KR20180013845A - 태양 전지 백시트용 필름, 및 그것을 사용해서 이루어지는 태양 전지 백시트 및 태양 전지 - Google Patents
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Abstract
필름 전체의 공극률이 10% 이상인 공동 함유 폴리에스테르 필름으로서, 상기 폴리에스테르 필름의 두께 방향 단면에 있어서, 필름의 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면으로 면 방향에 수직인 선을 긋고, 상기 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면을 잇는 선을 두께 방향으로 4등분하는 3점(필름 두께 방향 중심점(C1점), 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-1점), (C2-2점))의 각각을 통과하는 필름의 면 방향에 평행한 선(분할 수평선)의 각각에 있어서, C1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Sc(㎛2), C2-1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs(㎛2), C2-2점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs'(㎛2)으로 했을 때, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 중 적어도 한쪽이 1.1 이상 35 이하이고, 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 말단 카르복실기량이 35당량/톤 이하인 태양 전지 백시트용 필름. 우수한 출력 향상 효과와 밀착성을 양립하는 태양 전지 백시트용 필름, 및 그것을 사용해서 이루어지는 태양 전지 백시트 및 태양 전지를 제공한다.
Description
본 발명은 태양 전지 백시트용 필름, 및 그것을 사용해서 이루어지는 태양 전지 백시트 및 태양 전지에 관한 것이다.
최근, 반영구적으로 무공해의 차세대 에너지원으로서 클린 에너지인 태양광 발전이 주목을 받고 있으며, 태양 전지는 급속하게 보급되고 있다.
일반적인 태양 전지의 대표 구성을 도 1에 나타낸다. 태양 전지는 발전 소자(3)를 EVA(에틸렌-비닐아세테이트 공중합체) 등의 투명 밀봉재(2)에 의해 밀봉한 것에, 유리 등의 투명 기판(4)과 태양 전지 백시트(1)라고 불리는 수지 시트를 접합해서 구성된다. 태양광은 투명 기판(4)을 통해서 태양 전지 내에 도입된다. 태양 전지 내에 도입된 태양광은 발전 소자(3)에서 흡수되고, 흡수된 광 에너지는 전기 에너지로 변환된다. 변환된 전기 에너지는 발전 소자(3)에 접속된 리드선(도 1에는 나타내고 있지 않음)으로 인출되어서 각종 전기 기기에 사용된다. 여기서, 태양 전지 백시트(1)란, 태양에 대하여 발전 소자(3)보다 배면측에 설치되고, 발전 소자(3)와는 직접 접해 있지 않은 시트 부재이다. 이 태양 전지의 시스템이나 각 부재에 대해서 여러가지 제안이 이루어지고 있지만, 태양 전지 백시트(1)에 대해서는 폴리에틸렌계나 폴리에스테르계, 불소계의 수지제의 필름이 주로 사용되고 있다(특허문헌 1~특허문헌 3 참조).
종래의 태양 전지 백시트에 있어서는 태양 전지 셀끼리 사이를 통과한 광을 태양 전지 백시트에 의해 반사시켜 셀에 도입함으로써 태양 전지 모듈의 효율을 향상시키는 기술이 개발되어 있다. 구체적으로, 기재 표면에 백색 비즈와 백색 바인더에 의해 반사층을 형성하고, 모듈 효율을 향상시키는 기술이나, 공동을 포함하는 층을 형성함으로써 고반사의 태양 전지 백시트를 제공하는 기술(특허문헌 4, 특허문헌 5 참조)이 제안되어 있다.
그러나, 특허문헌 4와 같이 기재 표면에 백색 비즈와 백색 바인더에 의해 반사층을 형성하는 제안에서는 백색 비즈를 사용함으로써 태양 전지 셀의 밀봉재인 EVA나 백시트 제작시에 접합시키는 다른 부재 필름과의 밀착성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 5와 같이 공동을 포함하는 층을 형성함으로써 고반사의 백시트로 하는 제안에서는 일정의 발전 효율 향상 효과는 얻어지지만, 태양 전지 모듈의 발전 효율 향상에는 여전히 불충분하다고 하는 과제가 있었다.
그래서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 배경을 감안하여, 우수한 출력 향상 효과와 밀착성을 양립하는 태양 전지 백시트용 필름, 및 그것을 사용해서 이루어지는 태양 전지 백시트 및 태양 전지를 제공하고자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 필름 전체의 공극률이 10% 이상인 공동 함유 폴리에스테르 필름으로서, 상기 폴리에스테르 필름의 두께 방향 단면에 있어서 필름의 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면으로 면 방향에 수직인 선을 긋고, 상기 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면을 잇는 선을 두께 방향으로 4등분하는 3점(필름 두께 방향 중심점(C1점), 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-1점), (C2-2점))의 각각을 통과하는 필름의 면 방향에 평행한 선(분할 수평선)의 각각에 있어서, C1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Sc(㎛2), C2-1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs(㎛2), C2-2점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs'(㎛2)로 했을 때, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 중 적어도 한쪽이 1.1 이상 35 이하이며, 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 말단 카르복실기량이 35당량/톤 이하인 태양 전지 백시트용 필름이다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 종래의 태양 전지 백시트용 필름 및 태양 전지 백시트에 비해서 태양 전지 셀의 밀봉재인 EVA 수지나 백시트 가공시에 접합시키는 다른 부재 필름과의 밀착 유지성(이하, 밀착성이라고 칭한다)이 우수하고, 또한 본 발명의 태양 전지 백시트를 탑재함으로써 종래보다 높은 발전 효율(이하, 출력 향상성이라고 칭한다)의 태양 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 이용한 태양 전지의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 태양 전지 백시트용 필름의 두께 방향 단면을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 양면에 기능층을 갖는 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 이용한, 편면에 접착층을 개재하여 기능층을 갖는 태양 전지 백시트의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 이용한, 양면에 접착층을 개재해서 기능층을 갖는 태양 전지 백시트의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 태양 전지 백시트용 필름의 두께 방향 단면을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 양면에 기능층을 갖는 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 이용한, 편면에 접착층을 개재하여 기능층을 갖는 태양 전지 백시트의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 이용한, 양면에 접착층을 개재해서 기능층을 갖는 태양 전지 백시트의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 필름 전체의 공극률이 10% 이상인 공동 함유 폴리에스테르 필름으로서, 상기 폴리에스테르 필름의 두께 방향 단면에 있어서 필름의 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면으로 면 방향에 수직인 선을 긋고, 상기 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면을 잇는 선을 두께 방향으로 4등분하는 3점(필름 두께 방향 중심점(C1점), 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-1점), (C2-2점))의 각각을 통과하는 필름의 면 방향에 평행한 선(분할 수평선)의 각각에 있어서, C1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Sc(㎛2), C2-1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs'(㎛2), C2-2점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs'(㎛2)으로 했을 때, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 중 적어도 한쪽이 1.1 이상 35 이하이며, 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 말단 카르복실기량이 35당량/톤 이하인 것을 충족하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에 대해서 설명한다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 필름 전체의 공극률이 10% 이상인 공동 함유 폴리에스테르 필름이며, 폴리에스테르 수지를 주성분으로 한다. 여기서, 폴리에스테르 수지를 주성분으로 한다는 것은 본 발명의 폴리에스테르 필름을 구성하는 수지에 대하여 폴리에스테르 수지가 50질량%를 초과해서 함유되어 있는 것을 말한다.
본 발명에 사용되는 폴리에스테르 수지는, 1) 디카르복실산 또는 그 에스테르 형성성 유도체(이하, 「디카르복실산 성분」이라고 총칭한다)와 디올 성분의 중축합, 2) 한 분자 내에 카르복실산 또는 카르복실산 유도체와 수산기를 갖는 화합물의 중축합, 및 1) 2)의 조합에 의해 얻을 수 있다. 또한, 폴리에스테르 수지의 중합은 상법에 의해 행할 수 있다.
1)에 있어서, 디카르복실산 성분으로서는 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 세바스산, 도데칸이산, 다이머산, 에이코산이산, 피멜산, 아젤라산, 메틸말론산, 에틸말론산 등의 지방족 디카르복실산류, 아다만탄디카르복실산, 노보넨디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산, 데칼린디카르복실산 등의 지환족 디카르복실산, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,8-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 4,4'-디페닐에테르디카르복실산, 4,4'-디페닐술폰디카르복실산, 5-나트륨술포이소프탈산, 페닐인단디카르복실산, 안트라센디카르복실산, 페난트렌디카르복실산, 9,9'-비스(4-카르복시페닐)플루오렌산 등의 방향족 디카르복실산, 또는 그 에스테르 유도체 등이 대표예로서 예시된다. 또한, 이것들은 단독으로 사용해도 상관없고 복수 종류 사용해도 상관없다.
또한, 상술의 디카르복실산 성분 중 적어도 한쪽의 카르복시 말단에 l-락티드, d-락티드, 히드록시벤조산 등의 옥시산류 및 그 유도체나 상기 옥시산류가 복수개 연결된 것 등을 축합시킨 디카르복실산 화합물도 사용할 수 있다.
이어서, 디올 성분으로서는 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올 등의 지방족 디올, 시클로헥산디메탄올, 스피로글리콜, 이소소르비드 등의 지환식 디올, 비스페놀 A, 1,3-벤젠디메탄올, 1,4-벤젠디메탄올, 9,9'-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 등의 방향족 디올이 대표예로서 예시된다. 또한, 이것들은 단독으로 사용해도 상관없고, 필요에 따라서 복수 종류 사용해도 상관없다. 또한, 상술의 디올 성분 중 적어도 한쪽의 히드록시 말단에 디올류를 축합시켜서 형성되는 디히드록시 화합물도 사용할 수 있다.
2)에 있어서, 한 분자 내에 카르복실산 또는 카르복실산 유도체와 수산기를 갖는 화합물의 예로서는 l-락티드, d-락티드, 히드록시벤조산 등의 옥시산 및 그 유도체, 옥시산류의 올리고머, 디카르복실산의 한쪽의 카르복실기에 옥시산이 축합된 것 등이 예시된다.
상기 2성분으로부터 얻어지는 폴리에스테르 수지로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 및 이들 혼합물로 이루어지는 것이 적합하게 이용되고, 보다 바람직하게는 제막성이 양호하다고 하는 점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트가 바람직하고, 밀착성이 보다 우수한 태양 전지 백시트용 필름으로 할 수 있는 점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트가 가장 바람직하다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에 있어서, 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지는 말단 카르복실기량이 35당량/톤 이하일 필요가 있다. 30당량/톤 이하인 것이 바람직하고, 25당량/톤 이하인 것이 보다 바람직하고, 20당량/톤 이하인 것이 더욱 바람직하고, 17당량/톤 이하인 것이 특히 바람직하다.
종래, 접착제 등의 피착체와의 밀착성이 요구되는 용도에서는 밀착 표면의 극성을 높임으로써 접착제 등의 피착체와의 에너지적 친화성을 보다 높일 수 있는 것이 알려져 있다. 즉, 태양 전지 백시트용 필름에 있어서, 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 말단 카르복실기량을 높게 하면, 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 극성이 높아져서 EVA 등의 밀봉제와의 밀착성은 높아지는 경향이 있었다. 그러나, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 상기 말단 카르복실기량이 35당량/톤을 초과하면 초기 밀착성은 우수하지만, 폴리에스테르 필름의 내습열성이 저하된 결과 장기간 옥외에 둔 경우, 필름이 취화하여 밀착면이 파괴되고, 결과적으로 EVA나 다른 부재 필름과의 밀착성이 저하되는 것을 발견했다. 또한, 습열 열화에 의해서 필름이 변색되어 반사성이 손상됨으로써 출력 향상성도 저하되는 경우가 있는 것을 발견했다. 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 후술하는 바와 같이 필름 중에 함유하는 공동의 크기를 특정 크기로 제어함으로써, 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 말단 카르복실기량을 35당량/톤 이하여도 밀착성을 향상시키는 것이 가능해져서, 종래에는 양립이 곤란했던 우수한 밀착성과 내습열성, 또한 출력 향상 특성을 양립할 수 있다.
또한, 말단 카르복실기량의 하한에 대해서는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위이면 특별히 한정하는 것은 아니지만, 7당량/톤 이상이 보다 바람직하고, 11량/톤 이상이 더욱 바람직하다. 말단 카르복실기량이 7당량/톤 미만인 경우, 표면의 극성 말단기가 부족하고, 밀착 강도의 절대값이 작아져서 본 발명의 밀착성 향상 효과가 부족한 경우가 있다.
또한, 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 고유 점도 IV는 0.63dl/g 이상 0.80dl/g 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.65dl/g 이상, 더욱 바람직하게는 0.67dl/g 이상이다. 상기 고유 점도 IV가 0.63dl/g 미만인 경우, 공동을 형성하는 핵제의 분산성이 저하된 결과, 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 폴리에스테르 필름의 내습열성도 저하되는 경우가 있다. 한편, 고유 점도 IV가 0.80dl/g을 초과하는 경우, 폴리에스테르 수지의 압출성이 나빠지는 경우가 있다. 따라서, 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 고유 점도 IV를 0.63dl/g 이상 0.80dl/g 이하로 함으로써 밀착성과 내습열성, 가공성을 양립한 태양 전지 백시트용 필름으로 할 수 있다.
또한, 폴리에스테르 수지의 수 평균 분자량 Mn은 8,000~40,000이 바람직하고, 보다 바람직하게는 수 평균 분자량 Mn이 9,000~30,000, 더욱 바람직하게는 10,000~20,000이다. 상기 수 평균 분자량 Mn이 8,000 미만인 경우, 내습열성이나 내열성 등의 내구성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 수 평균 분자량 Mn이 40,000을 초과하면 중합이 곤란하고 중합할 수 있었다고 해도 폴리에스테르 수지의 압출성이 나빠지는 경우가 있다.
또한, 폴리에스테르 수지에는 금속 원소로서 Mn 또는 Na이 포함되어 있는 것이 바람직하다. Mn은 50~200ppm의 범위로, Na은 10~80ppm의 범위로 포함되어 있는 것이 바람직하다. Mn 및 Na이 상기 범위로 포함되어 있는 것이 보다 바람직하다. 폴리에스테르 수지에 Mn 또는 Na이 상기 범위로 포함되어 있으면, 필름의 가수분해가 억제되어 우수한 내습열성과 밀착성, 출력 향상성을 양립한 태양 전지 백시트용 필름으로 할 수 있다.
본 발명의 폴리에스테르 필름은 공동을 내부에 갖는다. 본 발명에 있어서, 「공동」이란 마이크로톰을 이용해서 필름을 두께 방향으로 찌그러트리지 않고 필름 면 방향에 대하여 수직으로 절단하고, 전자 현미경을 사용해서 필름의 절단면을 관찰했을 때, 얻어진 관찰 화상 내에 관찰되는 단면적이 0.1㎛2 이상인 공극을 나타낸다. 본 발명의 폴리에스테르 필름은 공극률(필름 단면에 있어서의 공동이 차지하는 비율)이 10% 이상인 것이 필요하다. 보다 바람직하게는 공극률이 15% 이상, 더욱 바람직하게는 20% 이상이다. 필름 전체의 공극률은 관찰 화상 내의 공동 부분의 면적으로부터 구할 수 있다. 공극률의 측정 방법의 상세는 후술한다. 공극률이 10% 미만이면 반사성이 부족하여 출력 향상성이 저하된다. 또한, 공극이 지나치게 적으면 다른 부재 필름과의 밀착 계면에서 응력이 집중하여 태양 전지 백시트용 필름의 밀착성이 저하된다.
폴리에스테르 필름의 내부에 공동을 형성시키는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에스테르 필름 중에 공동 핵제를 함유시킨 후에 연신함으로써 형성되는 것이 바람직하다. 발포제 등에 의해서 형성되는 공동은 구조의 제어가 곤란하여 태양 전지 백시트용 필름의 밀착성이 저하되는 경우가 있다.
여기서, 공동 핵제로서는 폴리에스테르 수지와 비상용인 올레핀계 수지 등의 유기계 핵제나, 무기 입자나 유리 비즈 등의 무기계 핵제가 예시된다. 후술하는 제조 방법에 의해서, 공동의 형상을 두께 방향으로 경사를 갖게 하는 것이 용이한 점에서 공동 핵제로서는 유기계 핵제가 바람직하다. 공동의 형상을 두께 방향으로 경사를 갖게 함으로써 태양 전지 백시트용 필름의 밀착성을 높일 수 있다.
유기계 핵제로서는 올레핀계 수지, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 46, 나일론 MXD6, 나일론 6T 등의 폴리아미드계 수지, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머 등의 스티렌계 수지, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리메타크릴산 부틸 등의 아크릴계 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴 등의 불소계 수지, 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드 등의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱, 또는 본 발명의 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지와 비상용인 다른 종류의 폴리에스테르 수지 등도 사용할 수 있다. 올레핀계 수지로서는, 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 폴리메틸펜텐 등의 지방족 폴리올레핀 수지, 시클로올레핀 폴리머나 시클로올레핀 코폴리머 등 환상 폴리올레핀 수지 등이 예시되고, 그 중에서도 미세한 공동을 형성하여 반사성을 보다 높임으로써 태양 전지 백시트용 필름의 출력 향상성이 우수한 점에서, 유기계 핵제로서는 비카(Vicat) 연화점이 140℃ 이상인 올레핀계 수지가 바람직하고, 180℃ 이상인 올레핀계 수지가 보다 바람직하다. 유기계 핵제로서 비카 연화점이 140℃ 미만인 올레핀계 수지를 사용한 경우, 공동의 형상이 지나치게 조대화하여 태양 전지 백시트용 필름 밀착성이나 출력 향상성이 저하되는 경우가 있다.
또한, 폴리에스테르 필름 중에 포함되는 유기 핵제량으로서는 폴리에스테르 필름의 전체 질량에 대하여 1질량% 이상 30질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 4질량% 이상 15질량% 이하, 더욱 바람직하게는 8질량% 이상 13질량% 이하이다. 여기서, 폴리에스테르 필름 중에 포함되는 유기 핵제량이 1질량% 미만인 경우, 태양 전지 백시트용 필름은 밀착성은 우수하지만 반사성이 저하됨으로써 출력 향상성이 떨어지는 경우가 있다. 한편, 유기계 핵제량이 30질량%를 초과하는 경우, 출력 향상성은 우수하지만 공동이 지나치게 많아서 밀착성이 떨어지는 경우가 있다.
또한, 유기계 핵제를 사용하는 경우, 분산 조제를 동시에 병용하는 것이 바람직하다. 분산 조제로서는 폴리에테르 구조나 굴곡 골격 구조, 체적이 큰 시클로헥산 골격 구조 등이 공중합된 폴리에스테르계 엘라스토머나 비결정성 폴리에스테르 수지가 바람직하게 사용된다. 보다 분산성을 향상시킬 수 있는 점에서는 분산 조제를 2종 이상 병용하는 형태도 바람직하게 사용된다. 또한, 폴리에스테르 필름 중에 포함되는 분산 조제량으로서는 폴리에스테르 필름의 전체 질량에 대하여 1질량% 이상 10질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2질량% 이상 8질량% 이하, 더욱 바람직하게는 3질량% 이상 6질량% 이하이다. 여기서, 폴리에스테르 필름 중에 포함되는 분산 조제량이 1질량% 미만인 경우, 분산 조제로서의 효과가 부족하여 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 분산 조제량이 10질량%를 초과하는 경우, 분산성이 과분하게 향상됨으로써 오히려 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 결정성의 저하에 의해서 폴리에스테르 필름의 내습열성도 저하될 우려가 있다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 폴리에스테르 필름의 두께 방향 단면의 관찰 화상 내의 공동이 필름의 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면으로 면 방향에 수직인 선을 긋고, 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면을 잇는 선을 두께 방향으로 4등분하는 3점(필름 두께 방향 중심점(C1점), 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-1점), (C2-2점))을 통과하는 필름의 면 방향에 평행한 선(분할 수평선)에 있어서, C1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Sc(㎛2), C2-1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs(㎛2), C2-2점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs'(㎛2)로 했을 때, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 중 적어도 한쪽이 1.1 이상 35 이하인 폴리에스테르 필름이다. 바람직하게는 1.5 이상 20 이하이고, 보다 바람직하게는 2.0 이상 15 이하이며, 더욱 바람직하게는 2.5 이상 10 이하이다. 또한, Sc(㎛2), Scs(㎛2), Scs'(㎛2)를 구하는 방법에 대해서는 후술한다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 공동 함유 폴리에스테르 필름에 있어서 필름 중에 함유하는 공동의 크기를 (Sc/Scs), (Sc/Scs') 중 적어도 한쪽이 1.1 이상 35 이하로 되도록 두께 방향으로 경사를 갖게 하면, 놀랍게도 밀착성이 향상되는 것을 발견했다. 이 효과가 어떤 이유에 의해서 일어나는지는 완전히 밝혀진 것은 아니지만, 발명자들은 이하와 같이 추정하고 있다. (Sc/Scs), (Sc/Scs')의 적어도 1.1 미만(필름 중에 함유하는 공동의 크기의 두께 방향의 경사가 작음)이면, 폴리에스테르 필름 내부에 미세한 공동을 형성하고 있었다고 해도, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 태양 전지 셀의 밀봉재인 EVA나 백시트 제작시에 접합시키는 다른 부재 필름과 밀착시켰을 때, 밀착면을 떼어내려고 하는 힘이 필름면 내에 지나치게 균일하게 작용하기 때문에 태양 전지 백시트용 필름의 밀착성이 저하된다. 한편, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 중 어느 것이나 35를 초과하면(필름 중에 함유하는 공동의 크기의 두께 방향의 경사가 크면), 두께 단면 내의 공동 면적의 치우침이 지나치게 커져서, 조대한 공동 부분으로부터 박리가 진행되기 쉬워져서 결과적으로 밀착성이 저하된다. 또한, 공동에 의한 광의 반사성이 저하되기 때문에, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 출력 향상도 저하되어 탑재한 태양 전지의 발전 출력을 높이는 것이 가능하지 않다.
본 발명에 있어서 (Sc/Scs)나 (Sc/Scs')는 공동의 형상을 상기 공동 핵제의 종류나, 공동 핵제량, 분산제량 또는 필름 제조시에 있어서의 용융 압출 후의 폴리에스테르 수지의 냉각 속도에 의해서 조정할 수 있다. 예를 들면, 비카 연화점이 140℃ 이상인 올레핀계 수지를 유기계 핵제로서 사용하여 공동 핵제량과 분산 보조제를 바람직한 범위 내에서 크게 함으로써 보다 공동이 균일하게 미세화하여 필름 중의 공동량이 많아지고, (Sc/Scs)나 (Sc/Scs')가 작아진다. 한편, 공동 핵제량과 분산 조제량을 바람직한 범위 내에서 작게 함으로써, 두께 단면 내의 공동 면적의 치우침이 커지고, (Sc/Scs)나 (Sc/Scs')가 커진다. 또한, 필름 제조시에 있어서의 용융 압출 후의 폴리에스테르 수지의 냉각 속도가 빠르면 필름 중에 함유하는 공동의 크기의 두께 방향의 경사는 작아지는 경향이 있고, (Sc/Scs)나 (Sc/Scs')는 작아진다. 또한, 냉각 속도가 느리면 필름 중에 함유하는 공동의 크기의 두께 방향의 경사는 작아지는 경향이 있고, (Sc/Scs)나 (Sc/Scs')는 커진다.
즉, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 내부의 공동 핵제의 종류나, 공동 핵제량, 분산제량, 또는 필름 제조시에 있어서의 용융 압출 후의 폴리에스테르 수지의 냉각 속도를 바람직한 범위 내에서 조정함으로써 폴리에스테르 필름 내부의 공동의 (Sc/Scs), (Sc/Scs') 중 적어도 한쪽이 1.1 이상 35 이하로 되어 우수한 밀착성과 출력 향상을 양립한 태양 전지 백시트용 필름으로 할 수 있다.
또한, (Sc/Scs)와 (Sc/Scs')의 값이 다르고, 한쪽만이 1.1 이상 35 이하의 범위에 있는 경우, 본 발명의 효과를 기대하는 면측에 (Sc/Scs) 또는 (Sc/Scs')가 바람직한 범위가 되는 면을 위치시킴으로써 밀착성과 출력 향상성을 보다 높일 수 있다. 예를 들면, (Sc/Scs)만이 1.1 이상 35 이하인 경우에는 Scs에 가까운 필름 표면측에 밀봉재가 위치하도록 배치한 태양 전지 백시트 필름은 밀착성과 출력 향상성을 양립시킬 수 있다.
여기서, (Sc/Scs)와 (Sc/Scs') 중 어느 것이나가 1.1 이상 35 이하의 범위에 있으면, 태양 전지 백시트용 필름의 양 표면에서 밀착성이 우수하기 때문에, 예를 들면 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 편면을 다른 부재 필름과 접합시켜서 다른 편면을 태양 전지 셀에 직접, 접합시키는 바와 같은 구성에 있어서도, 필름 양 표면에서 우수한 밀착성을 얻을 수 있기 때문에 보다 바람직하다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 태양 전지 셀 사이를 통과한 광을 태양 전지 백시트로 확산하면서 반사시킴으로써 광을 재이용하여 발전 출력을 높이는 것이 가능하다. 여기서, 광의 확산성을 높이는 관점에서 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지 조성물에 무기 입자를 함유시키는 형태가 바람직하다.
여기서, 사용하는 무기 입자로서는, 예를 들면 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연, 산화티탄, 산화아연, 산화세륨, 산화마그네슘, 황산바륨, 황화아연, 인산칼슘, 알루미나, 마이카, 운모, 탈크, 클레이, 카올린, 불화리튬, 및 불화칼슘 등이 예시된다. 또한, 이들 중에서도 폴리에스테르 수지와의 가공이 용이한 관점에서 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화티탄, 산화아연, 황산바륨이 바람직하고, 태양 전지 백시트용 필름의 내자외선성을 동시에 높이는 관점에서 산화티탄이 보다 바람직하다. 또한, 산화티탄으로서는, 예를 들면 아나타스형 산화티탄 및 루틸형 산화티탄과 같은 결정형의 산화티탄을 예시할 수 있다. 사용되는 폴리에스테르와의 굴절률의 차를 크게 한다고 하는 관점에서는 굴절률이 2.7 이상인 산화티탄인 것이 바람직하고, 동시에 내자외선성이 보다 우수한 관점에서 루틸형 산화티탄을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
즉, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 상기 공동을 갖는 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지 조성물에 무기 입자를 함유시킴으로써 출력 향상성을 보다 높일 수 있다.
여기서, 폴리에스테르 필름을 구성하는 수지 조성물에 무기 입자를 함유시키는 형태로서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 3층 이상의 적층 구성을 갖고 있으며, 양 표층(한쪽의 표층을 P2층, 다른 한쪽의 표면을 P2'층이라고 한다)을 구성하는 수지 조성물 중 적어도 한쪽의 수지 조성물이 무기 입자를 함유하고 있고, 표층을 갖지 않는 층(상기 층을 P1층으로 한다)이 상기 공동 핵제를 함유하는 구성인 것이 바람직하고, P2층/P1층/P2'층으로 이루어지는 3층의 적층 구성인 것이 보다 바람직하다.
또한, P2층 및 P2'층에 무기 입자를 함유시키면, 그것들이 공동 핵제로 되어 표층에도 소량의 공동을 함유하는 경우가 있다. 이 때, P2층의 공극률(Ps) 및 P2'층의 공극률(Ps')은 5.0% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.0% 이하, 더욱 바람직하게는 3.5% 이하이다. P2층 및 P2'층의 공극률(Ps) 및 공극률(Ps') 중 어느 하나가 5.0%를 초과하는 경우, 그 표면측은 공동 면적의 치우침이 불안정하게 되어 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에 있어서, P2층의 공극률(Ps) 및 P2'층의 공극률(Ps')은 5.0% 이하로 함으로써 밀착성을 저하시키지 않고, P1층의 반사성과 P2층 또는 P2'층의 확산성을 각각 상쇄시키지 않으며 활용하는 것이 가능해져서 출력 향상을 보다 높일 수 있다. 또한, 폴리에스테르 필름의 제막시에 있어서 공동 핵제에 의한 공정 오염도 방지할 수 있다.
또한, P2층의 공극률(Ps) 및 P2'층의 공극률(Ps') 중 어느 한쪽만이 5.0% 이하를 충족하는 필름인 경우에는, 본 발명의 효과를 기대하는 태양 전지 셀측에 상기 범위를 가정하는 P2층 또는 P2'층을 위치시킴으로써 보다 밀착성을 높일 수 있다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 표면에 상기 내자외선성을 갖는 무기 입자를 함유하는 P2층 또는 P2'층을 갖는 구성은 출력 향상 효과와, 태양 전지 셀에 닿는 자외선에 의한 태양 전지 백시트용 필름의 변색을 억제한다고 한 내자외선성을 양립할 수 있기 때문에 보다 바람직한 형태라고 말할 수 있다. 또한, P2층과 P2'층을 구성하는 수지 조성물 양쪽에 무기 입자를 갖는 적층 구성은 상기 태양 전지 셀측의 내자외선성의 효과를 태양 전지의 배면에 닿는 자외선의 반사광에 대하여도 발휘하는 것이 가능해져서 더욱 바람직한 형태라고 말할 수 있다.
P2층 및 P2'층(이하, P2층이라고 통일해서 표현하는 경우가 있다)의 주성분은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위이면 자유롭게 선택할 수 있다. 예를 들면, P2층의 주성분을 P1층과 같은 폴리에스테르 수지로 함으로써, P1층과 P2층 계면의 밀착성이 우수한 태양 전지 백시트용 필름으로 할 수 있다. 또한, P2층의 주성분으로 아크릴계 수지 등을 이용함으로써 P1층 상에 무기 입자를 보다 고충전한 P2층을 코팅법에 의해서 형성하는 것이 가능해져서 우수한 밀착성과 출력 향상을 양립하는 태양 전지 백시트용 필름으로 할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름이 상기 P2층 및/또는 P2'층을 갖는 구성을 취하는 경우, P1층의 두께를 T1(㎛), P2층의 두께를 T2(㎛), P2'층의 두께를 T2'(㎛), P2층을 구성하는 수지 조성물에 포함되는 무기 입자 농도를 W2(질량%), P2'층을 구성하는 수지 조성물에 포함되는 무기 입자 농도를 W2'(질량%)로 했을 때, (T2/T1)×W2, (T2'/T1)×W2' 중 적어도 한쪽이 0.35 이상 1.50 이하를 충족하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.75 이상 1.40 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.90 이상 1.20 이하이다.
여기서, (T2/T1)×W2, (T2'/T1)×W2' 중 어느 것이나 0.35 미만인 경우, P2층 및 P2'층의 확산성이 부족하여, 어떤 층을 태양 전지 셀측에 설치해도 태양 전지 백시트용 필름의 출력 향상성이 저하되는 경우가 있다. 한편, (T2/T1)×W2, (T2'/T1)×W2' 중 어느 것이나가 1.50을 초과하는 경우, P2층, P2'층의 확산성이 지나치게 강해져서 P1층에 닿는 광의 양이 감소되어 버리기 때문에 오히려 출력 향상성을 저하시키는 경우가 있다.
또한, (T2/T1)×W2, (T2'/T1)×W2' 중 어느 한쪽만이 0.35 이상 1.50 이하를 충족하는 필름인 경우에는, 본 발명의 효과를 기대하는 태양 전지 셀측에 상기 범위를 충족하는 P2층 또는 P2'층을 위치시킴으로써 보다 출력 향상성을 높일 수 있다. 예를 들면, (T2/T1)×W2만이 0.35 이상 1.50 이하인 경우에는, P2층측에 발전 셀의 밀봉재가 위치하도록 배치한 태양 전지 백시트 필름은 밀착성, 출력 향상성을 양립시킬 수 있다. (T2/T1)×W2, (T2'/T1)×W2' 중 어느 것이나가 0.35 이상 1.50 이하이면 출력 향상성이 특히 우수하기 때문에 바람직하다.
또한, 상기 P1층에 무기 입자를 포함하는 경우, 태양 전지 백시트용 필름의 우수한 밀착성을 유지하는 관점에서 무기 입자 농도는 P1층의 총 질량에 대하여 10질량% 이하가 바람직하고, 5질량% 이하가 보다 바람직하고, 3질량% 이하가 더욱 바람직하다. P1층의 무기 입자 함유량이 10질량%를 초과하면, 폴리에스테르 필름의 (Sc/Scs) 또는 (Sc/Scs')가 작아져서 태양 전지 백시트용 필름의 밀착성이 저하되는 경우가 있다.
또한, 필름 전체 두께에 대하여 P1층이 차지하는 비율을 나타내는 T1/(T1+T2+T2')는 0.6 이상 0.99 이하의 범위인 것이 바람직하고, 필름 전체 두께에 대하여 P2층, P2'층이 차지하는 비율을 나타내는 T2/(T1+T2+T2'), T2'/(T1+T2+T2')는 0.01 이상 0.2 이하인 것이 바람직하다. 상기 범위를 충족함으로써 우수한 밀착성과 출력 향상을 양립할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에는 상기 공동 핵제나 무기 입자 이외에도, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위에서 필요에 따라서 내열안정제, 내산화 안정제, 자외선 흡수제, 자외선 안정제, 유기계/무기계의 이활제, 유기계/무기계의 미립자, 충전제, 핵제, 염료, 커플링제 등의 첨가제가 배합되어 있어도 좋다. 예를 들면, 첨가제로서 자외선 흡수제를 선택한 경우에는, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 내자외선성을 보다 높이는 것이 가능해진다. 또한, 대전 방지제 등을 첨가하여 전기 절연성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름 전체의 두께는 25㎛ 이상 350㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상 300㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이상 260㎛ 이하이다. 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 두께가 25㎛ 미만인 경우, 다른 부재 필름과 접합 가공시에 주름이 발생되는 경우가 있다. 한편, 두께가 350㎛보다 두꺼우면 권취성이 악화되는 경우가 있다. 또한, 필름 전체의 두께를 45㎛ 이상으로 하면, 상술한 두께 방향의 공동 면적의 치우침에 의한 밀착성의 향상 효과가 현저하게 얻어지고, 또한 광의 반사성이 양호하기 때문에 출력 향상 효과가 얻어지기 때문에 바람직하다. 보다 바람직하게는 48㎛, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이상이다.
또한, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 열전도율이 0.9W/m·K 이하인 것이 바람직하고, 0.75W/m·K 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 태양 전지 백시트로 할 때, 밀봉재와 밀착하는 면의 반대면(이후, 공기측면이라고 칭한다)에 다른 필름을 적층하는 경우가 있지만, 열전도율을 0.9W/m·K 이하로 함으로써 셀의 발열을 차단하고, 공기측 면에 적층한 필름과의 밀착성의 저하를 억제할 수 있다. 태양 전지 백시트용 필름의 열전도율은 태양 전지 백시트용 필름의 공극률을 높게 함으로써 낮출 수 있다.
(태양 전지 백시트용 필름의 제조 방법)
이어서, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 제조 방법에 대해서 예를 들어서 설명한다. 이것은 일례이며, 본 발명은 이러한 예에 의해 얻어지는 것에만 한정해서 해석되는 것은 아니다.
우선, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 원료가 되는 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 또는 그 에스테르 유도체와 디올을 주지의 방법에 의해 에스테르 교환 반응 또는 에스테르화 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 종래 공지의 반응 촉매로서는 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물, 아연 화합물, 납 화합물, 망간 화합물, 코발트 화합물, 알루미늄 화합물, 안티몬 화합물, 티타늄 화합물, 인 화합물 등을 예시하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 통상의 제조 방법이 완결되기 이전의 임의의 단계에 있어서, 중합 촉매로서 알칼리 금속 화합물, 망간 화합물, 안티몬 화합물 또는 게르마늄 화합물, 티타늄 화합물을 첨가하는 것이 바람직하고, 태양 전지 백시트용 필름의 밀착성을 보다 높이는 관점에서 나트륨 화합물, 망간 화합물을 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 방법으로서는, 예를 들면 망간 화합물을 예로 취하면 망간 화합물 분체를 그대로 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 폴리에스테르 수지의 말단 카르복실기량은 중합시의 온도나 폴리에스테르 수지를 중합한 후 190℃~폴리에스테르 수지의 융점 미만의 온도에서 감압 또는 질소 가스와 같은 불활성 기체의 유통 하에서 가열하는, 소위 고상 중합의 시간에 의해서 컨트롤할 수 있다. 구체적으로는, 중합시의 온도가 높아지면 말단 카르복실기량이 증가하고, 고상 중합의 시간을 길게 하면 말단 카르복실기량이 낮아진다.
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에 공동 핵제나 무기 입자 등을 함유시키는 방법은 미리 원료를 벤트식 2축 혼련 압출기나 텐덤형 압출기를 사용하여 용융 혼련하여 제작한 마스터 펠릿을 블렌딩하는 방법이 바람직하다. 이 때, 마스터 펠릿은 열 이력을 받기 때문에 적지않게 열화가 진행될 우려가 있다. 그 때문에, 보다 고농도에서 공동 핵제나 무기 입자를 함유하는 마스터 펠릿을 제조하고, 그것을 혼합 희석하여 사용하는 방법이 보다 바람직하다. 구체적으로는, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에 공동 핵제를 첨가할 때에는 폴리에스테르 필름 중에 함유시키고 싶은 공동 핵제 함유량보다 함유량이 많은 마스터 펠릿을 미리 제작하고, 그것을 폴리에스테르 필름의 주성분인 폴리에스테르 수지와 혼합하여 목적의 함유량으로 조정한다.
이어서, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 제막 방법은 폴리에스테르 필름의 조성으로 되도록 조정한 원료를 압출기 내에서 가열 용융하고, 구금으로부터 냉각한 캐스트 드럼 상에 압출하여 시트 형상으로 가공하는 방법(용융 캐스트법)을 사용할 수 있다.
여기서, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 캐스트 드럼 온도를 30 이상 80℃ 이하로 냉각하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40℃ 이상 70℃ 이하, 더욱 바람직하게는 45℃ 이상 60℃ 이하이다. 캐스트 드럼의 온도를 30℃ 미만의 경우, 용융 압출된 필름의 냉각 속도가 지나치게 빨라서 폴리에스테르 필름의 (Sc/Scs) 또는 (Sc/Scs')가 작아져서 바람직한 범위를 벗어나는 경우가 있다. 한편, 캐스트 드럼의 온도가 80℃를 초과하면 폴리에스테르 수지의 결정화가 지나치게 진행되어서 연신시에 파열이 발생할 수 있다.
계속해서, 얻어진 시트를 70~140℃의 온도로 가열된 롤 군에 안내하여 길이 방향(세로 방향, 즉 시트의 진행 방향)으로 연장하고, 20~50℃의 온도의 롤 군에서 냉각한다. 계속해서, 시트의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터에 안내하여 80~150℃의 온도로 가열된 분위기 중에서 길이 방향에 직각인 방향(폭 방향)으로 연신한다. 이 때, 연신 배율은 면 배율로 2배 이상, 30배 이하의 배율인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4배 이상 25배 이하, 더욱 바람직하게는 6배 이상 20배 이하이다. 상기 배율로 연신됨으로써, 본 발명의 폴리에스테르 필름에 적절한 크기를 갖는 공동을 형성할 수 있다. 면 배율이 2배를 충족하지 않는 경우, 공동이 작아져서 출력 향상성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 면 배율이 30배를 초과하면 공동이 지나치게 커져서 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 제막 기계에의 부하가 지나치게 커지는 관점에서도 바람직하지 않다.
또한, 길이 방향(필름 제막시의 주행 방향)과 필름의 폭 방향의 연신 배율의 차는 4배 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2배 이하, 더욱 바람직하게는 1배 이하이다. 상기 연신 배율의 차가 4배를 초과하면 폴리에스테르 필름 내부의 공동의 형상이 한 방향으로 치우쳐 밀착성이 저하되는 경우가 있다.
즉, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름은 폴리에스테르 필름을 길이 방향(필름 제막시의 주행 방향)과 필름의 폭 방향의 연신 배율의 차는 4배 이하로 하고, 면 배율로 2배 이상 30배 이하의 배율로 연신함으로써 우수한 밀착성이나 출력 향상성, 내습열성을 양립하고, 가공성도 우수한 태양 전지 백시트용 필름으로 할 수 있다.
계속해서, 연신 후에 텐터 내에서 열 고정을 행한다. 이 때의 설정 온도는 150℃ 이상 250℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 170℃ 이상 230℃ 이하, 더욱 바람직하게는 180℃ 이상 220℃ 이하이다. 열 고정을 150℃ 미만에서 행한 경우, 태양 전지 백시트용 필름의 열 치수 안정성이 저하되어 백시트 가공시에 컬링 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 한편, 250℃를 초과하는 온도에서 열 고정을 행한 경우, 필름 내부의 공동 핵제가 유동하여 소망의 반사 성능이 얻어지지 않을 우려가 있다.
또한, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름이 P2층을 갖는 경우, 예를 들면 P1층을 구성하는 원료와 P2층을 구성하는 원료를 각각 다른 2대의 압출기에 투입하여 용융하고나서 합류시켜서 구금으로부터 냉각한 캐스트 드럼 상에 공압출해서 시트 형상으로 가공하는 방법(공압출법)이나, P1층을 갖는 폴리에스테르 필름을 단독으로 제막한 후에 용매 중에 용해시킨 P2층을 구성하는 원료를 롤 코팅법, 딥 코팅법, 바 코팅법, 다이 코팅법 및 그라비어 롤 코팅법 등에 의해서 도포한 후, 용매를 건조시킴으로써 P2층을 형성하는 방법(코팅법)이 바람직하게 사용된다.
상기 제조 방법에 의해 얻어진 태양 전지 백시트용 필름은 종래의 태양 전지 백시트용 필름이 갖는 내습열성, 내열성, 내자외선성, 열 치수 안정성, 가공성을 유지하면서, 우수한 밀착성과 출력 향상성을 양립할 수 있다.
(태양 전지 백시트)
이어서, 본 발명의 태양 전지 백시트에 대해서 설명한다. 본 발명의 태양 전지 백시트는 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 적어도 1층 이상의 기능층을 갖는 태양 전지 백시트인 것이 중요하다. 그 중에서도, 후술하는 측정 방법에 의해 구해지는 태양 전지 백시트의 컬 높이가 10㎜ 이하인 것이 바람직하고, 5㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 태양 전지 백시트의 컬 높이를 10㎜ 이하로 함으로써, 컬에 의해 발생되는 위치 어긋남이나 셀 균열의 발생률이 감소하고, 태양 전지의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 태양 전지 백시트의 컬 높이를 10㎜ 이하로 하기 위해서는 상기 태양 전지 백시트용 필름의 영률을 4.0GPa 이하, 태양 전지 백시트의 영률을 4.0GPa 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 태양 전지 백시트용 필름의 영률은 4.0GPa 이하, 태양 전지 백시트의 영률은 3.0GPa 이하가 보다 바람직하다. 태양 전지 백시트용 필름, 및 태양 전지 백시트의 영률의 하한값은 본 발명의 기능을 손상시키지 않는 한 특별히 제한되는 것은 아니지만, 0.5GPa 이상이면 충분하다.
태양 전지 백시트의 영률을 4.0GPa 이하로 함으로써, 태양 전지 백시트를 롤 상태로 보관한 경우에 발생되는 감김 자국을 태양 전지에 적층할 때에 태양 전지 백시트의 자중에 의해서 평평하게 할 수 있다.
또한, 태양 전지 백시트용 필름의 영률을 상기 범위로 하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 이하의 방법 등으로 조정할 수 있다. 예를 들면, 태양 전지 백시트용 폴리에스테르 필름 중의 공극률을 높게 하거나 제막시의 연신 배율을 낮게 하면, 태양 전지 백시트용 필름의 영률은 낮아지는 경향이 있다. 또한, 태양 전지 백시트용 폴리에스테르 필름 중의 공극률을 낮게 하거나 제막시의 연신 배율을 높게 하면, 태양 전지 백시트용 필름의 영률은 높아지는 경향이 있다. 또한, 태양 전지 백시트의 영률은 태양 전지 백시트에 사용되는 태양 전지 백시트용 필름의 영률이 높으면 높아지고 낮으면 낮아지는 경향이 있다. 그것 이외에도, 태양 전지 백시트용 필름에 적층하는 층의 영률에 의해 조정할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 백시트의 기능층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 중 적어도 1개, 또는 복수의 조합을 포함하는 층이면 밀착성이 양호해지기 때문에 바람직하다. 특히, 본 발명의 태양 전지 백시트에 있어서 태양 전지 백시트용 필름과 밀봉재 사이에 상기 기능층을 가짐으로써, 밀봉재와의 양호한 밀착력을 갖는 것이 가능해진다. 이 중에서도, 특히 내후성, 수증기 배리어성의 관점에서 폴리에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 중 적어도 하나, 또는 복수의 조합을 포함하는 층을 기능층으로 하는 경우, 기능층의 두께는 30㎛ 이상 300㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 층의 두께를 30㎛ 이상으로 함으로써 수증기 배리어성이나 절연성이 향상되고, 300㎛ 이하로 함으로써 태양 전지 제조시의 기능층 B의 돌출에 의한 공정 오염을 억제하는 것이 가능해진다.
폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 중 적어도 1개, 또는 복수의 조합을 포함하는 층을 기능층으로 해서 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 적층하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에 직접 적층하는 방법이나, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 기능층을 접착제 등을 통해서 적층하는 방법이 예시된다.
또한, 본 발명의 백시트의 기능층은 폴리불화비닐(PVF), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 사불화에틸렌-육불화폴리프로필렌 공중합체(FEP) 중 적어도 1개, 또는 복수의 조합을 포함하는 층이면 백시트의 내후성을 양호하게 하는 것이 가능해지기 때문에 바람직하다. 특히, 상기 기능층이 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 공기측 면에 적층되면 자외선에 의한 열화를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 내후성의 관점에서, 상기 기능층은 PVF, PVDF 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
PVF, PVDF, ETFE, FEP 중 적어도 하나, 또는 복수의 조합을 포함하는 층을 기능층으로 하는 경우, 기능층의 두께는 25㎛ 이상 125㎛ 이하인 것이 바람직하고, 25㎛ 이상 75㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 층의 두께를 25㎛ 이상으로 함으로써 내후성이 향상되고, 125㎛ 이하로 함으로써 태양 전지 백시트의 가공성이 향상된다.
PVF, PVDF, PTFE, ETFE 중 적어도 하나, 또는 복수의 조합을 포함하는 층을 기능층으로 해서 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 적층하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에 직접 적층하는 방법이나, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 기능층을 접착제 등을 통해서 적층하는 방법이 예시된다.
본 발명의 태양 전지 백시트의 기능층은 폴리우레탄을 포함하는 층이면 밀착성이 양호해지기 때문에 바람직하다. 특히, 상기 기능층이 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 밀봉재 사이에 위치하면 밀봉재와의 밀착력이 향상된다. 여기서 말하는 폴리우레탄이란 이소시아네이트기를 갖는 화합물과 수산기를 갖는 화합물로부터 얻어진 중합체의 총칭이다. 이소시아네이트기를 갖는 화합물로서는 트리메틸렌디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 메틸렌비스(4,1-페닐렌)=디이소시아네이트(MDI), 3-이소시아네이트메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실이소시아네이트(IPDI), 크실릴렌디이소시아네이트(XDI) 등의 디이소시아네이트나, 이들 디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 어덕트체, 이들 디이소시아네이트의 삼량체인 이소시아누레이트체, 이들 디이소시아네이트의 뷰렛 결합체, 폴리머릭 디이소시아네이트 등이 있지만, 이 중에서도 색조의 관점에서 HDI가 바람직하다. 수산기를 갖는 화합물로서는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리아크릴 폴리올, 불소계 폴리올 등이 있지만, 내습열성, 내후성의 관점에서 폴리아크릴 폴리올, 불소계 폴리올이 바람직하다.
폴리우레탄을 포함하는 층을 기능층으로 하는 경우, 기능층의 두께는 1㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 폴리우레탄을 포함하는 층을 기능층으로 한 경우, 기능층의 두께를 1㎛ 이상으로 함으로써 내후성이 향상되고, 20㎛ 이하로 함으로써 백시트의 가공성이 향상된다.
폴리우레탄을 포함하는 층을 기능층으로 해서 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 적층하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 롤 코트법, 그라비아 롤 코트법, 키스 코트법 및 기타 코트법, 또는 인쇄법 등에 의해서 적층하는 방법이 예시된다.
또한, 본 발명의 태양 전지 백시트의 기능층은 무기 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 태양 전지 백시트의 기능층이 무기 화합물을 포함함으로써, 태양 전지 백시트의 수증기 배리어성이 향상된다. 기능층이 포함하는 무기 화합물로서는 실리카나 알루미나가 바람직하고, 수증기 배리어성, 내습열성의 면에서 특히 실리카가 바람직하다.
무기 화합물을 포함하는 층을 기능층으로 해서 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 적층하는 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름에 직접 적층하는 방법이나, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 다른 폴리에스테르 필름에 무기 화합물을 적층하고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 무기 화합물을 적층한 폴리에스테르 필름 이외의 층(기능층)을 접착제 등을 통해서 적층하는 방법이 예시된다.
또한, 본 발명의 태양 전지 백시트는 폴리에스테르를 포함하는 기능층을 접착층을 통해서 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름과 적층하여 태양 전지 백시트로 하면 내후성, 가공성이 우수하기 때문에 바람직하다.
폴리에스테르를 포함하는 층을 기능층으로 하는 경우, 기능층의 두께는 25㎛ 이상 188㎛ 이하인 것이 바람직하고, 38㎛ 이상 125㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 층의 두께를 25㎛ 이상으로 두껍게 함으로써 내후성을 향상시키고, 188㎛ 이하로 얇게 함으로써 백시트의 가공성을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 있어서, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름이 접착층을 통해서 기능층이 적층되어 있는 경우, 공극률이나 (Sc/Scs), (Sc/Scs')는 접착층이나 기능층을 포함하지 않고 구하는 것으로 한다. 예를 들면, 폴리에스테르를 포함하는 기능층/접착층/공동 함유 폴리에스테르 필름의 구성을 갖는 적층 필름인 경우, 공동 함유 폴리에스테르 필름의 두께의 방향의 중심점을 C1점으로 하고, C1점과 공동 함유 폴리에스테르 필름의 필름 표면의 중간점을 (C2-1점), (C2-2점)으로 한다.
(태양 전지)
이어서, 본 발명의 태양 전지에 대해서 설명한다. 본 발명의 태양 전지는 상기 태양 전지 백시트용 필름을 그대로 탑재한다. 또는, 상기 태양 전지 백시트를 탑재하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양 전지의 구성예를 도 1에 나타낸다. 전기를 인출하는 리드선(도 1에는 나타내고 있지 않음)을 접속한 발전 소자를 EVA 수지 등의 투명한 밀봉재(2)로 밀봉한 것에, 유리 등의 투명 기판(4)과 태양 전지 백시트(1)로서 접합시켜서 구성되지만, 이것에 한정되지 않고 임의의 구성에 사용할 수 있다.
여기서, 본 발명의 태양 전지에 있어서, 태양 전지 백시트(1)는 발전 소자를 밀봉한 밀봉재(2)의 배면에 설치되는 발전 셀을 보호하는 역할을 담당한다. 여기서, 태양 전지 백시트는 P2층이 밀봉재(2)와 접하도록 배치하는 것이 태양 전지의 발전 효율을 높이는 점에서 바람직하다. 이 구성으로 함으로써, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 우수한 밀착성과 발전 효율을 양립한 태양 전지로 할 수 있다.
발전 소자(3)는 태양광의 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것이며, 결정 규소계, 다결정 규소계, 미세결정 규소계, 비정질 규소계, 구리인듐셀레노이드계, 화합물 반도체계, 색소 증감계 등, 목적에 따라서 임의의 소자를 소망하는 전압 또는 전류에 따라서 복수개를 직렬 또는 병렬로 접속하여 사용할 수 있다. 투광성을 갖는 투명 기판(4)은 태양 전지의 최표층에 위치하기 때문에 고투과율 외에, 고내후성, 고내오염성, 고기계 강도 특성을 갖는 투명 재료가 사용된다. 본 발명의 태양 전지에 있어서, 투광성을 갖는 투명 기판(4)은 상기 특성으로 충족되면 모든 재질을 이용할 수 있고, 그 예로서는 유리, 사불화에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리불화비닐 수지(PVF), 폴리불화비닐리덴 수지(PVDF), 폴리사불화에틸렌 수지(TFE), 사불화에틸렌-육불화프로필렌 공중합체(FEP), 폴리삼불화염화에틸렌 수지(CTFE), 폴리불화비닐리덴 수지 등의 불소계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 및 이들의 혼합물 등이 바람직하게 예시된다. 유리의 경우, 강화되어 있는 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 수지제의 투광 기재를 이용하는 경우에는 기계적 강도의 관점에서, 상기 수지를 1축 또는 2축으로 연신한 것도 바람직하게 사용된다. 또한, 이들 기재에는 발전 소자의 밀봉 재료인 EVA 수지 등과의 접착성을 부여하기 위해서 표면에 코로나 처리, 플라즈마 처리, 오존 처리, 이접착 처리를 실시하는 것도 바람직하게 행해진다.
발전 소자를 밀봉하는 밀봉재(2)는 발전 소자의 표면의 요철을 수지로 피복하여 고정하고, 외부 환경으로부터 발전 소자를 보호하여, 전기 절연의 목적 외에 투광성을 갖는 기재나 백시트와 발전 소자에 접착하기 위해 고투명성, 고내후성, 고접착성, 고내열성을 갖는 재료가 사용된다. 그 예로서는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체(EMA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA) 수지, 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMAA), 이오노머 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 및 이것들의 혼합물 등이 바람직하게 사용된다.
이상과 같이, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 태양 전지 백시트로서 태양 전지에 탑재함으로써, 종래의 태양 전지와 비교해서 장기간 옥외에 둔 경우에도 태양 전지 백시트와 밀착성이 유지되고, 또한 발전 효율을 높이는 것이 가능해진다. 본 발명의 태양 전지는 태양광 발전 시스템, 소형 전자 부품의 전원 등, 옥외 용도, 실내 용도에 한정되지 않고 각종 용도에 적합하게 사용할 수 있다.
[특성의 측정 방법 및 평가 방법]
(1) 폴리머 특성
(1-1) 말단 카르복실기량(표 중에서는 COOH 양이라고 기재한다.)
말단 카르복실기량에 대해서는 Maulice의 방법에 준하여, 이하의 방법으로 측정했다.(문헌: M. J. Maulice, F. Huizinga, Anal. Chim. Acta 22 363(1960))
측정 시료 2g을 o-크레졸/클로로포름(질량비 7/3) 50mL에 온도 80℃에서 용해시키고, 0.05N의 KOH/메탄올 용액에 의해서 적정하여 말단 카르복실기 농도를 측정하고, 당량/폴리에스테르 1t의 값으로 나타내었다. 또한, 적정시의 지시약은 페놀 레드를 사용하여 황록색에서 담홍색으로 변화된 시점을 적정의 종점으로 했다. 또한, 측정 시료를 용해시킨 용액에 무기 입자 등의 불용물이 있는 경우에는 용액을 여과하여 불용물의 질량 측정을 행하고, 불용물의 질량을 측정 시료 질량에서 뺀 값을 측정 시료 질량으로 하는 보정을 실시했다.
(1-2) 고유 점도 IV
오르토클로로페놀 100ml에 측정 시료를 용해시키고(용액 농도 C(측정 시료 질량/용액 체적)=1.2g/ml), 그 용액의 25℃에서의 점도를 오스트발트 점도계를 사용하여 측정했다. 또한, 마찬가지로 용매의 점도를 측정했다. 얻어진 용액 점도, 용매 점도를 이용하여 하기 식(4)에 의해 [η]을 산출하고, 얻어진 값을 가지고 고유 점도(IV)로 했다.
ηsp/C=[η]+K [η]2·C …(4)
(여기서, ηsp=(용액 점도/용매 점도)-1, K는 하긴스 정수(0.343으로 한다)이다.)
또한, 측정 시료를 용해시킨 용액에 무기 입자 등의 불용물이 있는 경우에는, 이하의 방법을 이용하여 측정을 행했다.
(i) 오르토클로로페놀 100mL에 측정 시료를 용해시켜 용액 농도가 1.2g/mL보다 진한 용액을 작성한다. 여기서, 오르토클로로페놀에 제공한 측정 시료의 질량을 측정 시료 질량으로 한다.
(ii) 이어서, 불용물을 포함하는 용액을 여과하고, 불용물의 질량 측정과, 여과 후의 여과액의 체적 측정을 행한다.
(iii) 여과 후의 여과액에 오르토클로로페놀을 추가하여 (측정 시료 질량(g)-불용물의 질량(g))/(여과 후의 여과액의 체적(mL)+추가한 오르토클로로페놀의 체적(mL))이 1.2g/100mL로 되도록 조정한다.
(예를 들면, 측정 시료 질량 2.0g/용액 체적 100mL의 농후 용액을 작성했을 때에, 상기 용액을 여과했을 때의 불용물의 질량이 0.2g, 여과 후의 여과액의 체적이 99mL이었던 경우에는 오르토클로로페놀을 51mL 추가하는 조정을 실시한다((2.0g-0.2g)/(99mL+51mL)=1.2g/mL)).
(iv)(iii)에서 얻어진 용액을 이용하여 25℃에서의 점도를 오스트발트 점도계를 이용하여 측정하고, 얻어진 용액 점도, 용매 점도를 이용하여 상기 식(C)에 의해 [η]을 산출하고, 얻어진 값을 가지고 고유 점도(IV)로 한다.
(1-3) 금속 원소 함유량
Mg, Mn, Sb 금속 원소량에 대해서는 X선 분석법(리가쿠덴키(주)제 형광 X선 분석 장치(형번: 3270))으로, Na 금속 원소에 대해서는 원자 흡광 분석법(히타치세이사쿠쇼제: 편광 제만 원자 흡광 광도계 180-80. 프레임: 아세틸렌 공기)으로 정량을 행했다.
(2) 공동 면적비
(2-1) 필름 단면의 관찰
마이크로톰이나 CP(크로스섹션 폴리셔) 단면 가공을 이용하여, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 두께 방향으로 찌그러트리지 않고 필름 면 방향에 대하여 수직으로 절단, 단면 내기를 행했다. 이어서, 주사형 전자 현미경(SEM)(닛폰덴시(주) 전계 방사 주사형 전자 현미경 "JSM-6700F")을 이용하여 샘플의 절단면을 관찰한 화상을 얻었다.
(2-2) 필름 전체의 공극률의 측정
(2-1)의 방법을 임의로 필름 샘플 중에서 다른 개소를 총 5개소 선택하여 필름의 길이 방향, 및 폭 방향으로 필름 단면을 절단한 총 10개소에 대해서, 필름의 두께 방향 전체가 관찰할 수 있는 최대의 배율로 관찰한 화상을 준비한다. 이어서, 각각의 공동 부분만 투명 필름 상에 트레이싱하고, 이미지 애널라이저(니레코가부시키가이샤제: 루젝스 IID)를 이용하여 측정한 공동 면적과, 관찰 화상 내의 전체의 필름 단면적의 비를 산출하고, 10개소의 평균값을 필름 전체의 공극률로 했다.
(2-3) 필름 표층의 공극률(Ps), (Ps')의 측정
3층 이상의 적층 필름에 대해서는 필름 표층의 공극률(Ps), (Ps')을 이하의 방법으로 측정했다. 즉, (2-2)과 마찬가지로 제작한 총 10개소의 관찰 단면에 대해서, 필름 표층(P2층 및 P2'층)의 표면 전체를 시야 내에서 관찰할 수 있는 최대의 배율로 관찰한 화상을 준비하고, 마찬가지로 이미지 애널라이저를 이용하여 면적비를 산출하고, 10개소의 평균값을 필름 표층의 공극률로 했다.
(2-4) 각 수평선 상에 존재하는 공동의 공동 면적의 측정
(2-2)와 마찬가지로 제작한 총 10개소의 관측 단면에 대해서, 필름의 두께 방향 전체를 관찰할 수 있는 최대의 배율로 관찰한 화상을 준비한다. 이어서, 각각의 관찰 화상에 대해서 필름의 두께 방향에 수직인 선을 긋고, 그 선을 4등분하는 3점(필름 두께 방향 중심점(C1점), 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-1점), (C2-2점)이라고 한다)을 통과하는 필름에 두께 방향에 평행한 선(분할 수평선)을 긋는다. 이어서, 분할 수평선 상에 존재하는 공동 부분만 투명한 필름 상에 트레이싱하고, 이미지 애널라이저를 이용하여 각 수평선 상에 존재하는 공동의 평균 면적을 구했다.
또한, 트레이싱하는 공동의 개수에 대해서는 관찰 화상 내의 분할 수평선 상에 존재하는 공동이 20개 미만인 경우에는 모든 공동에 대해서 트레이싱하고, 20개 이상의 공동이 존재하는 경우에는 공동의 무게중심이 C1점, C2-1점, C2-2점에 가까운 공동 20개를 선택하여 트레이싱을 행하는 것으로 한다.
(2-5) 평균 공동 면적비(Sc/Scs), (Sc/Scs')의 산출
(2-4)에 의해서 얻어진 평균 면적에 대해서, C1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Sc(㎛2), C2-1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs(㎛2), C2-2점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs'(㎛2)로 하고, 공동 면적비 (Sc/Scs) 또는 (Sc/Scs')을 산출하여 총 10개소의 평균값을 본 발명의 평균 공동 면적비 (Sc/Scs), (Sc/Scs')로 했다.
(3) 밀착성 평가
(3-1) 접합 샘플의 제작
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름, 태양 전지 백시트에 두께 125㎛ 2축 연신 폴리에스테르 필름 "루미러"(등록상표) X10S(도레이(주)제)를 접착제("타케락"(등록상표) A310(미츠이다케다케미컬(주)제) 90질량부, "타케네이트"(등록상표) A3(미츠이다케다케미컬(주)제) 10질량부를 혼합한 것)에 의해 접합한 후, 40℃로 온도 조정한 항온조에서 48hr 에이징을 행했다.
(3-2) 밀착성 평가
(3-1)에서 얻어진 샘플에 대해서 고도 가속 수명 시험 장치 프레셔 쿠커(에스펙(주)제)에서 온도 120℃, 상대습도 100%의 조건 하에서 48시간 처리를 행한 후, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름측을 수평으로 고정하여 접합한 부분을 200㎜/분의 속도로 180° 박리에 의해 박리 시험을 실시했을 때의 박리 강도를 측정하고, 태양 전지 백시트용 필름의 밀착성을 이하와 같이 판정을 행했다.
박리 강도가 6N/15㎜ 이상인 경우: A
박리 강도가 4N/15㎜ 이상 6N/15㎜ 미만인 경우: B
박리 강도가 2N/15㎜ 이상 4N/15㎜ 미만인 경우: C
박리 강도가 1N/15㎜ 이상 2N/15㎜ 미만인 경우: D
박리 강도가 1N/15㎜ 미만인 경우: E
밀착성은 A~D가 양호하며, 그 중에서도 A가 가장 우수하다.
(4) 내습열성 평가
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름, 태양 전지 백시트를 측정편의 형상 10㎜×200㎜로 잘라낸 후, 고도 가속 수명 시험 장치 프레셔 쿠커(에스펙(주))에서 온도 125℃, 상대습도 100% RH의 조건 하에서 48시간 처리를 행하고, 그 후 ASTM-D882(1997)에 의거해서 파단 신도를 측정했다. 또한, 측정은 척 사이 50㎜, 인장 속도 300㎜/min, 측정 횟수 n=5로 하고, 또한 시트의 길이 방향, 폭 방향의 각각에 대해서 측정한 후, 그 평균값을 습열 시험 후의 파단 신도로 했다. 얻어진 습열 시험 후의 파단 신도로부터 내습열성을 이하와 같이 판정했다.
습열 시험 후의 파단 신도가 습열 시험 전의 파단 신도의 60% 이상인 경우: A
습열 시험 후의 파단 신도가 습열 시험 전의 파단 신도의 40% 이상 60% 미만인 경우: B
습열 시험 후의 파단 신도가 습열 시험 전의 파단 신도의 20% 이상 40% 미만인 경우: C
습열 시험 후의 파단 신도가 습열 시험 전의 파단 신도의 10% 이상 20% 미만인 경우: D
습열 시험 후의 파단 신도가 습열 시험 전의 파단 신도의 10% 미만인 경우: E
내습열성은 A~D가 양호하며, 그 중에서도 A가 가장 우수하다.
(5) 내자외선성(자외선 처리 시험시의 색조 변화)
(5-1) 색조(b값) 측정
JIS-Z-8722(2000)에 의거해 분광식 색차계 SE-2000(니폰덴쇼쿠고교(주)제, 광원 할로겐 램프 12V4A, 0~-45° 후분광 방식)을 이용하여 반사법에 의해 태양 전지 백시트용 필름, 태양 전지 백시트의 색조(b값)를 n=3에서 측정하고, 그 평균값으로서 구했다.
(5-2) 색조 변화(Δb)
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름, 태양 전지 백시트에 아이슈퍼 자외선 테스터 S-W151(이와사키덴키(주)제)에서 온도 60℃, 상대습도 60%, 조도 100mW/㎠(광원: 메탈할라이드 램프, 파장 범위: 295~450nm, 피크 파장: 365nm)의 조건 하에서 48시간 조사한 전후의 색조(b값)를 상기 (5-1)항에 따라 측정하고, 다음의 (α)식으로부터 자외선 조사 후의 색조 변화(Δb)를 산출했다. 또한, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름이 편면에 P2층을 갖는 구성인 경우, P2층측의 표면에 자외선 시험광이 닿도록 시험을 행했다. 또한, 태양 전지 백시트의 경우, 실시예 32~37, 45~46, 50~53에 있어서는 기능층 B를 갖는 면의 반대면에, 실시예 38~44, 47~49에 있어서는 기능층 B를 갖는 표면에, 54~56에 있어서는 기능층 B'를 갖는 표면에 자외선 시험광이 닿도록 시험을 행했다.
자외선 조사 후의 색조 변화(Δb)= b1-b0 (α)
b0: 자외선 조사 전의 색조(b값)
b1: 자외선 조사 후의 색조(b값)
얻어진 자외선 처리 시험 전후의 색조 변화(Δb)로부터 내자외선성을 이하와 같이 판정했다.
자외선 조사 처리 시험 전후의 색조 변화(Δb)가 3 미만인 경우: A
자외선 조사 처리 시험 전후의 색조 변화(Δb)가 3 이상 6 미만인 경우: B
자외선 조사 처리 시험 전후의 색조 변화(Δb)가 6 이상 10 미만인 경우: C
자외선 조사 처리 시험 전후의 색조 변화(Δb)가 10 이상 20 미만인 경우: D
자외선 조사 처리 시험 전후의 색조 변화(Δb)가 20 이상인 경우: E
내자외선성은 A~D가 양호하며, 그 중에서 가장 A가 우수하다.
(6) 열전도율 평가
본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 열전도율 평가로서, ATSM E 1530에 의거해 시험을 행했다. 하부 히터를 30℃, 상부 히터를 80℃로 설정하고, n=3에서 측정하여 그 평균값을 열전도율로 하고, 얻어진 열전도율로부터 이하와 같이 판정했다.
열전도율이 0.08W/m·K 이하: A
열전도율이 0.08W/m·K를 초과하고 0.12W/m·K 이하: B
열전도율이 0.12W/m·K를 초과하고 0.14W/m·K 이하: C
열전도율이 0.14W/m·K를 초과함: D
열전도율은 A~B가 양호하고, 그 중에서 가장 A가 우수하다.
(7) 태양 전지 특성 평가
(7-1) 태양 전지의 출력 향상성 평가
다결정 규소형 태양 전지 셀 「진테크사제 G156M3」의 표면과 이면의 은전극 부분에 플럭스 「HOZAN사제 H722」를 디스펜서로 도포하고, 표면과 이면의 은전극 상에 155㎜의 길이로 절단한 배선재 「히타치덴센사제 동박 SSA-SPS 0.2×1.5(20)」을 표면측의 셀의 편단으로부터 10㎜ 떨어진 곳이 배선재의 끝에, 그리고 이면측은 표면측과 대칭이 되도록 올리고, 납땜 인두를 이용하여 셀 이면측으로부터 납땜 인두를 접촉시켜서 표면과 이면을 동시에 납땜 용착하여 1셀 스트링스를 제작했다.
이어서, 제작한 1셀 스트링스의 셀로부터 튀어나와 있는 상기 배선재의 길이 방향과, 180㎜로 절단한 인출 전극 「히타치덴센사제 동박 A-SPS 0.23×6.0」의 길이 방향이 수직이 되도록 두고, 상기 배선재와 인출 전극이 겹치는 부분에 상기 플럭스를 도포하여 납땜 용착을 행하고, 인출 전극이 부착된 스트링스를 제작했다. 이 시점에 있어서, JIS C8914:2005의 기준 상태에 준하여 단락 전류의 측정을 실시하고, 셀 단체의 발전 성능으로 했다.
이어서, 커버재로서 190㎜×190㎜의 유리(아사히가라스사제 태양 전지용 3.2㎜ 두께 흰색판 열처리 유리)와, 표면측 밀봉재로서 190㎜×190㎜의 에틸렌비닐아세테이트(산빅사제 밀봉재 0.5㎜ 두께)와, 셀 단체의 발전 성능 평가를 실시한 인출 전극이 부착된 스트링스와, 이면측 밀봉재로서 190㎜×190㎜의 에틸렌비닐아세테이트(산빅사제 밀봉재 0.5㎜ 두께)와, 190㎜×190㎜로 재단한 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름의 순서로 겹쳐서 고정하고, 상기 유리를 진공 라미네이터의 열판과 접촉하도록 셋팅하고, 열판 온도 145℃, 진공 배기 4분, 프레스 1분 및 유지 시간 10분의 조건에서 진공 라미네이트를 행하여 평가용 태양 전지를 제작했다. 이 때, 인출 전극이 부착된 스트링스는 유리면이 셀 표면측이 되도록 셋팅했다. 또한, 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름이 편면에 P2층을 갖는 구성인 경우, P2층측을 발전 셀측을 향하도록 설치했다.
얻어진 태양 전지 모듈을 JIS C8914: 2005의 기준 상태에 준하여 측정한 단락 전류의 측정을 실시하고, 본 발명의 태양 전지 백시트를 탑재한 태양 전지의 발전 성능으로 했다.
이렇게 해서 얻어진 셀 단체의 발전 성능과 본 발명의 태양 전지 백시트를 탑재한 태양 전지의 발전 성능으로부터 다음 (β)식에 따라 본 발명의 태양 전지 백시트를 탑재한 태양 전지의 발전 향상률을 산출했다.
모듈화에 의한 발전 향상률(%)=(모듈화 후의 발전 성능/셀 단체의 발전 성능-1)×100(%)(β)
얻어진 발전 향상률로부터 출력 향상성을 이하와 같이 판정했다.
발전 향상률이 8.0% 이상인 경우: A
발전 향상률이 7.5% 이상 8.0% 미만인 경우: B
발전 향상률이 7.0% 이상 7.5% 미만인 경우: C
발전 향상률이 6.5% 이상 7.0% 미만인 경우: D
발전 향상률이 6.5% 미만인 경우: E
태양 전지의 출력 향상성은 A~D가 양호하고, 그 중에서도 A가 가장 우수하다.
(7-2) 태양 전지의 밀착성 평가
(7-1)항에서 제작한 태양 전지를 10개 준비하고, 85℃ 85% RH로 조정한 항온 항습조(에스펙(주)제)에서 4,000hr 처리한 후, 라미네이트한 태양 전지 백시트용 필름에 박리가 발생되어 있지 않은지를 육안으로 확인을 행했다. 태양 전지의 밀착성은 10개의 태양 전지 중 육안으로 시트를 박리하고 있는 것이 몇개 있는지에 대해서 확인하고, 이하와 같이 판정을 행했다.
모든 태양 전지에서 박리가 발생되어 있지 않은 경우: A
제작한 태양 전지 중 1개 이상 4개 미만의 태양 전지로부터 시트가 박리되어 있던 경우: B
제작한 태양 전지 중 4개 이상 8개 미만의 태양 전지로부터 시트가 박리되어 있던 경우: C
제작한 태양 전지 중 8개 이상 시트가 태양 전지로부터 박리되어 있던 경우: D
모든 태양 전지에서 박리가 발생되어 있는 경우: E
태양 전지의 밀착성은 A~D가 양호하고, 그 중에서도 A가 가장 우수하다.
(8) 영률 평가
태양 전지 백시트용 필름, 태양 전지 백시트의 영률을 ASTM-D882(1997)에 의거해서 측정했다. 또한, 측정은 척 사이 50㎜, 인장 속도 300㎜/min, 측정 횟수 n=5로 하고, 또한 시트의 길이 방향, 폭 방향의 각각에 대해서 측정한 후, 그 평균값을 영률로 했다. 얻어진 영률로부터 이하와 같이 판정했다.
영률이 2.0GPa 이하인 경우: A
영률이 2.0GPa를 초과하고 3.0GPa 이하인 경우: B
영률이 3.0GPa를 초과하고 4.0GPa 이하인 경우: C
영률이 4.0GPa를 초과하는 경우: D
영률은 A~C가 양호하고, 그 중에서 가장 A가 우수하다.
(9) 컬 높이 평가
태양 전지 백시트의 평가로서 이하의 순서로 컬 높이(컬링성)의 평가를 행했다.
1. 외경 84.2㎜의 지관(紙管)에 200㎜×200㎜로 커팅한 태양 전지 백시트를 권취하여 고정하고, 40℃ 50% RH에 있어서 1주 동안 보관하고, 얻어진 필름을 지관으로부터 분리하여 컬 높이 평가용 시트를 얻는다.
2. 얻어진 컬 높이 평가용 시트를 25℃의 환경 하에서 평평한 판 상에 컬 높이 평가용 시트의 중앙부가 판에 접촉하는 방향으로 둔다.
3. 컬 높이 평가용 시트의 4개소의 모서리의 판으로부터의 거리(컬 높이)를 버니어 캘리퍼스로 측정한다.
4. 3.에서 얻어진 4개소의 컬 높이의 평균값을 취하여 얻어진 컬 높이의 평균값으로부터 컬 높이 평가는 이하와 같이 판정했다.
컬 높이의 평균값이 5㎜ 미만: A
컬 높이의 평균값이 5㎜ 이상 10㎜ 미만: B
컬 높이의 평균값이 10㎜ 이상 15㎜ 미만: C
컬 높이의 평균값이 15㎜ 이상: D
컬 높이는 A~C가 양호하고, 그 중에서 가장 A가 우수하다.
(10) 수증기 배리어성 평가
태양 전지 백시트의 수증기 배리어성의 평가로서 JIS K7129(2008)의 적외선 센서법에 준하여 측정 면적 50㎠, 40℃ 90% RH 환경 하에 있어서의 수증기 투과율을 측정했다. 얻어진 값으로부터, 수증기 배리어성은 이하와 같이 판정했다.
수증기 투과율이 0.5g/㎡/day 미만: A
수증기 투과율이 0.5g/㎡/day 이상 1.0g/㎡/day 미만: B
수증기 투과율이 1.0g/㎡/day 이상 2.0g/㎡/day 미만: C
수증기 투과율이 2.0g/㎡/day 이상 3.0g/㎡/day 미만: D
수증기 투과율이 3.0g/㎡/day 이상: E
수증기 배리어성은 A~D가 양호하고, 그 중에서 가장 A가 우수하다.
실시예
이하, 본 발명에 대해서 실시예를 들어서 설명하지만, 본 발명은 반드시 이것들에 한정되는 것은 아니다.
(P1층에 이용하는 폴리에스테르계 수지 원료)
1. PET 원료 A(PET-a)
테레프탈산디메틸 100질량부, 에틸렌글리콜 57.5질량부, 아세트산망간4수화물 0.03질량부, 삼산화안티몬 0.03질량부를 150℃, 질소 분위기 하에서 용융했다. 이 용융물을 교반하면서 230℃까지 3시간에 걸쳐 승온시켜 메탄올을 유출(留出)시키고, 에스테르 교환 반응을 종료했다. 에스테르 교환 반응 종료 후, 인산 0.005질량부와 인산이수소나트륨2수화물 0.021질량부를 에틸렌글리콜 0.5질량부에 용해한 에틸렌글리콜 용액(pH5.0)을 첨가했다. 이 때의 폴리에스테르 조성물의 고유 점도는 0.2 미만이었다. 이 후, 중합 반응을 최종 도달 온도 285℃, 진공도 0.1Torr에서 행하고, 고유 점도 0.52, 말단 카르복실기량이 15당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 얻었다. 얻어진 폴리에틸렌테레프탈레이트를 160℃에서 6시간 건조, 결정화시켰다. 그 후, 220℃, 진공도 0.3Torr, 8시간의 고상 중합을 행하여 고유 점도 0.82, 말단 카르복실기량이 10당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-a)를 얻었다. 얻어진 폴리에틸렌테레프탈레이트 조성물의 유리 전이 온도는 82℃, 융점은 255℃였다.
2. PET 원료 B(PET-b)
고상 중합의 시간을 10시간으로 한 것 이외에는 PET 원료 A와 마찬가지로 행하여 고유 점도 0.85, 말단 카르복실기량이 6당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-b)를 얻었다.
3. PET 원료 C(PET-c)
중합 반응의 최종 도달 온도 290℃로 한 것 이외에는 PET 원료 A와 마찬가지로 행하여 고유 점도 0.79, 말단 카르복실기량이 15당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-c)를 얻었다.
4. PET 원료 D(PET-d)
중합 반응의 최종 도달 온도 295℃로 한 것 이외에는 PET 원료 A와 마찬가지로 행하여 고유 점도 0.77, 말단 카르복실기량이 20당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-d)를 얻었다.
5. PET 원료 E(PET-e)
중합 반응의 최종 도달 온도 300℃로 한 것 이외에는 PET 원료 A와 마찬가지로 행하여 고유 점도 0.75, 말단 카르복실기량이 28당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-e)를 얻었다.
6. PET 원료 F(PET-f)
반응 촉매로서 아세트산망간 대신에 아세트산마그네슘2수화물 0.03질량부, 에스테르 교환 반응 종료 후, 인산 0.005질량부만을 첨가한 것 이외에는 PET 원료 A와 마찬가지로 행하여 고유 점도 0.80, 말단 카르복실기량이 10당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-f)를 얻었다.
7. PET 원료 G(PET-g)
중합 반응의 최종 도달 온도 297℃로 한 것 이외에는 PET 원료 A와 마찬가지로 행하여 고유 점도 0.76, 말단 카르복실기량이 24당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-g)를 얻었다.
8. PET 원료 H(PET-h)
중합 반응의 최종 도달 온도 305℃로 한 것 이외에는 PET 원료 A와 마찬가지로 행하여 고유 점도 0.65, 말단 카르복실기량이 34당량/톤인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-h)를 얻었다.
9. 공동 핵제 마스터 펠릿 A
상기 1.항에 의해 얻어진 PET 수지 A(PET-a) 42질량부와, 폴리플라스틱스가부시키가이샤제 시클로올레핀 코폴리머(COC) "TOPAS"(등록상표) 6018(비카 연화점=188℃) 40질량부, 도레이듀폰가부시키가이샤 폴리에스테르계 엘라스토머(TPE) "하이트렐"(등록상표) 7247 18질량부를 벤트한 290℃의 압출기 내에서 용융 혼련하여 공동 핵제 마스터 펠릿 A를 제작했다.
10. 공동 핵제 마스터 펠릿 B
PET 수지 A 대신에 상기 2.항에 의해 얻어진 PET 수지 B를 이용한 것 이외에는 7.항의 공동 핵제 마스터 펠릿 A와 마찬가지의 조성 및 방법으로 공동 핵제 마스터 펠릿 B를 제작했다.
11. 공동 핵제 마스터 펠릿 C
PET 수지 A 대신에 상기 3.항에 의해 얻어진 PET 수지 C를 이용한 것 이외에는 7.항의 공동 핵제 마스터 펠릿 A와 마찬가지의 조성 및 방법으로 공동 핵제 마스터 펠릿 C를 제작했다.
12. 공동 핵제 마스터 펠릿 D
PET 수지 A 대신에 상기 4.항에 의해 얻어진 PET 수지 D를 이용한 것 이외에는 7.항의 공동 핵제 마스터 펠릿 A와 마찬가지의 조성 및 방법으로 공동 핵제 마스터 펠릿 D를 제작했다.
13. 공동 핵제 마스터 펠릿 F
PET 수지 A 대신에 상기 5.항에 의해 얻어진 PET 수지 F를 이용한 것 이외에는 7.항의 공동 핵제 마스터 펠릿 A와 마찬가지의 조성 및 방법으로 공동 핵제 마스터 펠릿 F를 제작했다.
14. 공동 핵제 마스터 펠릿 G
상기 1.항에 의해 얻어진 PET 수지 A(PET-a) 26.3질량부와, 폴리플라스틱스가부시키가이샤제 시클로올레핀 코폴리머 "TOPAS"(등록상표) 6018(비카 연화점=188℃) 40질량부, 도레이듀폰가부시키가이샤제 폴리에스테르계 엘라스토머(TPE) "하이트렐"(등록상표) 7247 18질량부, 이스트만케미컬사제 비정질성 PET 수지(PET-G) Copolyester GN071 15.3질량부를 벤트한 290℃의 압출기 내에서 용융 혼련하여 공동 핵제 마스터 펠릿 G를 제작했다.
15. 공동 핵제 마스터 펠릿 H
상기 1.항에 의해 얻어진 PET 수지 A(PET-a) 60질량부와, 폴리플라스틱스가부시키가이샤 시클로올레핀 코폴리머 "TOPAS"(등록상표) 6018(비카 연화점=188℃) 40질량부를 벤트한 290℃의 압출기 내에서 용융 혼련하여 공동 핵제 마스터 펠릿 H를 제작했다.
16. 공동 핵제 마스터 펠릿 I
상기 1.항에 의해 얻어진 PET 수지 A(PET-a) 42질량부와, 미츠이카가쿠가부시키가이샤제 폴리메틸펜텐(PMP) "TPX"(등록상표) DX820(비카 연화점=172℃) 40질량부, 도레이듀폰가부시키가이샤제 폴리에스테르계 엘라스토머(TPE) "하이트렐"(등록상표) 7247 18질량부를 벤트한 290℃의 압출기 내에서 용융 혼련하여 공동 핵제 마스터 펠릿 I를 제작했다.
17. 공동 핵제 마스터 펠릿 J
상기 1.항에 의해 얻어진 PET 수지 A(PET-a) 56질량부와, 스미토모카가쿠가부시키가이샤제 폴리프로필렌(PP) "노부렌"(등록상표) FLX80E4(비카 연화점=135℃) 40질량부, 산요카세이고교가부시키가이샤제 산 변성 폴리프로필렌(산 변성 PP) "유멕스"(등록상표) PP1010 4질량부를 벤트한 290℃의 압출기 내에서 용융 혼련하여 공동 핵제 마스터 펠릿 J를 제작했다.
18. 산화티탄 마스터 펠릿
상기 1.항에 의해 얻어진 PET 수지 A(PET-a) 100질량부와, 평균 입자 지름 210nm의 루틸형 산화티탄 입자(TiO2) 100질량부를 벤트한 290℃의 압출기 내에서 용융 혼련하여 산화티탄 마스터 펠릿을 제작했다.
19. 황산바륨 마스터 펠릿
상기 1.항에 의해 얻어진 PET 수지 A(PET-a) 100질량부와, 평균 입자 지름 1.5㎛의 황산바륨 입자(BaSO4) 100질량부를 벤트한 290℃의 압출기 내에서 용융 혼련하여 황산바륨 마스터 펠릿을 제작했다.
(기능층 B에 사용하는 필름, 코팅제)
20. 폴리에틸렌 필름
도레이필름카코(주)제 백색 폴리에틸렌 필름 "4807W"를 사용했다.
21. 폴리에틸렌비닐아세테이트 공중합체 필름
폴리에틸렌비닐아세테이트(비닐아세테이트 함유량 5질량%)의 칩 50질량부 와, 무기 입자로서 수 평균 이차 입자 지름 0.25㎛의 이산화티탄 30질량%를 분산시킨 폴리에틸렌 마스터칩(마스터칩 총량에 대하여 이산화티탄 30질량% 함유) 50질량부를 190℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하고, T 다이로부터 압출된 폴리에틸렌비닐 아세테이트 필름을 사용했다.
22. 폴리프로필렌 필름
도레이필름카코(주)제 백색 폴리프로필렌필름 "B011W"를 사용했다.
23. PVF 필름
듀폰사제 "테드라"(등록상표)를 사용했다.
24. PVDF 필름
아르케마사제 "카이나"(등록상표)를 사용했다.
25. ETFE 필름
다이킨고교(주)제 "네오플론"(등록상표) EF 시리즈를 사용했다.
26. 우레탄 코트용 도포제(도포제 a, 도포제 b)
도포제 a의 조합으로서, 표 9의 주제의 란에 나타내어지는 배합에 의해서(주)닛폰쇼쿠바이제의 아크릴계 코팅제인 "할스 하이브리드"(등록상표) 폴리머 UV-G301(고형분 농도: 40질량%)에, 착색 안료의 테이카(주)제 산화티탄 입자 JR-709 및 용제를 일괄 혼합하고, 비즈밀기를 이용하여 이것들의 혼합물을 분산시켰다. 그 후, 가소제로서 DIC(주)제 폴리에스테르계 가소제 "폴리사이저"(등록상표) W-220EL을 첨가하여 고형분 농도가 51질량%인 수지층 형성용의 도포제 a의 주제를 얻었다.
상기와 같이 해서 얻어진 주제에, 표 10에 나타내어지는 누레이트형 헥사메틸렌디이소시아네이트 수지인 스미카바이엘우레탄(주)제 "데스모듈"(등록상표) N3300(고형분 농도: 100질량%)을, 상기 수지층 형성용 주제와의 질량비가 100/4의 비로 되도록 미리 계산한 양을 배합하고, 또한 고형분 농도 20질량%로 되도록 미리 산출된 표 9에 나타내어지는 희석제:아세트산 n-프로필을 칭량하고, 15분간 교반함으로써 고형분 농도 20질량%의 도포제 a를 얻었다.
도포제 b의 조합으로서, 표 11에 나타내어지는 수소첨가 크실릴렌디이소시아네이트인 미츠이카가쿠(주)사제 "타케네이트"(등록상표) D120N과 다이킨고교(주)제 "제플"(등록상표) GK570을 상기 수지층 형성용 수지와의 질량비가 65/12로 되도록 미리 계산한 양을 배합하고, 또한 고형분 농도 20질량%로 되도록 미리 산출된 표 10에 나타내어지는 희석제:아세트산 n-부틸을 칭량하고, 15분간 교반함으로써 고형분 농도 20질량%의 도포제 b를 얻었다.
27. 무기 화합물 필름
미츠비시카가쿠(주)제 "테크베리어"(등록상표) LX를 사용했다.
28. 폴리에스테르 필름
폴리에스테르 필름으로서, 도레이(주)제 "루미러"(등록상표) MX11을 사용했다 .
29. 적층용 접착제(도포제 c)
적층용 접착제로서, DIC(주)제 드라이 라미네이트제 "딕드라이"(등록상표) TAF-300을 36질량부, 경화제로서 헥사메틸렌디이소시아네이트계 수지를 주성분으로하는 DIC(주)제 TAF 하드너 AH-3을 3질량부, 및 아세트산에틸 30질량부 칭량하고, 15분간 교반함으로써 고형분 농도 30질량%의 적층용 접착제인 도포제 c를 얻었다.
(실시예 1)
표 1에 나타내는 조성으로 되도록, P1층을 구성하는 원료로서 180℃에서 2 시간 진공 건조한 PET 원료 A(PET-a)를 77.5질량부와 공동 핵제 마스터 펠릿 A를 22.5질량부를 혼합하고, 한편 P2층을 구성하는 원료로서 180℃에서 2시간 진공 건조한 PET 원료 A(PET-a)를 72질량부와 산화티탄 마스터 펠릿을 28질량부를 혼합하고, 각각을 다른 2대의 280℃로 승온한 압출기 내에서 용융시켜 토출하고, 피드 블록에서 P2/P1/P2로 적층하도록 합류시킨 후, T다이로부터 공압출했다. 이어서, 공 압출한 용융 시트를 표면 온도 50℃로 유지된 드럼 상에 정전 인가법으로 밀착 냉각 고화시켜 미연신 시트를 얻었다. 계속해서, 상기 미연신 시트를 80℃의 온도로 가열한 롤 군에서 예열한 후, 88℃의 온도로 가열한 롤과 25℃의 온도로 조정한 롤 사이에서 3배의 속도차를 갖게 함으로써 길이 방향(세로 방향)으로 3배 연신한 후, 25℃의 온도의 롤 군에서 냉각하여 1축 연신 시트를 얻었다. 이어서, 얻어진 1축 연신 시트의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터 내의 80℃의 온도의 예열 존에 안내하고, 계속 연속적으로 90℃로 유지된 가열 존에서 길이 방향에 직각인 방향(폭 방향)으로 3.5배 연신했다. 또한, 계속해서 텐터 내의 열처리 존에서 220℃에서 20초간 열처리를 실시하고, 또한 4% 폭 방향으로 이완 처리를 행하면서 균일하게 서냉하여 폴리에스테르 필름을 제막했다.
상기 방법으로 제막 후의 폴리에스테르 필름의 적층비(P2:P1 P2)가 1:13:1이되도록 압출기의 토출량을 조정하고, 또한 전체 두께가 150㎛로 되도록 라인 속도를 조정하여 실시예 1의 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공극률을 확인한 결과, 전체의 공극률은 21%, 표층의 공극률은 Ps, Ps' 모두 2.5%이며, 공동 면적비를 검토한 결과 (Sc/Scs), (Sc/Scs') 모두 3.5였다. 또한, 폴리머 특성을 측정한 결과 고유 점도 IV는 0.70dl/g, 말단 카르복실기량은 14당량/톤이며, 금속 원소로서 Mn이 69ppm, Sb가 241ppm, Na이 29ppm 포함되어 있었다.
또한, 얻어진 태양 전지 백시트용 필름에 대해서, 태양 전지 백시트 특성 평가를 행한 결과, 매우 우수한 밀착성과 내습열성, 내자외선성, 열전도율을 갖는 것이 밝혀졌다. 또한, 태양 전지 특성 평가를 행한 결과, 매우 우수한 출력 향상성과 밀착성을 갖는 것이 밝혀졌다.
(실시예 2~실시예 11)
공동 핵제 마스터 펠릿량 및 공동 핵제 마스터 펠릿 G~I를 사용, 또는 P1층 에 P2층에서 사용한 산화티탄 마스터 펠릿을 혼합하고, P1층의 조성을 표 1과 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 검토한 결과, 표 2에 나타내는 바와 같이 (Sc/Scs), (Sc/Scs')가 공동 핵제량이나 종류, 또는 분산 보조제에 의해 변화했다. 구체적으로는, 공동 핵제량이 많아지고, 분산 조제의 종류가 증가하는 실시예 2, 실시예 4~실시예 6은 공동 면적비가 실시예 1에 비해서 작아진다. 한편, 공동 핵제종으로서 폴리메틸펜텐을 이용하거나, 공동 핵제량이 적고, 분산 조제를 포함하지 않는 실시예 3, 실시예 7~실시예 9는 공동 면적비가 실시예 1에 비해서 커진 것을 확인했다. 또한, P1층에 무기 입자를 첨가한 실시예 10, 실시예 11에 대해서도 공동 면적비가 실시예 1에 비해서 약간 작아지는 것을 확인했다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름에 대해서, 태양 전지 백시트 특성 평가를 행한 결과, 표 2에 나타내는 바와 같이 실시예 1에 비해서 일부 밀착성과 열전도율이 떨어지지만 양호한 범위인 것이 밝혀졌다.
또한, 태양 전지 특성 평가를 행한 결과, 실시예 1에 비해서 공동 면적비의 증가에 따라 출력 향상성이 저하되지만, 밀착성과 함께 양호한 범위인 것이 밝혀졌다.
(실시예 12~실시예 16)
P1층과 P2층의 주성분인 PET 수지를 표 3에 나타내는 바와 같이, PET-b~f로변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 확인한 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이 (Sc/Scs), (Sc/Scs') 모두 실시예 1과 마찬가지였다. 또한, 폴리머 특성을 측정한 결과 실시예 12~실시예 15는 고유 점도 IV와 말단 카르복실기량이 변화되고, 실시예 16은 함유하는 금속 원소의 종류와 함유량이 변화했다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름에 대해서, 태양 전지 백시트 특성 평가를 행한 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이 실시예 12~실시예 15는 실시예 1에 비해서 밀착성이 떨어지지만 양호한 범위인 것이 밝혀졌다. 또한, 내습열성은 고유 점도 IV의 저하, 및 말단 카르복실기량의 증가에 따라 저하되었다. 또한, 열전도율은 실시예 1과 마찬가지로 우수한 것인 것이 밝혀졌다.
또한, 태양 전지 특성 평가를 행한 결과, 실시예 1에 비하면 말단 카르복실기량의 증가에 따라 출력 향상성이 저하되지만, 밀착성 모두 양호한 범위인 것이 밝혀졌다. 또한, 실시예 16은 실시예 1과 고유 점도나 말단 카르복실기량과 마찬가지임에도 불구하고, 태양 전지 백시트의 밀착성이나 태양 전지의 출력 향상성, 밀착성이 떨어지지만 양호한 범위인 것이 밝혀졌다.
(실시예 17~실시예 25)
태양 전지 백시트의 적층비나 필름 구성, P2층의 무기 입자량, 캐스팅 온도를 표 3에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 확인한 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이 (Sc/Scs), (Sc/Scs') 모두 실시예 25는 실시예 1보다 작아졌다. 또한, 폴리머 특성에 대해서는 실시예 1과 마찬가지였다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름에 대해서, 태양 전지 백시트 특성 평가를 행한 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이 실시예 17~실시예 23은 P1층의 두께를 T1(㎛), P2층의 두께를 T2(㎛), P2층을 구성하는 수지 조성물에 포함되는 무기 입자 농도를 W2(질량%)로 했을 때의 (T1/T2)×W2가 커질수록 실시예 1에 비해서 밀착성이 떨어지지만 양호한 범위인 것이 밝혀졌다. 또한, 내자외선성은 P2층의 무기 입자 농도의 저화에 따라 저화되었다. 열전도율은 실시예 1과 마찬가지로 우수한 것이었다. 또한, 태양 전지 특성 평가를 행한 결과, (T1/T2)×W2가 작을수록 실시예 1에 비해서 출력 향상성이 떨어지고, (T1/T2)×W2가 커질수록 밀착성이 떨어지지만 양호한 범위인 것이 밝혀졌다. 또한, 실시예 25는 실시예 1과 마찬가지로 매우 우수한 태양 전지 백시트의 밀착성, 및 태양 전지의 출력 향상성, 밀착성을 갖지만, 필름 제막시에 공정 롤 상에 공동 핵제가 부착되는 것이 밝혀졌다.
(실시예 26)
표 3에 나타내는 바와 같이, P1층 단막의 필름 구성에서 P1층 중에 무기 입자를 고농도 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 검토한 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이 (Sc/Scs), (Sc/Scs') 모두 실시예 1보다 작아졌다. 또한, 폴리머 특성에 대해서는 실시예 1보다 말단 카르복실기량이 많아졌다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름에 대해서, 태양 전지 백시트 특성 평가를 행한 결과, 실시예 1에 비해서 밀착성이 떨어지지만 양호한 범위이며, 열전도율은 실시예 1과 마차가지로 우수한 것인 것이 밝혀졌다. 태양 전지 특성 평가에 있어서, 출력 향상성, 밀착성이 떨어지지만 양호한 범위인 것이 밝혀졌다. 또한, 실시예 25와 마찬가지로 필름 제막시에 공정 롤 상에 공동 핵제가 부착되는 것이 밝혀졌다.
(실시예 27)
P2층의 무기 입자로서 황산바륨 입자를 이용하기 위해 황산바륨 마스터 펠릿을 이용하여 폴리에스테르 필름의 적층비(P2:P1:P2)가 1:1:1로 되도록 압출기의 토출량을 조정한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다. 얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 확인한 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이 (Sc/Scs), (Sc/Scs') 모두 실시예 3보다 작아졌다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름에 대해서 태양 전지 백시트 특성 평가를 행한 결과, 실시예 3에 비해서 떨어지지만 양호한 밀착성을 갖는 것이 밝혀졌다. 열전도율은 실시예 1과 마찬가지로 우수한 것이었다. 또한, 태양 전지 특성 평가를 행한 결과, 실시예 3에 비해서 떨어지지만 양호한 밀착성을 갖고, 출력 향상성에 대해서는 문제없는 범위인 것이 밝혀졌다.
(실시예 28)
P1층과 P2층의 주성분인 PET 수지를 표 3과 같이, PET-g로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 확인한 결과, (Sc/Scs), (Sc/Scs')는 실시예 1과 같은 정도였다. 또한, 폴리머 특성을 측정한 결과, 표에 나타내는 바와 같이 고유 점도 IV와 말단 카르복실기량이 변화되었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름에 대해서 특성 평가를 행한 결과, 표에 나타내는 바와 같이 밀착성이 양호한 것이 밝혀졌다. 또한, 내습열성은 고유 점도 IV의 저하 및 말단 카르복실기량의 증가에 따라 다소 저하되었지만 문제없는 범위였다. 또한, 열전도율은 실시예 1과 마찬가지로 우수한 것인 것이 밝혀졌다.
또한, 태양 전지 특성 평가를 행한 결과, 표에 나타내는 바와 같이 실시예 1 에 비해서 말단 카르복실기량의 증가에 따른 출력 향상성이 약간 저하되지만, 밀착성 모두 양호한 범위인 것이 밝혀졌다.
(실시예 29~실시예 31)
제막시에 라인 속도를 변경하고, 필름의 전체 두께를 표 3과 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 확인한 결과, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 모두 실시예 1과 같은 정도였다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름에 대해서 태양 전지 백시트 특성 평가를 행한 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이 필름 두께가 얇은 필름에서는 밀착성이 약간 감소하는 것이 밝혀졌다. 또한, 열전도율도 실시예 1에 비해서 약간 저하되지만 양호한 범위인 것이 밝혀졌다.
또한, 태양 전지 특성 평가를 행한 결과, 표에 나타내는 바와 같이 필름 두께의 저하에 따라 태양 전지의 밀착성이 약간 저하되는 것이 밝혀졌다. 또한, 출력 향상성이 실시예 1에 비해서 약간 저하되지만, 양호한 범위인 것이 밝혀졌다.
(실시예 32~실시예 44)
실시예 1에서 얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 P2층의 한쪽의 면에, 적층용 접착제로서 준비한 도료 c를 이용하고, 와이어 바를 이용하여 도포하고, 80℃의 온도에서 45초간 건조하여 건조 후의 도포막 두께가 5.0㎛로 되도록 적층용 접착제 층을 형성했다.
이어서, 표 5에 나타내는 기능층 B를 접착제층 상에 적층하고, 40℃의 온도에서 3일간 에이징하여 태양 전지 백시트로 했다. 얻어진 태양 전지 백시트는 밀착성, 내습열성, 내자외선성은 양호하고, 적어도 영률, 컬 높이, 수증기 배리어성의 어느 하나가 우수했다. 또한, 태양 전지 특성이 우수했다.
(실시예 45~실시예 49)
실시예 32~실시예 44와 마찬가지로 해서 표 6에 나타내는 기능층 B를 접착제층 상에 적층하고, 40℃의 온도에서 3일간 에이징하여 태양 전지 백시트로 했다. 얻어진 실시예 45~실시예 49에 나타내는 태양 전지 백시트는 밀착성, 내습열성, 내자외선성이 양호하며, 영률, 컬 높이는 커지고 있지만, 수증기 배리어성이 우수했다. 또한, 태양 전지 특성이 우수했다.
(실시예 50~실시예 53)
실시예 1에서 얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 P2층의 한쪽의 면에, 건조 후의 기능층 B의 두께가 표 6에 나타내는 두께가 되도록, 표 6에 따라 와이어 바를 사용하여 도료 a, 도료 b를 각각 도포하고, 100℃의 온도에서 60초간 건조하여 태양 전지 백시트용 필름을 제작했다(또한, 실시예 50~실시예 53에서는 공극률이나 (Sc/Scs), (Sc/Scs')은 기능층 B를 포함한 적층 필름을 기초로 구했다). 얻어진 태양 전지 백시트용 필름을 태양 전지 백시트로서 사용하여 평가를 실시한 결과, 백시트 특성, 태양 전지 특성 모두 우수했다.
(실시예 54, 실시예 55)
실시예 1에서 얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 P2층의 한쪽의 면에, 적층용 접착제로서 준비한 도료 c를 사용해서 와이어 바를 이용하여 도포하고, 80℃의 온도에서 45초간 건조하여 건조 후의 도막 두께가 5.0㎛로 되도록 적층용 접착제층을 형성했다.
이어서, 표 6에 나타내는 기능층 B'를 접착제층 상에 적층하고, 40℃의 온도에서 3일간 에이징했다. 또한, 기능층 B'를 적층하고 있지 않은 다른 한쪽의 P2층에 적층용 접착제로서 준비한 도료 c를 사용해서 와이어 바를 이용하여 도포하고, 80℃의 온도에서 45초간 건조하여, 건조 후의 도막 두께가 5.0㎛로 되도록 적층용 접착제층을 형성했다. 적층용 접착제층 상에 표 6에 나타내는 기능층 B를 적층하고, 40℃의 온도에서 3일간 에이징하여 태양 전지 백시트로 했다. 얻어진 실시예 54, 실시예 55에 나타내는 태양 전지 백시트는 밀착성, 내습열성, 내자외선성은 양호하며, 영률, 컬 높이, 수증기 배리어성이 우수했다. 또한, 태양 전지 특성이 우수했다.
(실시예 56)
실시예 1에서 얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 P2층의 한쪽의 면에, 건조 후의 기능층 B의 두께가 표 6에 나타내는 두께로 되도록 표 6에 따라 와이어 바를 사용하여 도료 a를 도포하고, 100℃의 온도에서 60초간 건조하여 기능층 B를 갖는 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다. 또한, 기능층 B를 적층하고 있지 않은 편방의 P2층에 적층용 접착제로서 준비한 도료 c를 사용해서 와이어 바를 이용하여 도포하고, 80℃의 온도에서 45초간 건조하여 건조 후의 도막 두께가 5.0㎛로 되도록 적층용 접착제층을 형성했다. 적층용 접착제층 상에, 표 6에 나타내는 기능층 B'를 적층하고, 40℃의 온도에서 3일간 에이징하여 태양 전지 백시트로 했다. 얻어진 실시예 56에 나타내는 태양 전지 백시트는 영률, 컬 높이는 커지고 있지만, 수열 배리어성이 우수했다. 또한, 태양 전지 특성도 우수했다.
(비교예 1)
P1층의 공동 핵제량을 3질량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공극률을 확인한 결과, 필름 전체의 공극률이 9%로 본 발명의 범위에서 벗어나는 것이 밝혀졌다.
또한, 비교예 1에서 얻어진 태양 전지 백시트용 필름은 밀착성, 열전도율이 떨어지는 태양 전지 백시트인 것이 밝혀졌다. 또한, 태양 전지 특성에 대해서도 출력 향상성 및 밀착성이 떨어지는 태양 전지인 것이 밝혀졌다.
(비교예 2~비교예 6)
P1층의 조성을 표와 같이 하기 위해서, 공동 핵제 마스터 펠릿양, 및 공동 핵제 마스터 펠릿 G~J를 사용하고, 또는 P1층에 공동 핵제로서 황산바륨 입자를 이용하기 위해 황산바륨 마스터 펠릿을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 검토한 결과, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 모두 본 발명의 범위에서 벗어나는 것이 밝혀졌다.
또한, 비교예 1~비교예 4에서 얻어진 태양 전지 백시트용 필름은 밀착성이 떨어지는 태양 전지 백시트인 것이 밝혀졌다. 비교예 6은 열전도율이 떨어지는 태양 전지 백시트인 것이 밝혀졌다. 또한, 태양 전지 특성에 대해서도 출력 향상성, 및 밀착성의 적어도 어느 한쪽이 떨어지는 태양 전지인 것이 밝혀졌다.
(비교예 7)
폴리에스테르 필름의 적층비(P2:P1:P2)가 1:1:1로 되도록 압출기의 토출량을 조정한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동을 검토한 결과, C2-1점 및 C2-2점을 통과하는 분할 수평선 상에 공동이 존재하지 않는 것이 밝혀졌다.
또한, 태양 전지 백시트용 필름은 밀착성, 열전도율이 떨어지는 태양 전지 백시트인 것이 밝혀졌다. 또한, 태양 전지 특성에 대해서도 출력 향상성 및 밀착성이 떨어지는 태양 전지인 것이 밝혀졌다.
(비교예 8)
P1층과 P2층의 주성분인 PET 수지를 PET-h로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 확인한 결과, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 모두 실시예 1과 마찬가지였지만, 폴리머 특성을 측정한 결과 말단 카르복실기량이 40당량/톤까지 저하되었다.
또한, 비교예 8에서 얻어진 태양 전지 백시트용 필름은 밀착성과 내습열성이 떨어지는 태양 전지 백시트인 것이 밝혀졌다. 또한, 태양 전지 특성에 대해서도 출력 향상성 및 밀착성 양쪽이 떨어지는 태양 전지인 것이 밝혀졌다.
(비교예 9)
제막시에 P1층의 단막 구성에서 T 다이로부터 압출, 냉각을 행해 얻어진 미연신 시트를 70℃의 온도로 가열한 롤 군에서 예열한 후, 시트의 양 표면으로부터 15㎜ 떨어진 위치에 설치한 적외선 히터에서, 50W/㎝의 출력으로 0.72초간 가열하여 길이 방향(세로 방향)으로 3배 연신한 것 이외에는 비교예 2와 마찬가지로 태양 전지 백시트용 필름을 얻었다.
얻어진 태양 전지 백시트용 필름의 공동 면적비를 확인한 결과, 비교예 2와는 달리 두께 방향의 공동 면적에 치우침이 나타났다. 그러나, 필름 표면으로부터 깊이 10㎛까지의 범위에서는 공동 1개당의 평균 면적은 작아질 뿐이고, 필름 전체 두께 에 대하여 25~75%의 깊이에 있어서는 공동 1개당의 평균 면적에 차는 없고, (Sc/Scs), (Sc/Scs')는 1.0이었다.
비교예 9에서 얻어진 태양 전지 백시트용 필름은 비교예 2와 마찬가지로, 밀착성이 떨어지는 태양 전지 백시트인 것이 밝혀졌다. 또한, 태양 전지 특성에 대해서도 출력 향상성 및 밀착성 양쪽이 떨어지는 태양 전지인 것이 밝혀졌다.
(비교예 10)
태양 전지 백시트용 필름을 비교예 6의 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 32와 마찬가지로 해서 표 9에 나타내는 기능층 B를 적층하고, 40℃의 온도에서 3 일간 에이징하여 태양 전지 백시트로 했다. 얻어진 태양 전지 백시트는 영률, 컬 높이는 떨어지는 것이었다. 또한, 태양 전지 특성에 대해서 밀착성은 비교예 6으로부터 개선되지만, 출력 향상성은 떨어지는 태양 전지였다.
(비교예 11)
태양 전지 백시트용 필름을 비교예 6의 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 42와 마찬가지로 해서 표 9에 나타내는 기능층 B를 적층하고, 40℃의 온도에서 3일간 에이징하여 태양 전지 백시트로 했다. 얻어진 태양 전지 백시트는 영률, 컬 높이는 떨어지는 것이었다. 또한, 태양 전지 특성에 대해서 밀착성 및 출력 향상성이 떨어지는 태양 전지였다.
(산업상 이용가능성)
본 발명의 본 발명의 태양 전지 백시트용 필름을 태양 전지 백시트로서 태양 전지에 탑재함으로써 종래의 태양 전지와 비교해서 장기간 옥외에 둔 경우라도, 태양 전지 백시트와의 밀착성이 유지되고, 또한 발전 효율을 높이는 것이 가능해진다. 본 발명의 태양 전지는 태양광 발전 시스템, 소형 전자 부품의 전원 등 옥외 용도, 실내 용도에 한정되지 않고 각종 용도에 적합하게 이용할 수 있다.
1 : 태양 전지 백시트
2 : 밀봉재
3 : 발전 소자
4 : 투명 기판
5 : 태양 전지 백시트의 밀봉재(2)측의 면
6 : 태양 전지 백시트의 밀봉재(2)와 반대측의 면
7 : 필름의 두께 방향
8 : 필름의 면 방향
9 : 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-1점)
10 : 필름 두께 방향 중심점(C1점)
11 : 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-2점)
12 : C2-1점을 통과하는 분할 수평선
13 : C1점을 통과하는 분할 수평선
14 : C2-2점을 통과하는 분할 수평선
15 : 공동
16 : 기능층 B
17 : 태양 전지 백시트용 필름
18 : 기능층 B'
19 : 접착층
2 : 밀봉재
3 : 발전 소자
4 : 투명 기판
5 : 태양 전지 백시트의 밀봉재(2)측의 면
6 : 태양 전지 백시트의 밀봉재(2)와 반대측의 면
7 : 필름의 두께 방향
8 : 필름의 면 방향
9 : 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-1점)
10 : 필름 두께 방향 중심점(C1점)
11 : 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-2점)
12 : C2-1점을 통과하는 분할 수평선
13 : C1점을 통과하는 분할 수평선
14 : C2-2점을 통과하는 분할 수평선
15 : 공동
16 : 기능층 B
17 : 태양 전지 백시트용 필름
18 : 기능층 B'
19 : 접착층
Claims (14)
- 공동 함유 폴리에스테르 필름으로서,
필름 전체의 공극률이 10% 이상이고,
상기 폴리에스테르 필름의 두께 방향 단면에 있어서,
필름의 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면으로 면 방향에 수직인 선을 긋고, 상기 한쪽의 표면에서부터 다른 한쪽의 표면을 잇는 선을 두께 방향으로 4등분하는 3점(필름 두께 방향 중심점(C1점), 필름 두께 방향 중심점과 필름 표면의 중간점(C2-1점), (C2-2점))의 각각을 통과하는 필름의 면 방향에 평행한 선(분할 수평선)의 각각에 있어서,
C1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Sc(㎛2),
C2-1점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs(㎛2),
C2-2점을 통과하는 분할 수평선 상에 존재하는 공동 1개당의 평균 면적을 Scs'(㎛2)로 했을 때, (Sc/Scs), (Sc/Scs') 중 적어도 한쪽이 1.1 이상 35 이하이고, 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 말단 카르복실기량이 35당량/톤 이하인 태양 전지 백시트용 필름.
(또한, (Sc/Scs), (Sc/Scs')은 폴리에스테르 필름의 임의의 5개소에 있어서의 필름의 길이 방향에 평행하게 필름을 절단한 필름의 두께 방향 단면, 필름의 폭 방향에 평행하게 필름을 절단한 필름의 두께 방향 단면으로부터 얻어지는 값을 평균값으로서 구한다.) - 제 1 항에 있어서,
폴리에스테르 필름의 전체 두께가 45㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 태양 전지 백시트용 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 폴리에스테르 필름이 3층 이상의 적층 구성을 갖고 있고, 양 표층(한쪽의 표층을 P2층, 다른 한쪽의 표층을 P2'층이라고 한다)을 구성하는 수지 조성물 중 적어도 한쪽의 수지 조성물이 무기 입자를 함유하고 있고, 표층을 갖지 않는 층(상기 층을 P1층이라고 한다)이 공동을 함유 하는 태양 전지 백시트용 필름. - 제 3 항에 있어서,
P1층의 두께를 T1(㎛), P2층의 두께를 T2(㎛), P2'층의 두께를 T2'(㎛), P2층을 구성하는 수지 조성물에 포함되는 무기 입자 농도를 W2(질량%), P2'층을 구성하는 수지 조성물에 포함되는 무기 입자 농도를 W2'(질량%)로 했을 때,
(T1/T2)×W2, (T1/T2')×W2' 중 적어도 한쪽이 0.35 이상 1.50 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 백시트용 필름. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
P1층의 두께를 T1(㎛), P2층의 두께를 T2(㎛), P2'층의 두께를 T2'(㎛)로 했을 때, T1/(T1+T2+T2')가 0.6 이상 0.99 이하이고, T2/(T1+T2+T2') 및 T2'/(T1+T2+T2')가 0.01 이상 0.2 이하인 태양 전지 백시트용 필름. - 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
P2층의 공극률(Ps) 및 P2'층의 공극률(Ps')이 5.0% 이하인 태양 전지 백시트용 필름. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
열전도율이 0.9W/m·K 이하인 태양 전지 백시트용 필름. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 백시트용 필름과 적어도 1층 이상의 기능층을 갖는 태양 전지 백시트로서, 상기 태양 전지 백시트용 필름의 영률이 4.0GPa 이하, 상기 태양 전지 백시트의 영률이 4.0GPa 이하인 태양 전지 백시트.
- 제 8 항에 있어서,
상기 기능층이 다음의 군 1에서 적어도 하나 또는 복수의 조합을 포함하는 태양 전지 백시트.
군 1: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 - 제 8 항에 있어서,
상기 기능층이 다음 군 2에서 적어도 1개 또는 복수의 조합을 포함하는 태양 전지 백시트.
군 2: 폴리불화비닐(PVF), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 사불화에틸렌-육불화프로필렌 공중합체(FEP) - 제 8 항에 있어서,
상기 기능층이 폴리우레탄을 포함하는 태양 전지 백시트. - 제 8 항에 있어서,
상기 기능층이 무기 화합물을 포함하는 태양 전지 백시트. - 제 8 항에 있어서,
상기 기능층이 폴리에스테르를 포함하고, 상기 태양 전지 백시트용 필름과 상기 기능층이 접착층을 통해서 적층되는 태양 전지 백시트. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 백시트용 필름 또는 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 백시트를 사용한 태양 전지.
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