TWI480157B - 太陽能電池模組用背面保護片及其製造方法、與太陽能電池模組 - Google Patents

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Description

太陽能電池模組用保護片及其製造方法、與太陽能電池模組
本發明係有關於做為太陽能電池模組之表面保護片或背面保護片使用之太陽能電池模組用保護片及其製造方法、與具備太陽能電池模組用保護片之太陽能電池模組。
本專利申請依據2009年3月30日於日本提出申請之日本特願2009-80882號來主張優先權，並沿用其內容。
將太陽之光能轉換成電能之太陽能電池模組，因可對應大氣污染及地球暖化等環境問題，被視為不排放二氧化碳即可進行發電之綠色能源而受到矚目。
一般而言，太陽能電池模組大致係由進行光電轉換之太陽能電池晶胞、由用以密封太陽能電池晶胞之電絕緣體所構成之密封介質(充填層)、積層於密封介質之表面的表面保護片(前片)、以及積層於密封介質之背面的背面保護片(背片)所構成。對太陽能電池模組，要求於戶外及屋內皆可長期間使用之耐濕性及耐候性。
該太陽能電池模組大致係由以晶體矽、非晶矽等所構成之太陽能電池晶胞、由用以密封太陽能電池晶胞之電絕緣體所構成之密封介質(充填層)、積層於密封介質之表面的表面保護片(前片)、以及積層於密封介質之背面的背面保護片(背片)所構成。
如上所述之背面保護片，已揭示有一種例如於金屬等防止水蒸氣透過之層之單面或兩面，具有氟系膠片之背面保護片(例如，參照專利文獻1)。該背面保護片，係利用熱壓熔接於由乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)所構成之密封介質。
先行技術文献 專利文獻
專利文獻1日本特開平6-177412號公報
發明所欲解決之課題
然而，傳統之背面保護片應用於太陽能電池模組時，因為對密封介質之膠合性較低，故有背面保護片從密封介質剝離而讓水蒸氣侵入密封介質內之問題。為了解決該問題，可考慮以下述方式來對應，亦即，於背面保護片配設熱膠合性層，介由熱膠合性層將背面保護片熔接至上述密封介質。然而，該熱膠合性層若由像膨脹成形這種於成形時藉由使其伸長之方法而成形之薄片所構成，則薄片之殘留應力，導致用以構成熱膠合性層之薄片收縮，結果，產生太陽能電池模組出現反翹的問題。太陽能電池模組若出現反翹，不但不利於太陽能電池模組之設置，亦可能導致太陽能電池模組的破損。
有鑑於上述事實，本發明之目的係提供一種太陽能電池模組用保護片及其製造方法，應用於太陽能電池模組時，對太陽能電池模組之密封介質具有優良之膠合性，而且，可抑制太陽能電池模組所產生之反翹，同時，提供具備太陽能電池模組用保護片之太陽能電池模組。
解決課題之手段
本發明之太陽能電池模組用保護片係具備基材薄膜、及積層於該基材薄膜之至少一面之熱膠合性層的太陽能電池模組用保護片，前述熱膠合性層係由熱可塑性樹脂所構成，150℃、30分鐘之加熱處理前後之尺寸變化率為0.3%以下，且其係形成用以與構成太陽能電池模組之密封介質膠合的膠合層。
前述熱可塑性樹脂宜為聚烯烴系樹脂。
於前述基材薄膜中，與積層著前述熱膠合性層之面為相反側之面，宜積層著金屬片。
於前述基材薄膜之至少一面，宜配設由無機氧化物所構成之蒸鍍層。
於前述太陽能電池模組用保護片之至少一方之最外層，宜配設氟樹脂層。
前述氟樹脂層宜為由具有含氟樹脂之塗料所形成的塗膜。
本發明之太陽能電池模組係具備有太陽能電池晶胞、用以密封該太陽能電池晶胞之密封介質、以及積層於該密封介質之保護片的太陽能電池模組，前述保護片係由上述本發明之太陽能電池模組用保護片所構成，前述保護片係介由前述熱膠合性層積層於前述密封介質。
前述密封介質宜由聚烯烴系樹脂所構成。
本發明之太陽能電池模組用保護片之製造方法，該欲製造之太陽能電池模組用保護片係具備有基材薄膜、及積層於該基材薄膜之至少一面之熱膠合性層，前述熱膠合性層係由熱可塑性樹脂所構成，150℃、30分鐘之加熱處理前後之尺寸變化率為0.3%以下，且該熱膠合性層係用以形成用以與構成太陽能電池模組之密封介質膠合的膠合層，本製造方法係包含有：利用押出成形將前述熱可塑性樹脂熔融‧混煉，擠出前述已熔融之熱可塑性樹脂將之積層於以預定速度移動之基材薄膜之至少一面，以此而於前述基材薄膜之至少一面，形成由前述熱可塑性樹脂所構成之熱膠合性層。
發明效果
依據本發明之太陽能電池模組用保護片，係具備基材薄膜、積層於基材薄膜之至少一面之熱膠合性層，熱膠合性層係由熱可塑性樹脂所構成，150℃、30分鐘之加熱處理前後之尺寸變化率為0.3%以下；此外，該熱膠合性層係用以形成與構成太陽能電池模組之密封介質膠合的膠合層，故溫度變化所導致之發生於熱膠合性層本身之應力較小，對積層著熱膠合性層之基材薄膜作用之應力亦較小。所以，即使將本發明之太陽能電池模組用保護片應用於太陽能電池模組之前片或背片時，可以抑制製造工程中之溫度變化所導致之太陽能電池模組之反翹的發生。
此外，對熱膠合性層之基材薄膜具有優良膠合性。而且，該熱膠合性層因為對太陽能電池模組之密封介質的膠合性亦十分優良，故本發明之太陽能電池模組用保護片不易從太陽能電池模組剝離。
依據本發明之太陽能電池模組用保護片之製造方法，利用押出成形熱可塑性樹脂之熔融‧混煉，擠出已熔融之熱可塑性樹脂將之積層於以預定速度移動之基材薄膜之至少一面，如此而於基材薄膜之至少一面，形成由熱可塑性樹脂所構成之熱膠合性層，故用以形成積層於基材薄膜之熱膠合性層的熱可塑性樹脂不會伸長，伸長之應力不會作用於熱膠合性層，結果，太陽能電池模組用保護片不存在用以形成熱膠合性層之熱可塑性樹脂之伸長所導致的應力。此外，利用押出成形的話，於基材薄膜之至少一面，只要以押出成形方式擠出已熔融之熱可塑性樹脂來進行積層，即可將熱膠合性層接合於基材薄膜。所以，無需為了將熱膠合性層膠合於基材薄膜而使用膠合劑，即可將熱可塑性樹脂強固地膠合於基材薄膜。
以下，針對本發明之太陽能電池模組用保護片及其製造方法、與太陽能電池模組之實施形態進行說明。
此外，該形態係以能充份理解發明之要旨為目的所進行的具體說明，在未特別指定之情形下，本發明不受其限制。
(1)第一實施形態
(太陽能電池模組用保護片)
圖1係本發明之太陽能電池模組用保護片之第一實施形態的概略剖面圖。
該實施形態之太陽能電池模組用保護片10，大致由基材薄膜11、積層於基材薄膜11之一面11a之熱膠合性層12所構成。
該太陽能電池模組用保護片10係應用於太陽能電池模組之前片或背片者。
基材薄膜11只要具有電氣絕緣性並可積層熱膠合性層12即可，可使用樹脂膜等。
做為基材薄膜11使用之樹脂膜，一般係選擇被當做太陽能電池模組用保護片之樹脂膜使用者。此種樹脂膜，例如，可使用由聚乙烯、聚丙烯等之烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯等之酯系樹脂、尼龍(商品名稱)等之醯胺系樹脂、碳酸酯系樹脂、苯乙烯系樹脂、丙烯腈系樹脂、氯乙烯系樹脂、乙烯醇縮乙醛系樹脂、乙烯縮丁醛系樹脂、氟系樹脂等之樹脂所構成之樹脂之薄膜或薄片。該等樹脂膜當中，以由聚酯所構成之薄膜為佳，具體而言，最好為PET薄膜。
基材薄膜11之厚度，可以太陽能電池模組所要求之電氣絶緣性來適度地設定。例如，基材薄膜11為樹脂膜時，其厚度宜在10μm～300μm之範圍。具體而言，基材薄膜11為PET薄膜時，從輕量性及電氣絕緣性之觀點而言，其厚度宜在10μm～300μm之範圍，更佳為20μm～250μm之範圍，最好為30μm～200μm之範圍。
熱膠合性層12係由熱可塑性樹脂所構成，用以形成與構成太陽能電池模組之密封介質膠合的膠合層。
熱膠合性層12之熱膠合性係利用加熱處理而產生膠合性之特性。本發明中，構成熱膠合性層12之熱可塑性樹脂，只要為具有熱膠合性之熱可塑性樹脂即可，並無特別限制。產生膠合性之加熱處理的溫度，宜為50～200℃之範圍。
熱膠合性層12，係利用押出成形將熔融之熱可塑性樹脂擠出至基材薄膜11之一面11a來進行積層，150℃、30分鐘之加熱處理前後之尺寸變化率為0.3%以下。只要熱膠合性層12之150℃、30分鐘之加熱處理前後之尺寸變化率為0.3%以下，積層於基材薄膜11後，用以產生膠合性的加熱處理、及其後之冷卻不會導致熱膠合性層12之尺寸產生太大的變化。因此，溫度變化所導致之熱膠合性層12本身所發生的應力較小，熱膠合性層12對積層基材薄膜11作用之應力亦較小。藉此，可增加與基材薄膜11之接合性，而抑制溫度變化所導致之太陽能電池模組用保護片10發生反翹的情形。此外，即使將太陽能電池模組用保護片10應用於太陽能電池模組之前片或背片時，亦可抑制溫度變化所導致之太陽能電池模組發生反翹的情形。
構成熱膠合性層12之熱可塑性樹脂，適合採用聚烯系樹脂。
聚烯系樹脂，例如，為低密度聚乙烯(LDPE，密度：0.910g/cm3 以上、低於0.930g/cm3 )、中密度聚乙烯(MDPE，密度：0.930g/cm3 以上、低於0.942g/cm3 )、高密度聚乙烯(HDPE，密度：0.942g/cm3 以上)等之聚乙烯、聚丙烯(PP)、烯烴系彈性體(TPO)、環烯系樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-醋酸乙烯-順丁烯二酐共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯-順丁烯二酐共聚物等。
熱膠合性層12之厚度，只要無損本發明之效果，並無特別限制，只對應熱膠合性層12之種類來進行適度地調節。熱膠合性層12之厚度，例如，宜在1μm～200μm之範圍，從輕量性及電氣絕緣性等之觀點而言，以10μm～200μm之範圍為佳，50μm～150μm之範圍更佳，80μm～120μm之範圍最佳。
依據該太陽能電池模組用保護片10，係具備基材薄膜11、及積層於基材薄膜11之一面11a之熱膠合性層12，熱膠合性層12係由熱可塑性樹脂所構成，150℃、30分鐘之加熱處理前後之尺寸變化率為0.3%以下，甚且，其係用以形成與構成太陽能電池模組之密封介質之膠合的膠合層，故溫度變化所導致之發生於熱膠合性層12本身之應力較小，進而使熱膠合性層12對積層基材薄膜11作用之應力變小，即使將太陽能電池模組用保護片10應用於太陽能電池模組之前片或背片時，亦可抑制製造工程中之溫度變化所導致之太陽能電池模組的反翹。此外，太陽能電池模組用保護片10對太陽能電池模組之膠合性提高，不易被從太陽能電池模組剝離。
此外，該實施形態係於基材薄膜11之一面11a積層著熱膠合性層12之太陽能電池模組用保護片10的例示，然而，本發明之太陽能電池模組用保護片並未受限於此。本發明之太陽能電池模組用保護片，亦可以於基材薄膜之另一面(位於一面之相反側之面)積層有熱膠合性層。
(太陽能電池模組用保護片之製造方法)
其次，參照圖1，針對太陽能電池模組用保護片10之製造方法進行說明。
製造太陽能電池模組用保護片10時，係利用使用T形模押出機或T形模製膜機之押出成形，實施用以形成熱膠合層之熱可塑性樹脂的熔融‧混煉，並一邊使基材薄膜11以一定之速度移動，同時一邊對該基材薄膜11之一面11a擠出熔融之熱可塑性樹脂來進行積層，而於基材薄膜11之一面11a形成由熱可塑性樹脂所構成之熱膠合性層12，進而得到太陽能電池模組用保護片10。
熔融熱可塑性樹脂之溫度，依據已熔融之熱可塑性樹脂之溫度(熱)，以基材薄膜11不會收縮之程度的80～350℃為佳，最好為150～300℃。
此外，熱可塑性樹脂之從T形模押出機(T形模製膜機)之吐出量，係對應目的之熱膠合性層12的厚度及基材薄膜11之移動速度(移動速度)來適度進行調整。
基材薄膜11，例如，係以滾筒至滾筒式(roll to roll)而以一定速度於長邊方向移動(搬送)，其移動速度係對應熱可塑性樹脂之T形模押出機(T形模製膜機)之吐出量來適度地進行調整。
利用此種押出成形，因為用以形成積層於基材薄膜11之熱膠合性層12的熱可塑性樹脂不會伸長，故沒有伸長所導致之應力作用於熱膠合性層12，結果，太陽能電池模組用保護片10不存在用以形成熱膠合性層12之熱可塑性樹脂之伸長所導致的應力。
此外，利用此種押出成形，只要T形模押出機(T形模製膜機)擠出熔融之熱可塑性樹脂，將之積層於基材薄膜11之一面11a，即可將熱膠合性層12接合至基材薄膜11。所以，不需要為了將熱膠合性層12膠合至基材薄膜11而使用膠合劑，就可將熱膠合性層12強固地膠合於基材薄膜11。
如此，太陽能電池模組用保護片10不存在熱膠合性層12之伸長所導致的應力，且熱膠合性層12之押出成形所導致的應力也幾乎不會殘留，故，即使將太陽能電池模組用保護片10應用於太陽能電池模組之前片或背片時，亦可抑制製造工程中之溫度變化所導致之太陽能電池模組的反翹。此外，太陽能電池模組用保護片10對太陽能電池模組之膠合性提高，而不易被從太陽能電池模組剝離。
此外，若應用上述之押出成形以外之方法，例如以膨脹成形所成膜之薄片做為熱膠合性層12時，因為無法直接於基材薄膜積層熱膠合性層12，故需要使用膠合劑。此外，以膨脹成形進行成膜之薄片，有成膜時之殘留應力，熱膠合性層12會發生製造工程中之溫度變化所導致之應力(熱收縮)。
如此，將以膨脹成形進行成膜之薄片當做熱膠合性層使用時，因為太陽能電池模組用保護片有熱膠合性層之膨脹成形時之殘留應力，故將太陽能電池模組用保護片應用於太陽能電池模組之前片或背片時，太陽能電池模組會發生製造工程中之溫度變化所導致之反翹。
(2)第二實施形態
圖2係本發明之太陽能電池模組用保護片之第二實施形態的概略剖面圖。
圖2中，與圖1所示之太陽能電池模組用保護片10相同之構成要素，賦予相同符號並省略說明。
該實施形態之太陽能電池模組用保護片20，與第一實施形態相同，係應用於太陽能電池模組之前片或背片。
太陽能電池模組用保護片20，除了第一實施形態之太陽能電池模組用保護片10之構造以外，增設了蒸鍍層13。
該實施形態中，基材薄膜11及熱膠合性層12係與第一實施形態相同之構成。
蒸鍍層13，係積層於與配設有基材薄膜11之熱膠合性層12之面為相反側的面(以下，稱為「另一面」)11b。
蒸鍍層13係由金屬或半金屬、金屬或半金屬之氧化物、氮化物、氧氮化物、矽化物等之無機材料所構成者，只要為對基材薄膜11以蒸鍍所形成者即可，並無特別限制。
形成蒸鍍層13之蒸鍍方法，例如，可以使用電漿化學蒸氣沈積法、熱化學蒸氣沈積法、光化學蒸氣沈積法等之化學蒸氣沈積法、或真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等之物理蒸氣沈積法。該等方法當中，考慮到操作性及層厚之控制性時，以濺鍍法為佳。
該蒸鍍層13可發揮具有抗滲性之防濕層的機能。此外，藉由將蒸鍍層13應用於太陽能電池模組，可以提高太陽能電池模組之耐候性。
金屬可以使用例如，鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、錫(Sn)、鈉(Na)、鈦(Ti)、鉛(Pb)、鋯(Zr)、釔(Y)等之金屬。
半金屬可以使用，例如，矽(Si)、硼(B)等之半金屬。
該等金屬或半金屬之氧化物、氮化物、氧氮化物，例如，為氧化鋁、氧化錫、氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氧氮化鋁等。
蒸鍍層13，可以由一種之無機材料所構成者，亦可以為由複數種之無機材料所構成者。
蒸鍍層13由複數種之無機材料所構成時，可以為依序蒸鍍由各無機材料所構成之層之積層構造的蒸鍍層，亦可以為同時蒸鍍複數種之無機材料的蒸鍍層。
蒸鍍層13之厚度，可考慮抗滲性而進行適度的設定，而依據所用之無機材料的種類及蒸鍍密度等來進行變更。
蒸鍍層13之厚度以5nm～200nm為佳，更好為10nm～100nm。
依據太陽能電池模組用保護片20，除了第一實施形態之太陽能電池模組用保護片10以外，藉由於基材薄膜11配設蒸鍍層13，可以增加太陽能電池模組用保護片10之效果，而提高防濕性及耐候性。
此外，該實施形態中，係以於基材薄膜11之另一面11b配設蒸鍍層13之太陽能電池模組用保護片20為例，然而，本發明之太陽能電池模組用保護片並未受限於此。本發明之太陽能電池模組用保護片，亦可以於基材薄膜之兩面(一面及另一面)配設蒸鍍層。
(3)第三實施形態
圖3係本發明之太陽能電池模組用保護片之第三實施形態的概略剖面圖。
圖3中，與圖1所示之太陽能電池模組用保護片10及圖2所示之太陽能電池模組用保護片20相同之構成要素，賦予相同符號並省略說明。
該實施形態之太陽能電池模組用保護片30與第一實施形態及第二實施形態相同，係應用於太陽能電池模組之前片或背片。
太陽能電池模組用保護片30，除了第二實施形態之太陽能電池模組用保護片20之構造以外，尚增設了氟樹脂層14。
該實施形態中，基材薄膜11及熱膠合性層12係與第一實施形態相同之構成，蒸鍍層13係與第二實施形態相同之構成。
氟樹脂層14係積層於與蒸鍍層13之基材薄膜11相接之面為相反側的面(以下，稱為「一面」)13a。氟樹脂層14係以硬化層之方式配設。
氟樹脂層14之厚度，可考慮耐候性、耐藥品性、輕量化等來設定，以5μm～50μm之範圍為佳，10μm～30μm之範圍更佳。
氟樹脂層14，只要為含氟之層即可，並無特別限制。形成該含氟之層者，例如，可舉出為含有含氟樹脂之薄片、由塗布含有含氟樹脂之塗料所形成之塗膜等。其中，為了追求太陽能電池模組用保護片30之輕量化，從使氟樹脂層14更薄的觀點而言，以由塗布含有含氟樹脂之塗料所形成之塗膜為佳。
氟樹脂層14為具有含氟樹脂之薄片時，係介由膠合層將氟樹脂層14積層於蒸鍍層13。膠合層係由對蒸鍍層13具有膠合性之膠合劑所構成。
構成該膠合層之膠合劑，可以使用聚丙烯系膠合劑、聚胺酯系膠合劑、環氧系膠合劑、聚酯系膠合劑、聚酯聚胺酯系膠合劑等。該等膠合劑可以1種單獨使用，亦可以組合2種以上之使用。
另一方面，氟樹脂層14為由塗布具有含氟樹脂之塗料所形成之塗膜時，通常，無需介由膠合層，直接將含有含氟樹脂之塗料塗布於蒸鍍層13來將氟樹脂層14積層於蒸鍍層13。
具有含氟樹脂之薄片，例如，可以使用將以聚氟乙烯(PVF)、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)或乙烯-四氟乙烯(ETFE)為主要成份之樹脂加工成薄片狀者。
以PVF為主要成份之樹脂，例如，使用「Tedlar(商品名稱，E.I. du Pont de Nemour sand Company公司製)」。
以ECTFE為主要成份之樹脂，例如，使用「Halar(商品名稱，Solvay Solexis公司製)」。
以ETFE為主要成份之樹脂，例如，使用「Fluon(商品名稱，旭硝子公司製)」。
含有含氟樹脂之塗料，只要可溶解於溶劑或分散於水且可塗布者即可，並無特別限制。
塗料所含有之含氟樹脂，只要是無損本發明效果且含有氟之樹脂即可，並無特別限制，然而，宜使用可溶解於塗料之溶媒(有機溶媒或水)並進行交聯者。
塗料所含有之含氟樹脂，宜使用具有硬化性官能基之氟烯烴樹脂。該氟烯烴樹脂，係使用由四氟乙烯(TFE)、異丁烯、二氟乙烯(VdF)、羥丁基乙烯基醚及其他單體所構成之共聚物、以及由TFE、VdF、羥丁基乙烯基醚及其他單體所構成之共聚物。
具體而言，氟烯烴樹脂可舉例如，「LUMIFLON(商品名稱，旭硝子公司製)」、「CEFRAL COAT(商品名稱，CENTRAL GLASS公司製)」、「FLUONATE(商品名稱，DIC公司製)」等之以氯三氟乙烯(CTFE)為主要成份的聚合物類、「ZEFFLE(商品名稱，DAIKIN INDUSTRIES公司製)」等之以四氟乙烯(TFE)為主要成份的聚合物類、「Zonyl(商品名稱，E.I. du Pont de Nemour sand Company公司製)」、「Unidyne(商品名稱，DAIKIN INDUSTRIES公司製)」等之具有氟烷基的聚合物、氟烷基單位為主要成份的聚合物類等。
該等當中，從耐候性及顏料分散性等之觀點而言，又屬以CTFE為主要成份之聚合物及以TFE為主要成份之聚合物為佳，最好為「LUMIFLON」及「ZEFFLE」。
「LUMIFLON」係包含以CTFE及數種特定之以烷基乙烯基醚、羥烷基乙烯基醚為主要構成單位之非晶形樹脂。如該「LUMIFLON」之具有羥烷基乙烯基醚之單體單位的樹脂，因為溶劑可溶性、交聯反應性、基材密著性、顏料分散性、硬度及柔軟性優異故較佳。
「ZEFFLE」係TFE與有機溶媒可溶性之烴烯烴之共聚物，其中，含有具備高反應性之羥基之烴烯烴者，其溶劑可溶性、交聯反應性、基材密著性及顏料分散性優異故較佳。
用以形成塗料所含有之含氟樹脂之可共聚之單體，例如，可以使用醋酸乙烯、丙酸乙烯酯、丁酸丁酯、異丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、己酸乙烯酯、柯赫反應酸(versatic acids(=Koch acids))乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、環已基羧酸乙烯酯及安息香酸乙烯酯等之羧酸的乙烯酯類、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚及環己基乙烯基醚等之烷基乙烯基醚類、CTFE、氟乙烯(VF)、VdF及氟化乙烯基醚等之含氟單體類。
此外，塗料所含有之含氟樹脂，可以為由1種以上之單體所構成之樹脂，亦可以為三元共聚物。
三元共聚物，例如，可以使用VdF、TFE、及六氟丙烯之三元共聚物「Dyneon THV(商品名稱、3M Company公司製)」。此種三元共聚物，因為可對樹脂賦予各單體所具有之特性而較佳。例如，「Dyneon THV」，可於相對較低溫來進行製造，亦可膠合於彈性體及烴基礎之塑膠，且具有優良之柔軟性及光學透明度而較佳。
塗料，除了上述之含氟樹脂以外，尚可含有交聯劑、觸媒及溶媒，此外，必要時，亦可含有顏料及充填劑等之無機化合物。
塗料所含有之溶媒，只要無損本發明之效果，並無特別限制，例如，可以適當地使用含有從甲基乙基酮(MEK)、環乙酮、丙酮、甲基異丁基酮(MIBK)、甲苯、二甲苯、甲醇、異丙醇、乙醇、庚烷、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯或正丁醇之群組選出之任1種或2種以上之有機溶媒的溶媒。
此種溶媒當中，以塗料中含有成分之低溶解性及對塗膜之低殘留性(低沸點溫度)之觀點而言，溶媒以含有從二甲苯、環乙酮或MEK選出之任1種或2種以上之有機溶媒的溶媒為佳。
塗料所含有之顏料及充填劑，只要無損本發明之效果即可，並無特別限制，例如，可以使用二氧化鈦、碳黑、苝顏料、雲母、聚醯胺粉末、氮化硼、氧化鋅、氧化鋁、矽石等。具體而言，作為顏料及充填劑之物，為了賦予耐久性，宜使用以氧化矽處理過之金紅石形二氧化鈦「Ti-Pure R105(商品名稱，E.I. du Pont de Nemour sand Company公司製)」、及利用聚二甲矽氧之表面處理來修飾矽石表面之羥基的疏水性矽石「CAB-O-SIL TS720(商品名稱，Cabot公司製)」。
前述之塗膜，為了提高其耐候性、耐擦傷性，宜利用交聯劑實施硬化。
交聯劑，只要無損本發明之效果即可，並無特別限制，適合使用金屬螯合物類、矽烷類、異氰酸酯類或三聚氰胺類。假設背片20可於戶外使用30年以上時，以耐候性之觀點而言，交聯劑宜為脂肪族之異氰酸酯類。
塗料之組成，只要無損本發明之效果即可，並無特別限制，例如，混合含氟樹脂、顏料、交聯劑、溶媒及觸媒來進行調製。
該組成物之組成比係以塗料全體為100質量%時，含氟樹脂之含有率宜為3～80質量%，25～50質量%更佳，顏料之含有率宜為5～60質量%，10～30質量%更佳，溶媒之含有率宜為20～80質量%，25～65質量%更佳。
溶媒，例如可使用MEK、二甲苯及環乙酮之混合溶媒。
此外，觸媒，例如可使用二辛基二月桂酸錫，使用該觸媒之目的，係促進含氟樹脂與異氰酸酯之交聯。
將塗料塗布於蒸鍍層13之方法，係使用眾所皆知之方法，例如，利用輥塗機(rod coater)塗布成期望之厚度即可。
塗布於蒸鍍層13之塗料的乾燥溫度，只要無損本發明之效果的溫度即可，以降低對蒸鍍層13及基材薄膜11之影響的觀點而言，宜在50～130℃之範圍。
依據太陽能電池模組用保護片30，除了第二實施形態之太陽能電池模組用保護片20以外，尚藉由增設氟樹脂層14，不但具有太陽能電池模組用保護片20之效果，尚可提升耐候性及耐藥品性。所以，為了提高太陽能電池模組用保護片30之耐候性及耐藥品性，氟樹脂層14宜配設於太陽能電池模組用保護片30之蒸鍍層13的外面(蒸鍍層13之一面13a)。
(4)第四實施形態
圖4係本發明之太陽能電池模組用保護片之第四實施形態的概略剖面圖。
圖4中，與圖1所示之太陽能電池模組用保護片10相同之構成要素，賦予相同符號並省略說明。
該實施形態之太陽能電池模組用保護片40，與第一實施形態相同，係應用於太陽能電池模組之背片。
太陽能電池模組用保護片40，除了第一實施形態之太陽能電池模組用保護片10之構造以外，尚增設了金屬片16。
該實施形態中，基材薄膜11及熱膠合性層12係與第一實施形態相同之構成。
金屬片16係介由膠合層15，積層於與基材薄膜11之配設有熱膠合性層12之面為相反側的面(以下，稱為「另一面」)11b。
膠合層15係由對基材薄膜11具有膠合性之膠合劑所構成。
用以構成膠合層15之膠合劑係使用聚丙烯系膠合劑、聚胺酯系膠合劑、環氧系膠合劑、聚酯系膠合劑、或聚酯聚胺酯系膠合劑等。該等膠合劑可單獨使用1種，亦可以為2種以上之組合使用。
金屬片16，例如可使用由鋁、鋁-鐵合金等之金屬所構成之薄片。
金屬片16之厚度，只要無損本發明之效果即可，並無特別限制，以針孔之低發生頻率、強機械強度、高抗滲性及輕量性等之觀點而言，宜為5μm～100μm，最好為10μm～30μm。
依據太陽能電池模組用保護片40，除了第一實施形態之太陽能電池模組用保護片10以外，尚介由膠合層15將金屬片16增設於基材薄膜11，除了太陽能電池模組用保護片10之效果以外，尚可提高抗滲性。
(5)第五實施形態
圖5係本發明之太陽能電池模組用保護片之第五實施形態的概略剖面圖。
圖5中，與圖1所示之太陽能電池模組用保護片10及圖4所示之太陽能電池模組用保護片40相同之構成要素，賦予相同符號並省略說明。
該實施形態之太陽能電池模組用保護片50，與第四實施形態相同，係應用於太陽能電池模組之背片。
太陽能電池模組用保護片50，除了第四實施形態之太陽能電池模組用保護片40之構造以外，尚增設了氟樹脂層17。
該實施形態中，基材薄膜11及熱膠合性層12係與第一實施形態相同之構成，膠合層15及金屬片16係與第四實施形態相同之構成。
氟樹脂層17係積層於與金屬片16之膠合層15相接之面為相反側的面(以下，稱為「一面」)16a。
氟樹脂層17係與上述氟樹脂層14相同之構成。
氟樹脂層17之厚度，係考慮耐候性、耐藥品性、輕量化等來進行設定，宜在5μm～50μm之範圍，10μm～30μm之範圍更佳。
依據太陽能電池模組用保護片50，除了第四實施形態之太陽能電池模組用保護片40以外，藉由配設氟樹脂層17，除了太陽能電池模組用保護片40之效果以外，尚可提高耐候性及耐藥品性。所以，為了提高太陽能電池模組用保護片50之耐候性及耐藥品性，氟樹脂層17宜配設於太陽能電池模組用保護片50之金屬片16之外面(金屬片16之一面16a)。
(6)第六實施形態
圖6係本發明之太陽能電池模組之一實施形態的概略剖面圖。
太陽能電池模組100大致係構成由：由晶體矽、非晶矽等所構成之太陽能電池晶胞101、由用以密封太陽能電池晶胞101之電絕緣體所構成之密封介質(充填層)102、積層於密封介質102之表面的表面保護片(前片)103、以及積層於密封介質102之背面的背面保護片(背片)104。
該實施形態中，太陽能電池模組100係配設上述第一～第五實施形態之太陽能電池模組用保護片做為前片103或背片104者。
該實施形態中，用以構成密封介質102之樹脂宜為聚烯烴系樹脂。
聚烯烴系樹脂，例如，為低密度聚乙烯(LDPE，密度：0.910g/cm3 以上、低於0.930g/cm3 )、中密度聚乙烯(MDPE，密度：0.930g/cm3 以上、低於0.942g/cm3 )、高密度聚乙烯(HDPE，密度：0.942g/cm3 以上)等之聚乙烯、聚丙烯(PP)、烯烴系彈性體(TPO)、環烯烴系樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-醋酸乙烯-順丁烯二酐共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯-順丁烯二酐共聚物等。
如此，第一～第五實施形態之太陽能電池模組用保護片之熱膠合性層12與密封介質102之親和性變大，而使熱膠合性層12與密封介質102有較大之接合力。
藉由應用第一～第五實施形態之太陽能電池模組用保護片做為太陽能電池模組之前片或背片而做成太陽能電池模組，可得到具有上述效果之太陽能電池模組。
(7)第七實施形態
該實施形態中，太陽能電池模組100係配設上述第一～第五實施形態之太陽能電池模組用保護片做為前片103及背片104。
該實施形態中，用以構成密封介質102之樹脂宜為聚烯烴系樹脂。
藉由應用第一～第五實施形態之太陽能電池模組用保護片做為太陽能電池模組之前片及背片而做成太陽能電池模組，可以得到太陽能電池晶胞之高密封性的太陽能電池模組。
此外，藉由將撓性基板應用於用以構成太陽能電池模組之太陽能電池晶胞，並配設上述第一～第五實施形態之太陽能電池模組用保護片做為前片及背片，可以得到具有撓性的太陽能電池模組。如此，藉由太陽能電池模組之撓性化，可以實現滾筒to滾筒之大量生產。此外，具有撓性之太陽能電池模組，因為亦可適用於具有拱狀及拋物線狀之壁面之物體，故可設置於圓頂狀之建築物及快速道路之隔音牆等。
以下，利用實施例及比較例針對本發明進行更具體之說明，然而，本發明並不受限於以下之實施例。
[實施例]
實施例1
於做為基材薄膜之聚酯薄膜(商品名稱：Melinex 238，Teijin DuPont Films公司製)之一面，以梅耶桿(mayer bar)塗布膠合劑，實施80℃、1分鐘之乾燥，形成厚度10μm之膠合層。
膠合劑，係使用以9：1(質量比)之比例混合膠合劑A-515(商品名稱，三井化學公司製)與膠合劑A-3(商品名稱、三井化學公司製)之混合物。
其次，於膠合層之外面(與膠合層之基材薄膜相接之面為相反側之面)，積層厚度20μm之鋁箔(1N30材)，製作由基材薄膜與鋁箔所構成之積層體。
其次，於基材薄膜之另一面，實施電暈處理。
其次，利用T形模製膜機擠出已熔融之低密度聚乙烯積層於該電暈處理面，於基材薄膜之該另一面，形成由低密度聚乙烯(商品名稱：suntec LDL-2270L、ASAHI KASEI CHEMICALS公司製)所構成之厚度50μm之熱膠合性層，而得到實施例1之太陽能電池模組用保護片。
熱膠合性層之形成時，T形模製膜機之汽缸溫度為200℃，T形模溫度為320℃。
實施例2
除了由低密度聚乙烯所構成之熱膠合性層之厚度為100μm以外，其餘與實施例1相同，得到實施例2之太陽能電池模組用保護片。
實施例3
於做為基材薄膜之聚酯薄膜(商品名稱：Melinex 238，Teijin DuPont Films公司製)之一面，以梅耶桿(mayer bar)塗布膠合劑，實施80℃、1分鐘之乾燥，形成厚度10μm之膠合層。
膠合劑，係使用以9：1(質量比)之比例混合膠合劑A-515(商品名稱，三井化學公司製)與膠合劑A-3(商品名稱，三井化學公司製)之混合物。
其次，於膠合層之外面(與膠合層之基材薄膜相接之面為相反側之面)，積層厚度20μm之鋁箔(1N30材)，製作由基材薄膜與鋁箔所構成之積層體。
其次，於由基材薄膜與鋁箔所構成之積層體之鋁箔外面(與鋁箔之膠合層相接之面為相反側之面)，以梅耶桿(mayer bar)塗布含有含氟樹脂之塗料，實施130℃、1分鐘之乾燥，形成厚度15μm之氟樹脂層。
含有含氟樹脂之塗料，係使用混合著Lumiflon LF-200(商品名稱，旭硝子公司製)100質量部、斯米焦爾N3300(商品名稱，Sumika Bayer Urethane公司製)10質量部、及Ti-Pure R105(商品名稱，DuPont公司製)30質量部之混合物。
其次，於基材薄膜之另一面實施電暈處理。
其次，利用T形模製膜機，擠出熔融之低密度聚乙烯積層於該電暈處理面，於基材薄膜之該另一面，形成由低密度聚乙烯所構成之厚度100μm之熱膠合性層，而得到實施例3之太陽能電池模組用保護片。
在熱膠合性層之形成上，T形模製膜機之汽缸溫度為200℃，T形模溫度為320℃。
實施例4
除了使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(乙烯：醋酸乙烯=91：9，商品名稱：Evaflex EVA-V5961、DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALS公司製)來形成熱膠合性層以外，其餘與實施例3相同，得到實施例4之太陽能電池模組用保護片。
比較例1
熱膠合性層，係使用實施例1所記載之低密度聚乙烯，以膨脹成形來形成厚度100μm之膨脹薄膜。
於實施例1所製作之由基材薄膜與鋁箔所構成之積層體之基材薄膜背面，形成與實施例1相同之膠合層。
於膠合層之外面，積層前述膨脹薄膜，得到比較例1之太陽能電池模組用保護片。
比較例2
除了熱膠合性層使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(乙烯：醋酸乙烯=91：9，商品名稱：Evaflex EVA-V5961、DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALS公司製)以外，與比較例1相同，得到比較例2之太陽能電池模組用保護片。
試驗例1
測定實施例1～4及比較例1、2之太陽能電池模組用保護片之尺寸變化率。
從實施例1～4及比較例1、2之太陽能電池模組用保護片切取120mm×120mm之試驗片，於從縱‧橫各端之10mm內側記入標線，測定初期標線間隔。
其次，將試驗片投入保持於150℃±2℃之烘箱，放置30分鐘後，於標準環境下(溫度23℃、濕度50%RH)放置24小時放置。
其後，於與試驗前相同之位置實施標線間隔測定，利用下式(1)，求取加熱處理前後之試驗片之縱‧橫之尺寸變化率。
尺寸變化率(%)=∣(L1 -L0 )/L0 ∣×100　(1)但是，上式(1)中，L0 係初期試驗片之標線間隔(mm)，L1 係加熱後之試驗片之標線間隔(mm)。
結果如表1所示。
試驗例2
測定實施例1～4及比較例1、2之積層有太陽能電池模組用保護片之玻璃基板的反翹。
將實施例1～4及比較例1、2之保護片切割成250mm×250mm，製作試驗片。
其次，以鋁箔側或氟樹脂層側朝下來載置試驗片，於熱膠合性層之表面(外面)，重疊2片密封介質用EVA薄膜(商品名稱：SC-4，Mitsui Chemicals Fabro公司製)，再於其上，重疊1mm×250mm×250mm之玻璃基板。
其次，將重疊著試驗片、密封介質用EVA薄膜及玻璃基板之物，於150℃±2℃、1氣壓進行30分鐘熱壓後，於標準環境下(溫度23℃、濕度50%RH)，放置24小時，得到由試驗片、密封介質用EVA薄膜及玻璃基板所構成之積層體。
其後，以試驗片側朝下來載置積層體，於積層體之上，沿著縱向或橫向載置規尺，測定規尺與積層體間之間隙，來測定玻璃基板之反翹。
其結果如表1所示。
由表1之結果可以得知，積層著實施例1～4之太陽能電池模組用保護片的玻璃基板之反翹係在沒有問題之範圍。
本發明係提供可應用於太陽能電池模組之表面保護片或背面保護片之太陽能電池模組用保護片及其製造方法，並提供具備太陽能電池模組用保護片之太陽能電池模組，對產業發展十分有利。
10、20、30、40、50．．．太陽能電池模組用保護片
11．．．基材薄膜
11a．．．面
11b．．．面
12．．．熱膠合性層
13．．．蒸鍍層
13a．．．面
14．．．氟樹脂層
15．．．膠合層
16．．．金屬片
16a．．．面
17．．．氟樹脂層
100．．．太陽能電池模組
101．．．太陽能電池晶胞
102．．．密封介質
103．．．表面保護片(前片)
104．．．背面保護片(背片)
圖1係本發明之太陽能電池模組用保護片之第一實施形態的概略剖面圖。
圖2係本發明之太陽能電池模組用保護片之第二實施形態的概略剖面圖。
圖3係本發明之太陽能電池模組用保護片之第三實施形態的概略剖面圖。
圖4係本發明之太陽能電池模組用保護片之第四實施形態的概略剖面圖。
圖5係本發明之太陽能電池模組用保護片之第五實施形態的概略剖面圖。
圖6係本發明之太陽能電池模組之一實施形態的概略剖面圖。
10．．．太陽能電池模組用保護片
11．．．基材薄膜
11a．．．面
12．．．熱膠合性層

Claims (8)

  1. 一種太陽能電池模組用背面保護片，其係在基材片的至少一面形成有含有顏料的氟樹脂層，其中，在該氟樹脂層的厚度方向之顏料密度係基材片相反面側比基材片側高；該氟樹脂層之基材片相反面側依照JIS B0601-1994所測定的算術平均粗糙度(Ra)為1.0μm以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組用背面保護片，其中該顏料係選自於由二氧化鈦、表面處理二氧化鈦、二氧化矽、表面處理二氧化矽所組成之群組之1種或2種以上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組用背面保護片，其係在基材片的一面形成該氟樹脂層，並在基材片的另一面形成黏著層。
  4. 一種太陽能電池模組用背面保護片之製造方法，其係藉由在基材片的至少一面塗布含有氟樹脂及顏料的塗布液並使其乾燥，形成在該基材片相反面側依照JIS B0601-1994所測定的算術平均粗糙度(Ra)為1.0μm以上的氟樹脂層；該氟樹脂層係包含：在基材片的至少一面塗布含有氟樹脂、顏料及溶劑的塗布液；及以該基材片的未乾燥塗膜表面朝下的方式設置基材片而將該塗膜乾燥處理，來形成氟樹脂層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之太陽能電池模組用背面保護片之製造方法，其中在該乾燥處理中，係以未乾燥塗膜的乾燥溫度為低於該塗布液所含有的溶劑的沸點之溫度來進行。
  6. 一種太陽能電池模組，其係在背面具備如申請專利範圍第 1至3項中任一項之太陽能電池模組用背面保護片。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之太陽能電池模組用背面保護片，其中該氟樹脂層中的該顏料的含量，相對於100質量份氟樹脂係以固體成分比10~100質量份。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之太陽能電池模組用背面保護片，其中該氟樹脂層中的該顏料的含量，相對於100質量份氟樹脂係以固體成分比20~90質量份。
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