TWI546976B - A protective sheet for a solar cell and a method for manufacturing the same, and a solar cell module - Google Patents

A protective sheet for a solar cell and a method for manufacturing the same, and a solar cell module Download PDF

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TWI546976B
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Description

太陽電池用保護薄板及其製造方法、以及太陽電池模組
本發明係關於當作太陽電池模組之表面保護薄板或背面保護薄板用的太陽電池用保護薄板及其製造方法、以及使用該太陽電池用保護薄板的太陽電池模組。
將太陽的光能轉換為電能的太陽電池模組,有就因應空氣污染、地球暖化等環保問題,能在不排放二氧化碳的情況下可發電之潔淨能源備受矚目。
一般,太陽電池模組係由太陽電池單元(其係由結晶矽、非晶矽等構成,並執行光電轉換)、由將太陽電池單元予以密封的電絕緣體所構成密封材(填充層)、積層於密封材表面(受光面)上的表面保護薄板(前板)、以及積層於密封材背面上的背面保護薄板(薄板)構成。為使太陽電池模組能具有能承受可在室外與室內長期間使用的耐候性與耐久性,保護太陽電池單元與密封材免受風雨、濕氣、沙塵、機械性衝擊等的傷害,必需將太陽電池模組內部保持呈阻斷外界空氣形成密閉狀態。因而,對太陽電池用保護薄板要求能承受長期間使用的耐濕性與耐候性。
專利文獻1有揭示在薄膜其中一面上,依序積層著無機氧化物層、接著層及熱可塑性樹脂層的太陽電池背面保護薄板。該太陽電池背面保護薄板係隔著熱可塑性樹脂層被加熱壓接於密封材上。薄膜係由諸如聚對苯二甲酸乙二酯等樹脂構成,在該薄膜上真空蒸鍍著諸如氧化矽等並當作無機氧化物層用。接著層係由順丁烯二酸酐改質聚乙烯樹脂構成,熱可塑性樹脂層係由諸如聚丙烯等構成,而接著層與熱可塑性樹脂層係利用多層共擠出積層法積層於具無機氧化物層之薄膜(基材)上。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2008-270685號公報
然而,接著層係使用順丁烯二酸酐改質聚乙烯樹脂的專利文獻1之背板,因為接著層對基材的接著性偏低,因而會有基材與熱可塑性樹脂層間發生剝離、太陽電池模組內部有水蒸氣進入的問題。
再者,當將接著層與熱可塑性樹脂層施行多層共擠出積層時,會有因積層後的冷卻而導致接著層及/或熱可塑性樹脂層出現收縮、在輥的寬度方向或流動方向出現捲曲的問題。若因背板的捲曲而導致太陽電池模組出現翹曲,不僅在太陽電池模組設置時會發生不良情況,尚會有太陽電池模組遭受破損的可能性。
本發明係有鑒於此種實情而完成,目的在於提供:基材與熱可塑性樹脂層間之接著性優異,且能抑制太陽電池模組發生翹曲的太陽電池用保護薄板及其製造方法,以及基材與熱可塑性樹脂層間之接著性優異、且能抑制翹曲的太陽電池模組。
緣是,為達成上述目的,第1,本發明所提供的太陽電池用保護薄板,包括:基材、與在上述基材至少其中一面上積層的熱可塑性樹脂層;其特徵在於:上述熱可塑性樹脂層係包括第1層與第2層;該第1層係積層於上述基材上,且以乙烯、與從(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯所構成群組中選擇從至少1種的共聚物為主成分;該第2層係積層於上述第1層上,且以烯烴系樹脂為主成分。(發明1)。
上述發明(發明1)中,因為熱可塑性樹脂層的第1層對基材之接著力較高,且第2層對太陽電池模組的密封材之接著力較高,因而該太陽電池用保護薄板具有頗難發生層間剝離的優點。又,因為第1層的主成分在常溫下屬於非晶質(非結晶),具有彈性,因而即便第2層在從加熱熔融狀態進行冷卻時有出現收縮,仍可利用第1層而緩和其收縮應力,藉此便縮小太陽電池用保護薄板的捲曲量。結果,可抑制因太陽電池用保護薄板的捲曲,而造成太陽電池模組發生翹曲。
上述發明(發明1)中,上述第1層的上述共聚物中,當作單體單元用之(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯的合計含有量,較佳係3.5~15莫耳%。(發明2)。
上述發明(發明1、2)中,上述第1層的上述共聚物中,當作單體單元用之(甲基)丙烯酸酯,較佳係從丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯及甲基丙烯酸甲酯所構成群組中選擇至少1種。(發明3)。
上述發明(發明1~3)中,上述第2層的上述烯烴系樹脂,較佳係含有當作單體單元用的乙烯60~100質量%。(發明4)。
上述發明(發明1~4)中,較佳上述第2層的上述烯烴系樹脂係密度875~920kg/m3,利用微分掃描熱量計所獲得融解熱量ΔH係100.0J/g以下。(發明5)。
上述發明(發明1~5)中,上述熱可塑性樹脂層較佳係利用上述第1層與上述第2層進行共擠出塗佈而形成。(發明6)。
上述發明(發明1~6)中,較佳上述基材的厚度係50~250μm,上述熱可塑性樹脂層的厚度係上述基材厚度的1/3~2倍。(發明7)。藉由基材的厚度、與熱可塑性樹脂層的厚度滿足該條件,便可使太陽電池用保護薄板的捲曲量變為更小,結果可更有效地抑制因太陽電池用保護薄板捲曲而造成太陽電池模組發生翹曲情形。
上述發明(發明1~7)中,較佳上述第1層的厚度與上述第2層的厚度之比率係1:9~7:3。(發明8)。
上述發明(發明1~8)中,較佳上述熱可塑性樹脂層係與構成太陽電池模組的密封材相接著之層。(發明9)。
第2,本發明所提供的太陽電池用保護薄板之製造方法,製造包括基材、與在上述基材至少其中一面上積層的熱可塑性樹脂層之太陽電池用保護薄板;其特徵在於形成包括第1層與第2層的上述熱可塑性樹脂層;該第1層係由將以乙烯、與從(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯所構成群組中選擇至少1種的共聚物為主成分之第1樹脂組成物,以及以烯烴系樹脂為主成分的第2樹脂組成物,依上述第1樹脂組成物靠上述基材側的方式,共擠出塗佈於上述基材至少其中一面上,而積層於上述基材上的上述第1樹脂組成物構成;該第2層係由上述第1層上積層的上述第2樹脂組成物構成。(發明10)。
第3,本發明所提供的太陽電池模組,包括:太陽電池單元、將上述太陽電池單元予以密封的密封材、以及在上述密封材上積層的保護薄板;其特徵在於:上述保護薄板係由上述太陽電池用保護薄板(發明9)構成;上述保護薄板係隔著上述熱可塑性樹脂層接著於上述密封材上。(發明11)。
本發明的太陽電池用保護薄板係基材與熱可塑性樹脂層間之接著性優異、且捲曲量小,因而可抑制太陽電池模組發生翹曲。又,根據本發明的太陽電池用保護薄板之製造方法,可獲得具有如上述優異效果的太陽電池用保護薄板。又,本發明的太陽電池模組係基材與熱可塑性樹脂層間之接著性優異,且能抑制因保護薄板捲曲而造成的翹曲。
以下,針對本發明的實施形態進行說明。
[太陽電池用保護薄板]
如第1圖所示,本實施形態的太陽電池用保護薄板1,係包括:基材11、以及在基材11其中一面(第1圖中的上側面)所積層的熱可塑性樹脂層12。該太陽電池用保護薄板1係當作太陽電池模組的表面保護薄板(前板)或背面保護薄板(背板)使用。
基材11只要係具有電絕緣性,且熱可塑性樹脂層12能積層便可,通常係使用以樹脂薄膜為主體者。
基材11所使用的樹脂薄膜,係選擇一般被使用為太陽電池模組用背板之樹脂薄膜者。此種樹脂薄膜係可使用例如由諸如:聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴系樹脂;聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂;尼龍(商品名)等聚醯胺系樹脂;聚碳酸酯系樹脂、無規聚苯乙烯、間規聚苯乙烯(SPS)等聚苯乙烯系樹脂;聚丙烯腈系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚乙烯縮醛系樹脂、聚乙烯丁醛系樹脂、氟系樹脂等樹脂所構成的薄膜或薄板。該等樹脂薄膜之中,較佳係由聚酯系樹脂構成的薄膜、更佳係PET薄膜。
另外,上述樹脂薄膜視需要亦可含有諸如:顏料、紫外線吸收劑、紫外線安定劑、難燃劑、可塑劑、抗靜電劑、滑劑、抗黏合劑等各種添加劑。顏料係可例如:二氧化鈦、碳黑等。又,紫外線吸收劑係可例如:二苯基酮系、苯并三唑系、草酸苯胺系、氰基丙烯酸酯系、三系等。
此處,當將本實施形態的太陽電池用保護薄板1,使用為太陽電池模組之背板的情況,樹脂薄膜較佳係含有使可見光反射的顏料。又,當將本實施形態的太陽電池用保護薄板1,使用為太陽電池模組之前板的情況,較佳係未含有會使可見光穿透率降低的顏料,在耐候性提升之目的下,更佳係含有線外線吸收劑。
在樹脂薄膜積層熱可塑性樹脂層12之一側的面上,為提升與熱可塑性樹脂層12間之密接性,最好施行諸如:電暈處理、電漿處理、底漆處理等表面處理。
基材11的厚度係根據對太陽電池模組所要求的電絕緣性而適當設定。例如當基材11係樹脂薄膜的情況,其厚度較佳係10~300μm。特別係與後述熱可塑性樹脂層12間之關係,為更加降低太陽電池用保護薄板1的捲曲量,且亦從電絕緣性與輕量化的觀點,基材11的厚度較佳係50~250μm、更佳係60~200μm、特佳係75~150μm。
本實施形態的熱可塑性樹脂層12係為將太陽電池用保護薄板1接著於太陽電池模組的密封材者,本發明並不僅侷限於此。本實施形態的熱可塑性樹脂層12係由:在基材11上積層的第1層121、與在第1層121上積層的第2層122構成。
第1層121係以乙烯、與從(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯所構成群組中選擇至少1種的共聚物(以下稱「共聚物F」)為主成分,而第2層122係以烯烴系樹脂為主成分。由上述材料構成的第1層121係對基材11(特別係由樹脂薄膜構成的基材11)、以及由PET薄膜構成的基材11之接著力較高。所以,本實施形態的太陽電池用保護薄板1成為基材11與熱可塑性樹脂層12間之接著性優異。另一方面,以烯烴系樹脂為主成分的第2層122,利用烯烴系樹脂的優異熱熔接作用,對太陽電池模組的密封材之接著力較高。因為該等接著力較高,因而本實施形態的太陽電池用保護薄板1不易有層間剝離情形,藉此可長期間保護太陽電池模組的內部。
再者,屬於第1層121之主成分的共聚物F,在常溫下係屬於非晶質(非結晶),具有彈性。所以,以烯烴系樹脂為主成分的第2層122,即便從加熱熔融狀態進行冷卻時有發生收縮,仍可利用第1層121緩和該收縮應力。因而,即便第1層121與第2層122對基材11的形成係依共擠出塗佈實施時,仍不易生成朝基材11作用的應力,所以太陽電池用保護薄板1的捲曲量變小。藉此,可抑制因太陽電池用保護薄板1的捲曲而導致太陽電池模組發生翹曲情況。具體而言,當將太陽電池用保護薄板1切取為300mm×300mm正方形,並載置於水平平台上之時,若朝垂直方向的捲曲量在20mm以下,便可抑制太陽電池模組的翹曲,根據包括以上述共聚物F為主成分之第1層121的太陽電池用保護薄板1,可將該捲曲量抑制在20mm以下。
屬於第1層121之主成分的共聚物F較佳係乙烯與(甲基)丙烯酸的共聚物、乙烯與(甲基)丙烯酸酯的共聚物、乙烯與(甲基)丙烯酸環氧丙酯的共聚物、乙烯與(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸環氧丙酯的共聚物、乙烯與(甲基)丙烯酸及順丁烯二酸酐的共聚物、或乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物,更佳係乙烯與(甲基)丙烯酸酯的共聚物、或乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物。第1層121係可單獨使用該等共聚物中之1種、或組合使用2種以上。另外,本說明書中所謂「(甲基)丙烯酸酯」係指丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯二者的含意。其他類似用詞亦同。
(甲基)丙烯酸酯較佳係烷基碳數1~18的(甲基)丙烯酸烷基酯,可例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯等。該等之中,較佳係丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己基及甲基丙烯酸甲酯,可單獨使用1種、或組合使用2種以上。
上述共聚物F中,單體單元的(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯之合計含有量,較佳係3.5~15莫耳%、更佳係4~14莫耳%。即,乙烯與(甲基)丙烯酸的共聚物中之(甲基)丙烯酸含有量、乙烯與(甲基)丙烯酸酯的共聚物中之(甲基)丙烯酸酯含有量、乙烯與(甲基)丙烯酸環氧丙酯的共聚物中之(甲基)丙烯酸環氧丙酯含有量、乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物中之醋酸乙烯酯含有量,較佳係3.5~15莫耳%、更佳係4~14莫耳%。
藉由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯的合計含有量在上述範圍內,前述對基材11的高接著力與捲曲抑制效果便可更加明顯。另外,當(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、及醋酸乙烯酯的合計含有量未滿3.5莫耳%時,會有對基材11與第2層122的接著力偏低之情況,若達15莫耳%以上時,無法獲得充分凝聚力,當太陽電池用保護薄板1進行捲取時,會有發生捲取位移的可能性。
第1層121係只要含有以上述共聚物F為主成分便可,具體而言,較佳係該共聚物F含有達60質量%以上、更佳係含有達80質量%以上、特佳係含有達90質量%以上。第1層121,當然亦可僅由共聚物F構成。
第2層122係以烯烴系樹脂為主成分。烯烴系樹脂係可舉例如:超低密度聚乙烯(VLDPE,密度:880kg/m3以上、且未滿910kg/m3)、低密度聚乙烯(LDPE,密度:910kg/m3以上、且未滿915kg/m3)、中密度聚乙烯(MDPE,密度:915kg/m3以上、且未滿942kg/m3)、高密度聚乙烯(HDPE,密度:942kg/m3以上)等聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂(PP)、聚乙烯-聚丙烯聚合物、烯烴系彈性體(TPO)、環烯烴樹脂等,可單獨使用1種、或混合使用2種以上。
再者,上述烯烴系樹脂之中,單體單元較佳係含有乙烯60~100質量%、更佳70~99.5質量%的聚乙烯系樹脂。該聚乙烯系樹脂係加工適性優異,且對太陽電池模組的密封材、特別係對由同樣屬於乙烯系的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物構成的密封材,親和性高、且接著性非常優異。甚至更佳係從加熱熔融狀態進行冷卻時的收縮率較小之超低密度聚乙烯與低密度聚乙烯,最佳係超低密度聚乙烯。
上述烯烴系樹脂較佳係密度為875~920kg/m3、更佳係880~915kg/m3,且利用微分掃描熱量計所獲得融解熱量ΔH較佳係100.0J/g以下、更佳係95J/g以下。密度係根據JIS K7112進行測定獲得的值。
依如上述,因為低密度或超低密度、且融解熱量低,即結晶性低的烯烴系樹脂,在從加熱熔融狀態進行冷卻時的收縮率亦非常小,因而本實施形態的太陽電池用保護薄板1可成為捲曲量更小者。
另外,若烯烴系樹脂的密度未滿875kg/m3,第2層122會發生黏瘩,導致所捲取的太陽電池用保護薄板1上發生黏合貼附,造成在繞出的太陽電池用保護薄板1表面上出現黏合貼附痕跡、或所捲取的太陽電池用保護薄板1無法繞出之可能性。
第2層122係只要含有以烯烴系樹脂為主成分便可,具體較佳係含有烯烴系樹脂達60質量%以上、更佳係含有達80質量%以上、特佳係含有達90質量%以上。第2層122當然亦可僅由烯烴系樹脂構成。
第1層121的共聚物F及第2層122的烯烴系樹脂之熔體流動速率(MFR),較佳係1~20g/10min、更佳係2~10g/10min。藉由二樹脂的MFR在上述範圍內,第1層121與第2層122便可利用共擠出塗佈形成。
第1層121與第2層122係除上述主成分的樹脂之外,視需要尚可含有諸如:顏料、紫外線吸收劑、紫外線安定劑、難燃劑、可塑劑、抗靜電劑、滑劑、抗黏合劑等各種添加劑。
熱可塑性樹脂層12的厚度,較佳係基材11的厚度之1/3~2倍、更佳係0.4~1.5倍、特佳係0.6~1.2倍。藉由熱可塑性樹脂層12係由滿足上述條件的第1層121與第2層122構成,太陽電池用保護薄板1的捲曲量便會變為更小,結果可更有效地抑制因太陽電池用保護薄板1的捲曲,而造成太陽電池模組發生翹曲情形。
此處,第1層121的厚度、與第2層122的厚度比率,較佳係1:9~7:3、更佳係1.5:8.5~6.5:3.5、特佳係2:8~6:4。藉由第1層121的厚度與第2層122的厚度比率在上述範圍內,本實施形態的太陽電池用保護薄板1便可成為捲曲量更小者。
第1層121的厚度係在能發揮對基材11的所需接著性與應力緩和性,且不致損及本發明效果之前提下,其餘並無特別的限制。具體而言,第1層121的厚度較佳係5~150μm、更佳係10~100μm、特佳係15~75μm。
第2層122的厚度係在能發揮對密封材的所需接著性,且不致損及本發明效果之前提下,其餘並無特別的限制。具體而言,第2層122的厚度較佳係10~200μm、更佳係15~150μm、特佳係25~100μm。
另外,本實施形態的熱可塑性樹脂層12,係由第1層121與第2層122構成,惟本發明並不僅侷限此,在不致損及本發明效果之前提下,尚可包括其他層。例如亦可在第1層121與第2層122之間設置第3層。
此處,如第2圖所示,在基材11未積層上述熱可塑性樹脂層12之一側的面(第2圖中的下側面),較佳係設有氟樹脂層13。依此藉由設置氟樹脂層13,便可提升太陽電池用保護薄板1的耐候性與耐藥性。另外,當基材11係由樹脂薄膜構成的情況,該樹脂薄膜有積層著氟樹脂層13之一側的面,為提升與氟樹脂層13間之密接性,較佳係施行諸如電暈處理、電漿處理、底漆處理等表面處理。
氟樹脂層13係在屬於含氟之層的前提下,其餘並無特別的限制,例如設有含氟樹脂的薄板(含氟樹脂薄板)、由含氟樹脂的塗料施行塗佈而成的塗膜等構成。該等之中,為求太陽電池用保護薄板1的輕量化,就從氟樹脂層13更薄的觀點,較佳係由含氟樹脂的塗料施行塗佈而成之塗膜。
含氟樹脂薄板係可使用例如將以諸如聚氟乙烯(PVF)、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)、或乙烯四氟乙烯(ETFE)為主成分的樹脂,加工為薄板狀者。以PVF為主成分的樹脂係可例如E. I. du Pont de Nemours and Company公司製的「Tedlar」(商品名)。以ECTFE為主成分的樹脂係可例如Solvay Solexis公司製的「Halar」(商品名)。以ETFE為主成分的樹脂係可例如旭硝子公司製的「Fluon」(商品名)。
當氟樹脂層13係含氟樹脂薄板的情況,隔著接著層將氟樹脂層13積層於基材11上。接著層係由對基材11與含氟樹脂薄板具有接著性的接著劑構成。該接著劑係可使用例如:丙烯酸系接著劑、聚胺甲酸乙酯系接著劑、環氧系接著劑、聚酯系接著劑、聚酯聚胺甲酸乙酯系接著劑等。該等接著劑係可單獨使用1種、亦可組合使用2種以上。
另一方面,當氟樹脂層13係由具含氟樹脂之塗料施行塗佈而成的塗膜之情況,通常並未隔著接著層,而是將含有含氟樹脂之塗料直接塗佈於基材11上,藉此將氟樹脂層13積層於基材11上。
含有含氟樹脂之塗料係在能溶解於溶劑中、或分散於水中,並可施行塗佈的前提下,其餘並無特別的限定。
塗料中所含的含氟樹脂,係在不致損及本發明效果,且含有氟的樹脂之前提下,其餘並無特別的限定,通常係使用能溶解於塗料的溶劑(有機溶劑或水)中,並可進行交聯者。含氟樹脂較佳係使用具有硬化性官能基的氟烯烴樹脂。該氟烯烴樹脂係可舉例如:由四氟乙烯(TFE)、異丁烯、偏氟乙烯(VdF)、羥丁基乙烯醚、及由其他單體構成的共聚物,或者由TFE、VdF、羥丁基乙烯醚、及其他單體構成的共聚物。
氟烯烴樹脂的具體例,係可舉例如:旭硝子公司製的「LUMIFLON」(商品名)、CENTRAL GLASS公司製的「CEFRAL COAT」(商品名)、DIC公司製的「FLUONATE」(商品名)等以三氟氯乙烯(CTFE)為主成分的高分子類;大金工業公司製的「ZEFFLE」(商品名)等以四氟乙烯(TFE)為主成分的高分子類等等。該等之中,就從耐候性與顏料分散性等觀點,較佳係以CTFE為主成分的高分子、及以TFE為主成分的高分子,更佳係「LUMIFLON」與「ZEFFLE」。
「LUMIFLON」係含有以CTFE、與數種特定烷基乙烯醚(VE)或羥烷基乙烯醚為主要構成單位的非結晶性樹脂。諸如此種「LUMIFLON」具有羥烷基乙烯醚單體單元的樹脂,因為溶劑可溶性、交聯反應性、基材密接性、顏料分散性、硬度及柔軟性均優異,因而屬較佳。
「ZEFFLE」係TFE與有機溶劑可溶性烴烯烴的共聚物,其中,就從溶劑可溶性、交聯反應性、基材密接性及顏料分散性均優異的觀點,較佳係含有具有高反應性羥基之烴烯烴者。
形成塗料中所含有之含氟樹脂的含氟單體,係可例如:CTFE、氟乙烯(VF)、VdF、氟化乙烯醚等。
再者,形成塗料中所含有之含氟樹脂且可共聚合的單體,係可例如:醋酸乙烯酯、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、特十碳酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、環己基羧酸乙烯酯及苯甲酸乙烯酯等羧酸的乙烯基酯類;甲基乙烯醚、乙基乙烯醚、丁基乙烯醚及環己基乙烯醚等烷基乙烯醚類。
塗料係除上述含氟樹脂之外,尚可含有諸如交聯劑、硬化觸媒、溶劑等,視需要亦可含有諸如顏料、填充劑等無機化合物。
塗料中所含的溶劑,在不致損及本發明效果之前提下,其餘並無特別的限定,例如最好使用含有從甲乙酮(MEK)、環己酮、丙酮、甲基異丁酮(MIBK)、甲苯、二甲苯、甲醇、異丙醇、乙醇、庚烷、醋酸乙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯或正丁醇中選擇任1種或2種以上之有機溶劑的溶劑。
塗料中所含的顏料或填充劑,在不致損及本發明效果之前提下,其餘並無特別的限定,可使用例如: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、二氧化矽、紫外線吸收劑、防腐劑、乾燥劑等。具體而言,顏料與填充劑係為能賦予耐久性,最好使用經氧化矽處理過的金紅石型二氧化鈦之E. I. du Pont de Nemours and Company公司製的「Ti-Pure R105」(商品名)、及利用二甲基聚矽氧的表面處理而修飾二氧化矽表面羥基的疏水性二氧化矽之Cabot公司製的「CAB-O-SILTS 720」(商品名)。
含氟樹脂的塗膜係為能提升耐候性與耐刮傷性,較佳係利用交聯劑施行硬化。交聯劑係在不致損及本發明效果之前提下,其餘並無特別的限定,最好使用金屬螯合類、矽烷類、異氰酸酯類或三聚氰胺類。當假設太陽電池用保護薄板1係在室外長期間使用的情況,就從耐候性的觀點,交聯劑較佳係脂肪族異氰酸酯類。
塗料中所含有的硬化觸媒係在不致損及本發明效果之前提下,其餘並無特別的限定,可例如為促進含氟樹脂與異氰酸酯間之交聯的二丁基二月桂酸錫等。
塗料的組成係在不致損及本發明效果之前提下,其餘並無特別的限定,例如將含氟樹脂、顏料、交聯劑、溶劑及觸媒進行混合而調製。組成比係當將塗料全體設為100質量%時,含氟樹脂含有率較佳係3~80質量%、更佳係25~50質量%,顏料含有率較佳係5~60質量%、更佳係10~30質量%,溶劑含有率較佳係20~80質量%、更佳係25~65質量%。
塗料塗佈於基材11上的方法係可使用公知方法,利用例如:棒塗法、刀塗法、輥塗佈法、刮刀塗佈法、模頭塗佈法、凹版塗佈法等,只要塗佈成所獲得氟樹脂層13能成為所需厚度便可。
在基材11上所塗佈的塗料乾燥溫度係只要不致損及本發明效果的溫度便可,就從降低對基材11之影響的觀點,較佳係50~130℃範圍。
氟樹脂層13的厚度係經考慮耐候性、耐藥性、輕量化等因素之後才設定,較佳係5~50μm、更佳係10~30μm。
此處,氟樹脂層13係可由熱可塑性材料構成,此情況,可非施行塗料塗佈,而是利用擠出塗佈法形成。該氟樹脂層13係可直接擠出塗佈於基材11上,亦可在與基材11之間介設為提高與基材11間之接著力的其他層。例如第3圖所示,亦可在氟樹脂層13與基材11之間介設第2熱可塑性樹脂層14。此情況,較佳係對基材11,共擠出塗佈形成第2熱可塑性樹脂層14與氟樹脂層13。
由熱可塑性材料構成的氟樹脂層13,係可例如:乙烯-四氟乙烯系共聚物、乙烯-三氟氯乙烯系共聚物、乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯系共聚物、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯醚)系共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯系共聚物、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯醚)-六氟丙烯系共聚物等、或以該等的改質聚合物為主成分者。該等樹脂係可單獨使用1種、或混合使用2種以上。由熱可塑性材料構成的氟樹脂層13係具有高耐候性的優點。上述樹脂之中,就從與基材11或第2熱可塑性樹脂層14間之密接性的觀點,較佳係ETFE。
第2熱可塑性樹脂層14係可舉例如:低密度聚乙烯(LDPE,密度:910kg/m3以上、且未滿915kg/m3)、中密度聚乙烯(MDPE,密度:915kg/m3以上、且未滿942kg/m3)、高密度聚乙烯(HDPE,密度:942kg/m3以上)等的聚乙烯;聚丙烯(PP)、烯烴系彈性體(TPO)、環烯烴系樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-醋酸乙烯酯-順丁烯二酸酐共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯-順丁烯二酸酐共聚物等,該等之中,較佳係聚乙烯等聚烯烴系樹脂、更佳係乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物(EGA)及乙烯-醋酸乙烯酯-順丁烯二酸酐共聚物。該等樹脂係可單獨使用1種、或混合使用2種以上。因為上述樹脂具有官能基且具有極性,因而對基材11(特別係由樹脂薄膜構成的基材11,以及由PET薄膜構成的基材11)之接著力較高。上述樹脂之中,更佳係對由含有官能基之氟樹脂構成的氟樹脂層13、及由PET等構成的基材11二者之接著性均良好的EGA。
第2熱可塑性樹脂層14的厚度,係在對基材11能發揮所需接著性,且不致損及本發明效果之前提下,其餘並無特別的限制。具體而言,第2熱可塑性樹脂層14的厚度較佳係2~100μm、更佳係5~75μm、特佳係10~50μm。
再者,在基材11未積層上述熱可塑性樹脂層12之一側的面,亦可如第4圖所示在基材11與氟樹脂層13之間設置蒸鍍層15,亦可如第5圖所示隔著接著層16積層金屬薄板17,更可在蒸鍍層15或金屬薄板17的表面(第4圖與第5圖中的下側面)設置上述氟樹脂層13。依此,藉由設置蒸鍍層15或金屬薄板17,便可提升太陽電池用保護薄板1的防濕性與耐候性。
另外,當基材11係由樹脂薄膜構成的情況,該樹脂薄膜有積層著蒸鍍層15或接著層16之一側的面,為提升與蒸鍍層15或接著層16間之密接性,最好係施行諸如電暈處理、電漿處理、底漆處理等表面處理。
蒸鍍層15係由諸如:金屬或半金屬、或金屬或半金屬的氧化物、氮化物、矽化物等無機材料構成,藉由由該材料構成,便可對基材11(太陽電池用保護薄板1)賦予防濕性(水蒸氣阻障性)與耐候性。
形成蒸鍍層15的蒸鍍方法,係可使用例如:電漿化學氣相沉積法、熱化學氣相沉積法、光化學氣相沉積法等化學氣相法、或真空蒸鍍法、濺鍍法、離子蒸鍍法等物理氣相法。該等方法之中,在考慮操作性、層厚控制性的情況下,最好為濺鍍法。
成為該蒸鍍層15之原料的金屬,係可例如:鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、錫(Sn)、鈉(Na)、鈦(Ti)、鉛(Pb)、鋯(Zr)、釔(Y)等。半金屬係可例如:矽(Si)、硼(B)等。該等金屬或半金屬的氧化物、氮化物、氮氧化物,係可例如:氧化鋁、氧化錫、氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氮氧化鋁等。
蒸鍍層15係可僅由一種無機材料構成,亦可由複數種無機材料構成。當蒸鍍層15係由複數種無機材料構成的情況,可為依序蒸鍍由各無機材料所構成層的積層構造蒸鍍層,亦可為複數種無機材料同時施行蒸鍍的蒸鍍層。
蒸鍍層15的厚度係經考慮水蒸氣阻障性之後才適當設定,依照所使用的無機材料種類與蒸鍍密度等因素會有所變更。通常蒸鍍層15的厚度較佳係5~200nm、更佳係10~100nm。
另一方面,金屬薄板17亦是與上述蒸鍍層15同樣的,可對基材11(太陽電池用保護薄板1)賦予防濕性(水蒸氣阻障性)與耐候性。金屬薄板17的材料係在具有該功能的前提下,其餘並無特別的限制,可例如:鋁、鋁-鐵合金等鋁合金等等金屬。
金屬薄板17的厚度係在不致損及本發明效果的前提下,其餘並無特別的限定,就從針孔發生頻度較低、機械強度較強、水蒸氣阻障性較高、及輕量化等觀點,較佳係5~100μm、更佳係10~50μm。
接著層16係由對基材11與金屬薄板17具有接著性的接著劑構成。構成接著層16的接著劑係可使用例如:丙烯酸系接著劑、聚胺甲酸乙酯系接著劑、環氧系接著劑、聚酯系接著劑、聚酯聚胺甲酸乙酯系接著劑等。該等接著劑係可單獨使用1種、亦可組合使用2種以上。
接著層16的厚度係在不致損及本發明效果的前提下,其餘並無特別的限定,通常較佳係1~20μm、更佳係3~10μm。
另外,以上實施形態係例示在基材11其中一面上積層著熱可塑性樹脂層12之太陽電池用保護薄板1,惟本發明的太陽電池用保護薄板並不僅侷限於此,亦可在基材11的另一面(上述其中一面背後側的面)上積層著熱可塑性樹脂層。
(太陽電池用保護薄板之製造方法)
在製造本實施形態的太陽電池用保護薄板1(其中一例係第1圖所示太陽電池用保護薄板1)時,較佳係將構成上述熱可塑性樹脂層12之第1層121的第1樹脂組成物、構成第2層122的第2樹脂組成物,依第1樹脂組成物靠基材11側的方式,共擠出塗佈於基材11至少其中一面上,而形成由在基材11上所積層第1層121、與在第1層121上所積層第2層121構成的熱可塑性樹脂層12。根據此種共擠出塗佈法,可依高生產性且廉價地製造太陽電池用保護薄板1。又,因為不需要另外設置為對太陽電池模組的密封材接著太陽電池用保護薄板1用之接著劑層,因而可防止因該接著劑的分解等而造成經時劣化情形。
具體而言,使用T型模頭製膜機等,將上述第1樹脂組成物與第2樹脂組成物分別施行熔融、混練,一邊使基材11依一定濃度移動,一邊在該基材11其中一面上,將熔融的第1樹脂組成物與第2樹脂組成物施行共擠出塗佈而積層,而在基材11上形成由第1層121與第2層122構成的熱可塑性樹脂層12,便獲得太陽電池用保護薄板1。
另外,如第2圖~第5圖所示,當在基材11上形成其他層的情況,只要在基材11未形成該其他層之一側的面上,形成熱可塑性樹脂層12便可。
將形成熱可塑性樹脂層12的第1與第2樹脂組成物予以熔融之溫度,係設定為不會有因熔融樹脂組成物的溫度(熱)而導致基材11出現變形的程度,較佳係80~350℃、更佳係150~300℃。
再者,形成熱可塑性樹脂層12的第1與第2樹脂組成物從T型模頭製膜機中的吐出量,係配合目標之熱可塑性樹脂層12的第1層121與第2層122厚度、以及基材11的移動速度而適當調整。
基材11係例如利用滾輪對滾輪方式依一定速度朝長邊方向移動(搬送),該移動速度係配合形成熱可塑性樹脂層12的第1及第2樹脂材料,從T型模頭製膜機中的吐出量而適當調整。
根據如上述共擠出塗佈法,僅依靠在基材11其中一面上,從T型模頭製膜機共擠出塗佈著熔融第1樹脂組成物與第2樹脂組成物而積層,便可在基材11上牢固地接合著熱可塑性樹脂層12,俾可依高生產性製造太陽電池用保護薄板1。
[太陽電池模組]
第6圖所示係本發明一實施形態的太陽電池模組之概略剖視圖。本實施形態的太陽電池模組10係由複數太陽電池單元2、密封材(填充層)3、玻璃板4、及太陽電池用保護薄板1構成。該等複數太陽電池單元2係由屬於光電轉換元件的結晶矽、非晶矽等所構成。該密封材(填充層)3係由將該等太陽電池單元2予以密封的電絕緣體構成。該玻璃板4係積層於密封材3的表面(第6圖中的上側面)上。該太陽電池用保護薄板1係積層於密封材3的背面(第6圖中的下側面)上,且當作背面保護薄板(背板)用。
另外,太陽電池用保護薄板1係依熱可塑性樹脂層12的第2層122靠密封材3側的方式,積層於密封材3上,利用該熱可塑性樹脂層12提高對密封材3的接著力。又,如前述,本實施形態的太陽電池用保護薄板1係與基材11及熱可塑性樹脂層12間之接著性均優異。因為該等接著力較高,因而本實施形態的太陽電池模組10內部可長期間受太陽電池用保護薄板1的保護。且,因為本實施形態的太陽電池用保護薄板1之捲曲量較小,因而可抑制所獲得太陽電池模組10發生翹曲。所以,可防止因太陽電池模組10的翹曲而造成太陽電池模組10設置時發生不良情況、或太陽電池模組10遭受破損。
密封材3的材料較佳係烯烴系樹脂,較佳係例如就熱可塑性樹脂層12之第2層122主成分所例示的烯烴系樹脂,特別係就從對諸如氧等的阻氣性高、交聯容易、取得容易度等觀點,較佳係乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。若密封材3的材料係烯烴系樹脂,則在與以烯烴系樹脂為主成分的熱可塑性樹脂層12之第2層122間之親和性會變大,俾使在與熱可塑性樹脂層12及密封材3間之接著力變為更高。
製造上述太陽電池模組10的方法並無特別的限定,例如利用構成密封材3的2片薄板呈三明治狀夾置太陽電池單元2,在該薄板其中一露出面上設置太陽電池用保護薄板1,並在另一露出面上設置玻璃板4,再將該等依真空狀態一邊加熱一邊施行壓合而呈一體化,藉此便可製造太陽電池模組10。此時,太陽電池用保護薄板1係利用熱可塑性樹脂層12與密封材3間之熱熔接而接合於密封材3上。
另外,如第7圖所示,亦可取代玻璃板4,改為將太陽電池用保護薄板1使用為表面保護薄板(前板)。此情況,若太陽電池單元係使用可撓性基板,便可獲得具有可撓性的太陽電池模組。依此,藉由將太陽電池模組呈可撓化,便可利用滾輪對滾輪進行大量生產。又,因為具有可撓性的太陽電池模組亦可貼合於具有弓形狀、拋物線狀壁面的物體,因而可設置於諸如圓頂狀建築物、高速道路隔音牆等處。
以上所說明的實施形態係為使本發明的理解較為容易而記載,並非為限定本發明而記載。故,上述實施形態所揭示的各要件,均涵蓋在隸屬本發明技術範疇內的所有變更設計與均等物之涵義。
實施例
以下,利用實施例等針對本發明進行更具體說明,惟本發明範圍並不僅侷限於該等實施例等。
[實施例1]
對基材的PET薄膜(TORAY公司製,Lumirror X10S,厚度125μm)其中一面施行電暈處理(輸出2000W)。利用T型模頭製膜機(擠筒溫度:230~280℃,T型模頭溫度:300℃),將乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTRYL 17BA07,丙烯酸丁酯含有量:4.2莫耳%,以下稱「共聚物A」)、與低密度聚乙烯系樹脂(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 43-1,密度905kg/m3),分別依厚度成為25μm與75μm的方式,且共聚物A靠基材側的方式,對上述PET薄膜的電暈處理面施行直接共擠出塗佈,而形成由第1層(共聚物A)與第2層(低密度聚乙烯系樹脂)構成的熱可塑性樹脂層,便獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例2]
除將共聚物A變更為乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTRYL 30BA02,丙烯酸丁酯含有量:8.6莫耳%,以下稱「共聚物B」)之外,其餘均施行與實施例1同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例3]
除將共聚物A變更為乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTRYL 28MA07,丙烯酸甲酯含有量:11.2莫耳%)之外,其餘均施行與實施例1同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例4]
除將共聚物A變更為乙烯-甲基丙烯酸共聚物(三井‧杜邦高分子化學公司製,Nucrel N1525,甲基丙烯酸含有量:5.4莫耳%)之外,其餘均施行與實施例1同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例5]
除將共聚物A變更為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Tosoh公司製,ULTRATHENE 750,醋酸乙烯酯含有量:13.3莫耳%)之外,其餘均施行與實施例1同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例6]
在基材的PET薄膜(帝人杜邦薄膜公司製,帝特龍SL,厚度125μm)其中一面上,將氟樹脂(旭硝子公司製的Lumifron LF-200、與Sumika Bayer Urethane公司製的SUMIDUR 3300、以及杜邦公司製Ti-Pure R105,依100質量份:10質量份:30質量份比率進行混合者)利用邁耶塗佈機施行塗佈,經依130℃施行1分鐘乾燥,形成厚度15μm的氟樹脂層,便製得氟塗佈處理PET薄膜。然後,對所獲得氟塗佈處理PET薄膜的非氟塗佈面施行電暈處理(輸出2000W)。
利用T型模頭製膜機(擠筒溫度:230~280℃,T型模頭溫度:300℃),將共聚物B、與乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTRYL 35BA40,丙烯酸丁酯含有量:10.5莫耳%,以下稱「共聚物C」),依質量比6:4(共聚物B:共聚物C)的摻合物、以及含氧化鈦15質量%的低密度聚乙烯系樹脂(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 43-1,密度905kg/m3),分別依厚度成為25μm與75μm的方式施行共擠出塗佈。此時,依共聚物B與共聚物C的摻合樹脂靠基材側的方式,對上述氟塗佈處理PET薄膜的電暈處理面施行直接共擠出塗佈,而形成由第1層(共聚物B與共聚物C的摻合樹脂)及第2層(低密度聚乙烯系樹脂)構成的熱可塑性樹脂層,便獲得第2圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例7]
將具攪拌機的聚合鍋中施行脫氣,並再該聚合鍋中注入1H-十三氟己烷300.0g、1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷(和光化學公司製:HCFC-225)75.0g、及3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟-1-己烯1.49g。更擠入六氟丙烷157.3g、四氟乙烯49.2g、及乙烯1.6g,然後使聚合鍋溫度升溫至66℃。
接著,添加屬於聚合起始劑的三甲基乙醯基過氧化第三丁基0.564g,使開始進行聚合。為在聚合中能使壓力保持一定,便使四氟乙烯/乙烯混合單體氣體(混合比:54/46)連續地流入聚合鍋中。又,連續地流入1.0莫耳%的3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟-1-己烯、0.25莫耳%的衣康酸酐、及含有1質量%的1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷之四氟乙烯/乙烯混合單體氣體(混合比:54/46)。然後,在裝填混合單體氣體70g的時點便停止聚合,將聚合鍋溫度冷卻至室溫,同時施行迫淨直到常壓。使所獲得樹脂依120℃進行24小時乾燥,便獲得目標之氟樹脂(乙烯四氟乙烯(ETFE)樹脂;稱「氟樹脂1」)。
在所獲得氟樹脂1中,依氧化鈦成為20質量%的方式添加ETFE的顏料母料(大田精化工業公司製,H-5100)並混練,獲得白色氟樹脂(稱「氟樹脂2」)。
對PET薄膜(帝人杜邦薄膜公司製,帝特龍SL厚度125μm)的雙面施行電暈處理(輸出2000W)。然後,利用T型模頭製膜機(擠筒溫度:200℃,T型模頭溫度:300℃),將上述所獲得氟樹脂2、與乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTADER AX8840,甲基丙烯酸環氧丙酯含有量:8.0莫耳%),分別依厚度成為25μm,且乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物靠基材側的方式,對上述PET薄膜其中一面施行直接共擠出塗佈,而形成熱可塑性樹脂層與氟樹脂層。
再者,對上述PET薄膜另一面,與實施例2同樣的施行共擠出塗佈,形成由第1層(共聚物B)與第2層(低密度聚乙烯系樹脂)所構成熱可塑性樹脂層,便獲得第3圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例8]
除將共聚物A變更為乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物(ARKEMA公司製,LOTADER AX8840,甲基丙烯酸環氧丙酯含有量:8.0莫耳%)之外,其餘均施行與實施例1同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[比較例1]
對依與實施例1同樣獲得的PET薄膜之電暈處理面,將低密度聚乙烯(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 43-1,密度905kg/m3)依厚度成為75μm方式施行直接擠出塗佈,而形成熱可塑性樹脂層,便獲得太陽電池用保護薄板。
[試驗例1]<接著性評價>
根據日本工業規格:JIS K6854-3:1999「接著劑-剝離接著強度試驗方法-第3部:T形剝離」所規定方法,評價實施例與比較例所獲得太陽電池用保護薄板的接著性。具體係如下述。
將實施例與比較例所獲得太陽電池用保護薄板裁剪為25mm×200mm,而製作試驗片。依能獲得該試驗片中的基材與熱可塑性樹脂層能剝離方式,分別固定於萬能拉伸試驗機上下的扣件,於溫度23℃、濕度50%RH條件下,依剝離速度300mm/min速度剝離試驗片,將此時的負荷視為接著力(初期:N/25mm)並測定(測定中,依基材與熱可塑性樹脂層的張開角度成為180度方式固定)。結果如表1所示。
再者,將上述試驗片投入高壓蒸煮試驗(Pressure cooker test:121℃,濕度100%RH,24小時)後,與上述同樣的測定接著力(耐久後:N/25mm)。結果如表1所示。
[試驗例2]<捲曲量測定>
將實施例或比較例所獲得太陽電池用保護薄板切取為300mm×300mm正方形,放置於水平平台上,測定從四角落的平台面距捲曲頂部的垂直距離(mm)。計算所獲得4個地方的各距離平均值,將其視為「捲曲量(mm)」。結果如表1所示。
由表1中得知,實施例1~8的太陽電池用保護薄板係基材(PET薄膜)與熱可塑性樹脂層間之接著力較高,且捲曲量較小。
[實施例9]
對基材的PET薄膜(TORAY公司製,Lumirror X10S,厚度125μm)其中一面施行電暈處理(輸出2000W)。利用T型模頭製膜機(擠筒溫度:230~280℃,T型模頭溫度:300℃),將乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTRYL 30BA02,丙烯酸丁酯含有量:8.6莫耳%;共聚物B)、與密度880kg/m3的聚乙烯系樹脂(住友化學公司製,品名:EXCELEN CX4002),分別依厚度成為25μm與75μm的方式,且共聚物B靠基材側的方式,對上述PET薄膜的電暈處理面施行直接共擠出塗佈,而形成由第1層(共聚物B)與第2層(密度880kg/m3的聚乙烯系樹脂)構成之熱可塑性樹脂層,便獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例10]
除將構成第2層的聚乙烯系樹脂,變更為密度890kg/m3的聚乙烯系樹脂(Prime Polymer公司製,商品名:EVOLUE SP900100)之外,其餘均施行與實施例9同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例11]
除將構成第2層的聚乙烯系樹脂,變更為密度900kg/m3的聚乙烯系樹脂(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 22-6)之外,其餘均施行與實施例9同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例12]
除將構成第2層的聚乙烯系樹脂,變更為密度910kg/m3的聚乙烯系樹脂(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 54-1)之外,其餘均施行與實施例9同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例13]
除將構成第2層的聚乙烯系樹脂,變更為由密度890Kg/m3的聚丙烯樹脂(Prime Polymer公司製,商品名:Prime Polypro F-744NP)50質量份、與密度905kg/m3的聚乙烯系樹脂(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 43-1)50質量份的摻合物(摻合樹脂密度:898kg/m3)之外,其餘均施行與實施例9同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例14]
除將構成第1層的共聚物B,變更為乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTRYL 28MA07,丙烯酸甲酯含有量:11.2莫耳%)之外,其餘均施行與實施例10同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例15]
除將構成第1層的共聚物B,變更為乙烯-甲基丙烯酸共聚物(三井‧杜邦高分子化學公司製,Nucrel N1525,甲基丙烯酸含有量:5.4莫耳%)之外,其餘均施行與實施例10同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例16]
除將構成第1層的共聚物B,變更為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Tosoh公司製,ULTRATHENE 750,醋酸乙烯酯含有量:13.3莫耳%)之外,其餘均施行與實施例10同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例17]
除將構成第1層的共聚物B,變更為共聚物B、與乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTRYL 35BA40,丙烯酸丁酯含有量:10.5莫耳%;共聚物C),依質量比6:4(共聚物B:共聚物C)的摻合物之外,其餘均施行與實施例10同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例18]
除將構成第2層的聚乙烯系樹脂,變更為密度910kg/m3的聚乙烯系樹脂(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 54-1),且將第1層厚度變更為10μm,並將第2層厚度變更為90μm之外,其餘均施行與實施例9同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例19]
將構成第2層的聚乙烯系樹脂,變更為密度910kg/m3的聚乙烯系樹脂(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 54-1),且將第1層厚度變更為50μm,並將第2層厚度變更為50μm之外,其餘均施行與實施例9同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例20]
除將構成第2層的聚乙烯系樹脂,變更為密度910Kg/m3的聚乙烯系樹脂(Tosoh公司製,商品名:LUMITAC 54-1),且將第1層厚度變更為70μm,並將第2層厚度變更為30μm之外,其餘均施行與實施例9同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例21]
除將基材的PET薄膜,變更為厚度50μm的PET薄膜(TORAY公司製,Lumirror X10S,厚度50μm),且將第1層厚度變更為5μm,並將第2層厚度變更為15μm之外,其餘均施行與實施例12同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例22]
除將基材的PET薄膜,變更為厚度100μm的PET薄膜(TORAY公司製,Lumirror X10S,厚度100μm),且將第1層厚度變更為50μm,並將第2層厚度變更為50μm之外,其餘均施行與實施例12同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例23]
除將基材的PET薄膜,變更為厚度250μm的PET薄膜(帝人杜邦薄膜公司製,Melinex S,厚度250μm),且將第1層厚度變更為75μm,並將第2層厚度變更為225μm之外,其餘均施行與實施例12同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例24]
將具攪拌機的聚合鍋中施行脫氣,並再該聚合鍋中注入1H-十三氟己烷300.0g、1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷(和光化學公司製:HCFC-225)75.0g、及3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟-1-己烯1.49g。更擠入六氟丙烷157.3g、四氟乙烯49.2g、及乙烯1.6g,並使聚合鍋溫度升溫至66℃。
接著,添加屬於聚合起始劑的三甲基乙醯基過氧化第三丁基0.564g,使開始進行聚合。為在聚合中能使壓力保持一定,便使四氟乙烯/乙烯混合單體氣體(混合比:54/46)連續地流入聚合鍋中。又,連續地流入1.0莫耳%的3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟-1-己烯、0.25莫耳%的衣康酸酐、及含有1質量%的1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷之四氟乙烯/乙烯混合單體氣體(混合比:54/46)。然後,在裝填混合單體氣體70g的時點便停止聚合,將聚合鍋溫度冷卻至室溫,同時施行迫淨直到常壓。使所獲得樹脂依120℃進行24小時乾燥,便獲得目標之氟樹脂(乙烯四氟乙烯(ETFE)樹脂;稱「氟樹脂1」)。
在所獲得氟樹脂1中,依氧化鈦成為20質量%的方式添加ETFE的顏料母料(大田精化工業公司製,H-5100)並混練,獲得白色氟樹脂(稱「氟樹脂2」)。
對PET薄膜(帝人杜邦薄膜公司製,帝特龍SL厚度125μm)的雙面施行電暈處理(輸出2000W)。然後,利用T型模頭製膜機(擠筒溫度:200℃,T型模頭溫度:300℃),將上述所獲得氟樹脂2、與乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物(ARKEMA公司製,商品名:LOTADER AX8840,甲基丙烯酸環氧丙酯含有量:8.0莫耳%),分別依厚度成為25μm,且乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物靠基材側的方式,對上述PET薄膜其中一面施行直接共擠出塗佈,而形成熱可塑性樹脂層與氟樹脂層。
再者,對上述PET薄膜另一面,與實施例9同樣的施行共擠出塗佈,形成由第1層(乙烯-丙烯酸丁酯共聚物B)與第2層(密度880kg/m3的聚乙烯系樹脂)所構成熱可塑性樹脂層,便獲得第3圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例25]
在基材的PET薄膜(帝人杜邦薄膜公司製,帝特龍SL,厚度125μm)其中一面上,將氟樹脂(旭硝子公司製的Lumifron LF-200、與Sumika Bayer Urethane公司製的SUMIDUR 3300、以及杜邦公司製Ti-Pure R105,依100質量份:10質量份:30質量份比率進行混合者)利用邁耶塗佈機施行塗佈,經依130℃施行1分鐘乾燥,形成厚度15μm的氟樹脂層,便製得氟塗佈處理PET薄膜。然後,對所獲得氟塗佈處理PET薄膜的非氟塗佈面施行電暈處理(輸出2000W)。
在上述PET薄膜的電暈處理面上,依與實施例10同樣的施行共擠出塗佈,而形成由第1層(乙烯-丙烯酸丁酯共聚物B)與第2層(密度890kg/m3的聚乙烯系樹脂)所構成熱可塑性樹脂層,便獲得第2圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[實施例26]
除將構成第2層的聚乙烯系樹脂,變更為密度890kg/m3的聚乙烯系樹脂(Prime Polymer公司製,商品名:EVOLUE SP900100)100質量份、與氧化鈦15質量份的混合物之外,其餘均施行與實施例10同樣的操作,獲得第1圖所示構造的太陽電池用保護薄板。
[比較例2]
對基材的PET薄膜(TORAY公司製,Lumirror X10S,厚度125μm)其中一面施行電暈處理(輸出2000W)。利用T型模頭製膜機(擠筒溫度:230~280℃,T型模頭溫度:300℃),將密度918kg/m3的聚乙烯系樹脂(日本聚乙烯公司製,商品名:NOVATEC LC615Y),依厚度成為100μm的方式,對上述PET薄膜的電暈處理面施行擠出塗佈而形成單層的熱可塑性樹脂層,便獲得太陽電池用保護薄板。
[比較例3]
對基材的PET薄膜(TORAY公司製,Lumirror X10S,厚度125μm)其中一面施行電暈處理(輸出2000W)。利用T型模頭製膜機(擠筒溫度:230~280℃,T型模頭溫度:300℃),將乙烯-丙烯酸丁酯共聚物B(ARKEMA公司製,商品名:LOTRYL 30BA02,丙烯酸丁酯含有量:8.6莫耳%),依厚度成為100μm的方式,對上述PET薄膜的電暈處理面施行擠出塗佈而形成單層的熱可塑性樹脂層,便獲得太陽電池用保護薄板。
[試驗例3]<融解熱量測定>
針對實施例9~26與比較例2~3中構成熱可塑性樹脂層的烯烴系樹脂,使用微分掃描熱量計(TA Instruments公司製,型號:Q2000),依下述條件施行熱量變化測定,並擷取數據。
‧樣品調整條件
從-40℃依升溫速度20℃/分施行加熱至250℃。
‧測定條件
依250℃保持5分鐘後,依降溫速度20℃/分施行冷卻至-40℃,並測定熱量變化。
從所獲得數據,計算出因固體化而出現的尖峰面積,將其視為「融解熱量ΔH(J/g)」。結果如表2所示。
[試驗例4]<密度測定>
針對實施例9~26與比較例2~3中構成熱可塑性樹脂層的烯烴系樹脂,根據JIS K7112施行密度(kg/m3)測定。另外,當測定2種以上樹脂的摻合物時,係針對經利用雙螺桿混練機(東洋精機製作所公司製,製品名:實驗塑膠撞擊研磨機)依210℃施行混練,並利用水槽施行急冷後,再度加工為顆粒狀物實施測定。結果如表2所示。
[試驗例5]<黏合貼附評價>
將實施例9~26與比較例2~3所製得太陽電池用保護薄板,在直徑3吋、寬350mm的紙管上捲取100m,便製得評價樣品。將該評價樣品在40℃環境下保管1週後,依下述基準評價再度施行繞出時的狀況。結果如表2所示。
○:無阻力、可繞出。
△:雖可繞出,但有部分性出現黏合貼附情形,在薄板表面上殘留黏合貼附的痕跡。
×:部分性或全體性出現黏合貼附,無法進行繞出。
[試驗例6]<接著性評價>
實施例9~26與比較例2~3所獲得太陽電池用保護薄板的接著性,依照試驗例1所記載方法進行評價。結果如表2所示。
[試驗例7]<捲曲量測定>
實施例9~26與比較例2~3所獲得太陽電池用保護薄板的接著性,依照試驗例2所記載方法進行測定、計算。結果如表2所示。
由表2中得知,實施例9~26的太陽電池用保護薄板係在與基材(PET薄膜)及熱可塑性樹脂層間之接著力較高,且捲曲量較小,更沒有黏合貼附的問題。
產業上之可利用性
本發明的太陽電池用保護薄板係頗適用為例如太陽電池模組的背板。
1...太陽電池用保護薄板
2...太陽電池單元
3...密封材
4...玻璃板
10...太陽電池模組
11...基材
12...熱可塑性樹脂層
13...氟樹脂層
14...第2熱可塑性樹脂層
15...蒸鍍層
16...接著層
17...金屬薄板
121...第1層
122...第2層
第1圖係本發明一實施形態的太陽電池用保護薄板之概略剖視圖。
第2圖係本發明另一實施形態的太陽電池用保護薄板之概略剖視圖。
第3圖係本發明另一實施形態的太陽電池用保護薄板之概略剖視圖。
第4圖係本發明另一實施形態的太陽電池用保護薄板之概略剖視圖。
第5圖係本發明另一實施形態的太陽電池用保護薄板之概略剖視圖。
第6圖係本發明一實施形態的太陽電池模組之概略剖視圖。
第7圖係本發明另一實施形態的太陽電池模組之概略剖視圖。
1...太陽電池用保護薄板
11...基材
12...熱可塑性樹脂層
121...第1層
122...第2層

Claims (10)

  1. 一種太陽電池用保護薄板,包括:基材、與在上述基材至少其中一面上積層的熱可塑性樹脂層;其特徵在於:上述熱可塑性樹脂層係包括第1層與第2層;該第1層係積層於上述基材上,且以乙烯、與從(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯所構成群組中選擇從至少1種的共聚物為主成分;該第2層係積層於上述第1層上,且以烯烴系樹脂為主成分;上述第1層的上述共聚物中,當作單體單元用之(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯的合計含有量,係3.5~15莫耳%;上述第2層的上述烯烴系樹脂係密度875~920kg/m3
  2. 如申請專利範圍第1項之太陽電池用保護薄板,其中,上述第1層的上述共聚物中,當作單體單元用之(甲基)丙烯酸酯,係從丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯及甲基丙烯酸甲酯所構成群組中選擇至少1種。
  3. 如申請專利範圍第1項之太陽電池用保護薄板,其中,上述第2層的上述烯烴系樹脂係含有當作單體單元用的乙烯60~100質量%。
  4. 如申請專利範圍第1項之太陽電池用保護薄板,其中,上述第2層的上述烯烴系樹脂之利用微分掃描熱量計所獲得融解熱量△H係100.0J/g以下。
  5. 如申請專利範圍第1項之太陽電池用保護薄板,其 中,上述熱可塑性樹脂層係利用上述第1層與上述第2層進行共擠出塗佈而形成。
  6. 如申請專利範圍第1項之太陽電池用保護薄板,其中,上述基材的厚度係50~250μm;上述熱可塑性樹脂層的厚度係上述基材厚度的1/3~2倍。
  7. 如申請專利範圍第1項之太陽電池用保護薄板,其中,上述第1層的厚度與上述第2層的厚度之比率係1:9~7:3。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之太陽電池用保護薄板,其中,上述熱可塑性樹脂層係與構成太陽電池模組的密封材相接著之層。
  9. 一種太陽電池用保護薄板之製造方法,製造包括基材、與在上述基材至少其中一面上積層的熱可塑性樹脂層之太陽電池用保護薄板;其特徵在於:形成包括第1層與第2層的上述熱可塑性樹脂層;該第1層係由將以乙烯、與從(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯所構成群組中選擇至少1種的共聚物為主成分之第1樹脂組成物,以及以密度875~920kg/m3的烯烴系樹脂為主成分的第2樹脂組成物,依上述第1樹脂組成物靠上述基材側的方式,共擠出塗佈於上述基材至少其中一面上,而積層於上述基材上的上述第1樹脂組成物構成,上述共聚物中,當作單體單元 用之(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯及醋酸乙烯酯的合計含有量,係3.5~15莫耳%;該第2層係由上述第1層上積層的上述第2樹脂組成物構成。
  10. 一種太陽電池模組,包括:太陽電池單元、將上述太陽電池單元予以密封的密封材、以及在上述密封材上積層的保護薄板;其特徵在於:上述保護薄板係由申請專利範圍第8項之太陽電池用保護薄板構成;上述保護薄板係隔著上述熱可塑性樹脂層接著於上述密封材上。
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