/m2/day였다.
방습 필름 B-1의 기재를 두께 100㎛의 2축 연신 폴리에틸렌나프탈레이트 필름(미쓰비시수지사제, T100)으로 변경한 것 이외는, 방습 필름 B-1과 마찬가지로 방습 필름 B-3을 제작했다. 제작한 방습 필름 B-3의 수증기 투과율은 0.01g/m2/day였다.
방습 필름 B-1의 기재를 두께 50㎛의 2축 연신 폴리에틸렌나프탈레이트 필름(미쓰비시수지사제, T100)으로 변경한 것 이외는, 방습 필름 B-1과 마찬가지로 방습 필름 B-4를 제작했다. 제작한 방습 필름 B-3의 수증기 투과율은 0.01g/m2/day였다.
(6) 컬 평가
태양 전지용 보호재 E6∼E8을 150℃로 유지한 오븐 내에 평평하게 두고, 5분간 정치시켰다. 그 후, 보호재의 4 모퉁이의 높이를 마이크로캘리퍼스에 의해서 측정하고, 4 모퉁이의 측정값의 평균값을 컬값으로 했다. 기준선은 보호재를 불소계 수지 필름이 상향으로 되도록 수평의 대 위에 두었을 때, 대와 보호재가 접하는 면으로 했다.
컬값 측정의 결과를 바탕으로 컬 억제 효과를 하기의 기준으로 판단했다.
○: 컬값이 0∼40mm
△: 컬값이 40mm보다 크고 80mm 이하
×: 컬값이 80mm보다 크다
(7) 부분 방전압
태양 전지용 보호재 E6∼E8의 부분 방전압의 측정은, IEC60664-1:2007 Clause 6.1.3.5에 준거하여 실시했다. 한편, 측정은, 환경이 온도 23±5℃, 상대 습도 40±10%로 제어되어 있는 측정실에서 실시했다.
실시예 6
방습 필름으로서 B-2를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 두께 195㎛ 태양 전지용 보호재 E-6을 제작했다.
실시예 7
방습 필름으로서 B-3을 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 두께 170㎛ 태양 전지용 보호재 E-7을 제작했다.
실시예 8
방습 필름으로서 B-4를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 두께 120㎛ 태양 전지용 보호재 E-8을 제작했다.
Figure pct00002
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 6∼8의 태양 전지용 보호재는, 컬 억제 효과 및 내전압이 우수한 것이었다. 한편, 실시예 6∼8의 태양 전지용 보호재에 대하여 실시예 1과 마찬가지로 단면 봉지 상태, 수증기 투과율, 디라미네이션 발생 시간을 평가한 바, 실시예 1과 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
(커버 시트 K-1∼K-4)
커버 시트로서, 이하의 것을 준비했다.
K-1: 발포 폴리에틸렌 시트(포렌화학산업사제, 포렌 시트, 두께 700㎛, 폭 250mm)
K-2: 폴리프로필렌 필름(고쿠고사제, 폴리프로필렌 시트(상품 코드: 07-175-02), 두께 500㎛, 폭 250mm)
K-3: 투명 폴리에스터 필름(미쓰비시수지사제, 다이야포일 T100, 두께 380㎛, 폭 250mm)
K-4: 폴리에틸렌 필름(TGK사제, 상품 코드: 125-18-18-01, 두께 30㎛, 폭 250mm)
(8) 휨 길이
도 3에 나타내는 바와 같이, 커버 시트 및 불소계 수지 필름 A-1을 폭 20mm, 길이 120mm의 스트립 형상으로 절단하여, 커버 시트 및 불소계 수지 필름의 측정 샘플 S를 제작했다. 이어서, 샘플 S를 높이 100mm 이상의 대(71)에, 샘플 S 중 폭 20mm×길이 100mm의 부분이 대로부터 돌출하도록 하여 설치하고, 샘플 S의 대 위의 부분에 바닥면이 20mm×20mm이고 높이 10mm인 철판을 싣고, 그 위에 중량 5kg의 추(72)를 올렸다. 샘플 S의 대로부터 돌출하는 부분의 단부가, 대(71)로부터 드리워지는 길이 「x」(단위: mm)를 측정하여, 이 값을 휨 길이로 했다.
한편, 측정은 샘플을 고정하여 5분 경과 후에 행하고, 측정 시의 온도 조건은 23℃로 했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(9) 내하중 함몰
도 4에 나타내는 바와 같이, 커버 시트 및 불소계 수지 필름 A-1을 100mm 사방으로 절단하여, 커버 시트 및 불소계 수지 필름의 측정 샘플 S를 제작했다. 이어서, 샘플 S를 두께 20mm의 유리판(81) 위에 설치하고, 샘플의 중앙부에 직경 5mm이고 무게 0.5g인 강철구(82)를 싣고, 추가로 강철구(82) 위에서 2kg의 하중을 걸었다. 23℃에서 24시간 경과 후의 샘플 S의 함몰 중, 가장 깊은 함몰 개소의 깊이 「d」(단위: ㎛)를 측정하여, 샘플 S의 두께 「t」(단위: ㎛)와의 비 「d/t」를 내하중 함몰로 했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(10) 돌출부의 내절곡성
실시예 9∼11 및 참고예 1에서 얻어진 커버 시트 부착 롤 형상물에 대하여, 커버 시트 위로부터, 돌출 개소에 대응하는 개소에 5kg의 하중을 24시간 걸고, 불소계 수지 필름의 상태를 육안으로 관찰하여, 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(○): 불소계 수지 필름의 방습 필름보다도 돌출되어 있는 부분이 절곡되어 있지 않은 것
(×): 불소계 수지 필름의 방습 필름보다도 돌출되어 있는 부분이 절곡되어 있는 것
(11) 커버 시트의 단부의 고정성(취급성)
실시예 9∼11 및 참고예 1에서 얻어진 커버 시트 부착 롤 형상물을 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(○): 커버 시트의 테이프로의 고정을 3일 이상 유지할 수 있던 것
(△): 커버 시트의 테이프로의 고정을 3일간 유지할 수 없던 것
실시예 9
두께 38㎛의 실리콘 이형 PET 필름(나카모토팍스사제, NS-38+A, 융점 262℃, 폭 180mm)에 점착제 1을 두께가 20㎛로 되도록 도포하고, 건조시켜 점착제층을 형성했다. 형성한 점착면에 방습 필름의 SiOX면을 접합하고, 그 후 실리콘 이형 PET 필름을 박리하고, 또 한쪽의 점착면에 불소계 수지 필름 A-1을 접합하여, 불소계 수지 필름 A-1/점착제층/방습 시트 B-1의 구성으로 이루어지는 적층체(태양 전지용 보호재)를 얻었다.
해당 적층체를 외경 172.4mm의 심(芯)으로 200m 권취 롤 형상물을 얻었다. 이어서, 40℃에서 4일간 양생하고, 롤 형상물의 표면 전부를 커버 시트 K-1로 덮고, 단부를 테이프(다이야텍스사제 파이올란 테이프를 폭 50mm×길이 100mm로 절단한 것) 1매로 고정하여, 실시예 9의 커버 시트 부착 롤 형상물을 얻었다.
실시예 10
커버 시트로서 K-2를 사용한 것 이외는 실시예 9와 마찬가지로 실시예 10의 커버 시트 부착 롤 형상물을 얻었다.
실시예 11
커버 시트로서 K-3을 사용한 것 이외는 실시예 9와 마찬가지로 실시예 11의 커버 시트 부착 롤 형상물을 얻었다.
참고예 1
커버 시트로서 K-4를 사용한 것 이외는 실시예 9와 마찬가지로 참고예 1의 커버 시트 부착 롤 형상물을 얻었다.
Figure pct00003
표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 9∼11의 커버 시트 부착 롤 형상물은, 내절곡성 및 취급성이 우수한 것이었다. 한편, 실시예 9∼11의 커버 시트 부착 롤 형상물을 구성하는 적층체(태양 전지용 보호재)에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 단면 봉지 상태, 수증기 투과율, 디라미네이션 발생 시간을 평가한 바, 실시예 1과 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
(12) 발포
유리, 봉지재, 및 실시예 12, 13 및 비교예 1의 태양 전지용 보호재(E-12, E-13, E-6)를, 불소계 수지 필름이 폭로 측이 되도록 순차로 적층하고, 진공 라미네이터(NPC사제, LM30×30)를 이용하여, 온도 150℃, 탈기 시간 5분, 프레스 압력 0.1MPa, 프레스 시간 10분의 조건에서 진공 라미네이션을 행하고, 상태를 관찰하여, 하기의 기준으로 평가했다.
(○): 기포가 전혀 없는 상태
(×): 기포가 1개 이상 확인되는 상태
실시예 12
두께 38㎛의 실리콘 이형 PET 필름(나카모토팍스사제, NS-38+A, 융점 262℃, 폭 200mm)에 점착제 1을 두께가 20㎛로 되도록 도포하고, 건조시켜 점착제층을 형성하여, 점착 시트를 제작했다. 방습 필름 B-1의 SiOx 측의 면에 점착 시트를 접합하여, 적층체 X를 얻었다.
이어서, 적층체 X의 폭 방향의 양단을 10mm씩 슬릿하여, 적층체 X'(폭 WX': 180mm)를 얻었다.
이어서, 적층체 X'의 이형 시트를 박리하여, 불소계 수지 필름 A-1을 접합하고, 40℃에서 4일간 양생하여, 불소계 수지 필름(A-1)-점착제층-방습 필름(B-1)의 구성으로 이루어지는 실시예 12의 태양 전지용 보호재(E-12)를 얻었다.
실시예 13
불소계 수지 필름으로서 A-2를 사용하는 것 이외는 실시예 12와 마찬가지로, 실시예 13의 태양 전지용 보호재(E-13)를 얻었다.
Figure pct00004
표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 12 및 13의 태양 전지용 보호재는, 발포를 방지할 수 있는 것이었다. 한편, 실시예 12 및 13의 태양 전지용 보호재에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 단면 봉지 상태, 수증기 투과율, 디라미네이션 발생 시간을 평가한 바, 실시예 1과 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
1: 불소계 수지 필름
21: 점착제층
3: 방습 필름
51, 52: 이형 시트
6: 슬리터
10: 태양 전지용 보호재
11: 돌출부
20: 봉지재
30: 태양 전지

Claims (15)

  1. 적어도, 불소계 수지 필름과, 점착제층과, 기재의 적어도 한쪽 면에 무기층을 갖고 수증기 투과율이 0.1g/m2/day 미만인 방습 필름을 보호재 구성층 P로서 적층하여 이루어지는 태양 전지용 보호재로서, 상기 불소계 수지 필름의 폭 WA에 대한 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P의 최대폭 WP의 비(WP/WA)가 1보다 작은 태양 전지용 보호재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 WP/WA가 0.7∼0.98인 태양 전지용 보호재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P 중 최대폭을 갖는 층이 상기 방습 필름인 태양 전지용 보호재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착제층의 100℃, 주파수 10Hz, 변형 0.1%에서의 인장 저장 탄성률이 5.0×104∼5.0×105Pa이며, 그의 두께가 13㎛ 이상인 태양 전지용 보호재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재의 두께가 25∼250㎛인 태양 전지용 보호재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방습 필름을, 상기 무기층 측의 면을 상기 불소계 수지 필름 측으로 하여 적층하여 이루어지는 태양 전지용 보호재.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지용 보호재의 상기 방습 필름 측에, 추가로 봉지재층이 적층되어 이루어지는, 봉지재 일체형 보호재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 봉지재층의 폭 WD가 상기 불소계 수지 필름의 폭 WA보다 작고, 또한 상기 불소계 수지 필름 이외의 보호재 구성층 P의 최대폭 WP보다 큰, 봉지재 일체형 보호재.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지용 보호재 또는 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 봉지재 일체형 보호재가 권취되어 이루어지는 롤 형상물.
  10. 제 9 항에 기재된 롤 형상물의 표면 중, 불소계 수지 필름이 돌출하는 개소에 대응하는 개소의 적어도 일부를, 이하의 조건에 의해 측정되는 휨 길이가 70mm 이하이고, 또한 내하중 함몰이 0.1 이하인 커버 시트로 덮어서 이루어지는, 커버 시트 부착 롤 형상물.
    [휨 길이]
    (1) 폭 20mm, 길이 120mm의 샘플을 채취한다.
    (2) 샘플을 대(臺) 위에, 샘플 중 길이 100mm의 부분이 대로부터 돌출하도록 하여 배치하고, 샘플의 대 위의 부분에 무게 5kg의 추를 올려 샘플을 고정한다.
    (3) 샘플의 대로부터 돌출하는 부분의 단부가, 대로부터 아래로 드리워지는 길이 「x」(단위: mm)를 측정하여, 이 값을 휨 길이로 한다.
    [내하중 함몰]
    (1) 100mm 사방의 샘플을 채취한다.
    (2) 샘플을 두께 20mm의 유리판 위에 설치하고, 샘플의 중앙부에 직경 5mm, 무게 0.5g의 강철구를 싣고, 추가로 강철구 위에서 2kg의 하중을 건다.
    (3) 샘플의 함몰 「d」(단위: ㎛)를 측정하여, 샘플의 두께 「t」(단위: ㎛)와의 비 「d/t」를 내하중 함몰로 한다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    이하 (a') 및/또는 (b')의 조건을 만족시키는, 커버 시트 부착 롤 형상물.
    (a') [커버 시트의 휨 길이]/[불소계 수지 필름의 휨 길이]: 2 이하
    (b') [커버 시트의 내하중 함몰]/[불소계 수지 필름의 내하중 함몰]: 2 이하
  12. 이하의 (1)∼(3)의 공정을 순차로 행하는, 태양 전지용 보호재의 제조 방법.
    (1) 방습 필름 위에 점착제층을 갖는 적층체 X를 제작하는 공정
    (2) 적층체 X의 폭 방향의 양단을 슬릿하여, 적층체 X'로 하는 공정
    (3) 점착제층 위에, 적층체 X'의 폭 WX'보다도 넓은 폭 WA를 갖는 불소계 수지 필름을, 불소계 수지 필름의 양단이 점착제층의 양단으로부터 돌출하도록 하여 접합하는 공정
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공정 (1)에 있어서, 적층체 X로서, 점착제층 위에 추가로 이형 시트 1을 갖는 것을 제작하고, 상기 공정 (2) 후, 불소계 수지 필름을 접합하기 전에, 이형 시트 1을 박리하는 공정을 경유하는, 태양 전지용 보호재의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 공정 (1)에 있어서, 이형 시트 1 위에 점착제층 조성물을 도포, 건조시켜 점착제층을 형성한 후, 점착제층에 방습 필름을 접합하는 것에 의해 적층체 X를 제작하는, 태양 전지용 보호재의 제조 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지용 보호재 또는 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 봉지재 일체형 보호재를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈.
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