WO2012105512A1 - 太陽電池用表面保護材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2012105512A1
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surface protective
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治 赤池
綾 哲也
繁治 高木
達哉 落合
夏樹 平
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三菱樹脂株式会社
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Definitions

  • the present invention uses a surface protection material for a high moisture-proof solar cell having a moisture-proof film including an inorganic thin film layer, an excellent surface protection material for a solar cell that does not deteriorate moisture resistance over a long period of time, and the surface protection material for a solar cell.
  • the present invention relates to a highly durable solar cell module.
  • Solar cells consist of a solar cell sealed with a sealing material such as ethylene-vinyl acetate copolymer, polyethylene, or polypropylene film between the upper protective material on the light-receiving surface side and the upper protective material.
  • the upper protective material, the sealing material, the power generation element (solar cell element), the sealing material and the lower protective material are laminated in this order, and are manufactured by bonding and integration by heating and melting.
  • Solar cell upper and lower protective materials include durability against ultraviolet rays, deterioration of solar cell elements due to moisture or water permeation, internal conductors and electrodes It is a very important requirement to have excellent moisture resistance for preventing rusting.
  • a weather-resistant film for example, from the exposed surface side, a weather-resistant film, a moisture-proof film having an inorganic thin film deposited surface on the exposed surface side, and adhesion such as a sealing material
  • a laminated structure including a film having partial discharge resistance characteristics has been proposed.
  • the surface for solar cells obtained by providing a polyurethane adhesive layer on both sides of a moisture-proof film based on a biaxially stretched polyester film and laminating a weather-resistant polyester film on both sides thereof A protective material is disclosed.
  • the surface for solar cells which bonded the polyvinyl fluoride (PVF) film to the moisture-proof film which used the biaxially-stretched polyester film as a base material using the two-component curing type polyurethane-type adhesive agent similarly.
  • a protective material is disclosed.
  • a weather resistant resin layer having weather resistance is provided on the back surface, the weather resistant resin layer, a first vapor deposited resin layer having a metal oxide vapor deposited film on one surface, an intermediate resin layer, And a second vapor-deposited resin layer having a metal oxide vapor-deposited film on one surface, the back protective sheet for a solar cell module laminated by dry lamination, wherein the first vapor-deposited resin layer and the second vapor-deposited layer
  • a back protective sheet for a solar cell module is disclosed in which a vapor deposition film of a resin layer is disposed on the intermediate resin layer side.
  • Patent Document 4 there is provided a method for producing a back surface protection sheet for a solar cell module comprising a weather resistant resin layer having weather resistance on the back surface, wherein the weather resistant resin layer and a metal oxide vapor deposition film on one surface are provided. At least three vapor-deposited resin layers having a thickness of 3 are sequentially laminated by dry laminating, and each vapor-deposited resin layer has a water vapor permeability of 0.03 to 0.5 g / m 2 ⁇ day at 40 ° C. and 90% RH, respectively.
  • the manufacturing method of the back surface protection sheet for solar cell modules characterized by these is disclosed.
  • the surface protective material When incorporating the surface protective material into the solar cell, the surface protective material is laminated with other members, and bonded and integrated by vacuum lamination, for example, under conditions of a temperature of 130 ° C. to 180 ° C. and a time of 10 minutes to 40 minutes.
  • This lamination temperature is much higher than the acceleration test disclosed in the above-mentioned patent document of the conventional surface protective material, and serious damage is caused to the surface protective material.
  • this vacuum lamination process especially when using compound-based power generation element solar cell modules that require high moisture-proof performance and solar cell modules that do not use glass that requires flexibility as protective materials for solar cells.
  • it is required to prevent deterioration of moisture resistance after the acceleration test.
  • a surface protective material using a high moisture-proof film having a water vapor transmission rate of less than 0.1 [g / m 2 ⁇ day] is laminated and integrated with other members through a vacuum lamination process.
  • a surface protective material for solar cells that does not assume deterioration of moisture-proof performance due to the above, and that maintains moisture-proof performance for a long period of time even after passing through high-temperature conditions such as a temperature of 130 ° C. to 180 ° C. and a time of 10 minutes to 40 minutes. It wasn't something to do
  • Patent Document 1 In the example of Patent Document 1, only the 85 ° C., 85% humidity, 1000 hrs test was performed as the surface protective material for solar cells, and the results of evaluating the moisture resistance thereafter were shown. The rate is only 1 to 2 [g / m 2 ⁇ day], and Patent Document 2 discloses a pressure cooker test (PCT: severe due to high temperature and pressure) as a surface protection material for solar cells. As a result of performing only an environmental test, 105 ° C., 92 hours) and evaluating the moisture resistance after that, only water vapor permeability after the test of 0.5 [g / m 2 ⁇ day] is disclosed. .
  • PCT severe due to high temperature and pressure
  • Patent Documents 3 and 4 show the results of evaluating the initial moisture resistance as a solar cell surface protective material prepared by dry laminating, but the solar cell surface protective material has a temperature of 130. Even after a high temperature condition of from 10 to 180 ° C. and from 10 to 40 minutes, it did not have sufficient moisture-proof performance.
  • the object of the present invention is to provide a highly moisture-proof solar cell surface using a highly moisture-proof film having an inorganic thin film layer on one surface of the substrate and having a water vapor transmission rate of less than 0.1 [g / m 2 ⁇ day].
  • the structure of the solar cell surface protective material is an inorganic high moisture-proof film having an inorganic thin film layer and a water vapor transmission rate of less than 0.1 [g / m 2 ⁇ day].
  • a film having a weather resistance film on the thin film layer side and having a specific melting point on the opposite side of the highly moisture-proof film to the inorganic thin film layer (hereinafter sometimes referred to as “rear surface”) It is found that long-term excellent moisture resistance and interlaminar strength can be satisfied at the same time, and durability of moisture resistance performance is realized by arranging the film to be combined (sometimes called "back film”), The present invention has been completed.
  • the present invention (1) A surface protection material for a solar cell having an inorganic thin film layer on one surface of a substrate and having a moisture-proof film having a water vapor transmission rate of less than 0.1 [g / m 2 ⁇ day], A surface for solar cells, comprising a weather resistant film on the inorganic thin film layer side of the film, and a back film having a melting point of 80 ° C. or higher and 180 ° C. or lower on the opposite side of the moisture-proof film to the inorganic thin film layer.
  • Protective layer (2) The surface protective material for solar cells according to (1) above, wherein the moisture-proof film has a water vapor permeability of 0.05 [g / m 2 ⁇ day] or less,
  • the back film contains as a main component at least one resin selected from polyethylene, polypropylene, polylactic acid, polyvinyl fluoride, and polyvinylidene fluoride.
  • the back film is a polypropylene-based resin film mainly composed of polypropylene, having an elastic modulus at 23 ° C. of 1000 MPa or more and a crystallization start temperature of 120 ° C. or more.
  • the surface protection material for solar cells according to (8) The above back film, wherein the back film is a polypropylene-based resin film containing polypropylene as a main component and containing 0.05 to 5.0 parts by mass of a crystallization nucleating agent with respect to 100 parts by mass of polypropylene.
  • “ ⁇ or more and ⁇ or less” may be expressed as “O to ⁇ ”.
  • the surface protective material for a highly moisture-proof solar cell having a moisture-proof film having an inorganic thin film layer on one surface of the substrate and having a moisture-proof film having a water vapor permeability of less than 0.1 [g / m 2 ⁇ day].
  • the surface protective material for solar cells in the present invention is a surface protective material for solar cells having a highly moisture-proof film having an inorganic thin film layer on one surface of the substrate and having a water vapor transmission rate of less than 0.1 [g / m 2 ⁇ day].
  • each constituent layer will be described.
  • the surface protection material for solar cells of the present invention has hydrolysis resistance and light resistance, and a weather resistant film is laminated on the inorganic thin film layer side of the moisture proof film in order to impart long-term durability.
  • a weather resistant film is laminated
  • the weather-resistant film is not particularly limited as long as it has weather resistance.
  • polytetrafluoroethylene tetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • tetrafluoroethylene / hexafluoro Fluorine resin films such as propylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyvinyl fluoride (PVF), or
  • a resin composition obtained by mixing an ultraviolet absorber with a resin such as acrylic, polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), or polyethylene naphthalate (PEN) is preferably used.
  • tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE) and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) are more preferably used as the resin.
  • a low-shrinkage weathering substrate such as polyethylene naphthalate is preferred because the change in characteristics is preferably small even in temperature / humidity changes during vacuum lamination and high temperature and high humidity.
  • a polyethylene terephthalate film or a fluorine-based film having a large shrinkage rate it is preferable to use a film that has been subjected to low shrinkage or the like by prior heat treatment.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • a film in which a layer containing an ultraviolet absorber is provided on a film obtained by forming a resin composition such as a polyester resin is preferably used.
  • a film in which a layer containing an ultraviolet absorber is provided on a hydrolysis-resistant polyester film or a hydrolysis-resistant polyester film is preferably used.
  • UV absorber As the ultraviolet absorber to be used, various commercially available products can be applied, and various types such as benzophenone-based, benzotriazole-based, triazine-based, and salicylic acid ester-based materials can be exemplified.
  • benzophenone ultraviolet absorbers include 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-2′-carboxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n.
  • benzotriazole ultraviolet absorber examples include hydroxyphenyl-substituted benzotriazole compounds such as 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole and 2- (2-hydroxy-5-tert-butylphenyl).
  • Benzotriazole 2- (2-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) benzotriazole, 2- (2-methyl-4-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-3-methyl-5-t- Butylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-3,5-di-t-amylphenyl) benzotriazole, 2- (2- (hydroxy-3,5-di-t-butylphenyl) benzotriazole, etc.
  • triazine ultraviolet absorbers examples include 2- [4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazin-2-yl] -5- (octyloxy) phenol, 2- ( Examples include 4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (hexyloxy) phenol.
  • salicylic acid esters include phenyl salicylate and p-octylphenyl salicylate.
  • the addition amount of the ultraviolet absorber is usually about 0.01 to 2.0% by mass, preferably 0.05 to 0.5% by mass in the weather resistant film.
  • a hindered amine light stabilizer is suitably used as a weather stabilizer that imparts weather resistance in addition to the above ultraviolet absorber.
  • a hindered amine light stabilizer does not absorb ultraviolet rays like an ultraviolet absorber, but exhibits a remarkable synergistic effect when used together with an ultraviolet absorber.
  • hindered amine light stabilizers include dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) succinate-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate, poly [ ⁇ 6- (1,1 , 3,3-tetramethylbutyl) amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl ⁇ ⁇ (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino ⁇ hexamethylene ⁇ 2, 2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl ⁇ imino ⁇ ], N, N′-bis (3-aminopropyl) ethylenediamine-2,4-bis [N-butyl-N- (1,2,2, 6,6-pentamethyl-4-piperidyl) amino] -6-chloro-1,3,5-triazine condensate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) separate, 2- (3 , 5-Di-tert-4 Hydroxybenzyl) -2-n-n
  • the thickness of the weather-resistant film is generally about 20 to 200 ⁇ m, preferably 20 to 100 ⁇ m, more preferably 20 to 50 ⁇ m from the viewpoint of film handling and cost.
  • the moisture-proof film in the solar cell surface protective material of the present invention is a film having moisture-proof properties and having at least one inorganic thin film layer made of an inorganic oxide or the like on at least one surface of a substrate.
  • This inorganic thin film layer By this inorganic thin film layer, the inner surface side of the solar cell due to moisture permeation can be protected.
  • an inorganic thin film layer has high transparency, when it uses as an upper protection material, the improvement of power generation efficiency can be achieved.
  • a resin film is preferable, and any material can be used without particular limitation as long as it is a resin that can be used for ordinary solar cell materials.
  • polyolefins such as homopolymers or copolymers such as ethylene, propylene and butene, amorphous polyolefins such as cyclic polyolefins, polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), nylon 6 , Nylon 66, nylon 12, polyamide such as copolymer nylon, ethylene-vinyl acetate copolymer partial hydrolyzate (EVOH), polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polycarbonate, polyvinyl Examples include butyral, polyarylate, fluororesin, acrylic resin, and biodegradable resin.
  • thermoplastic resin is preferable and polyester, polyamide, and polyolefin are more preferable from points, such as a film physical property and cost.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN) are particularly preferable from the viewpoint of film properties.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the base material is a film having a large shrinkage rate such as a polyethylene terephthalate film, the residual strain increases, so that the effect of the present invention becomes more remarkable.
  • the base material is a known additive, for example, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a lubricant, a filler, a colorant, a stabilizer such as a weathering stabilizer, a lubricant, a crosslinking agent, an antiblocking agent, An antioxidant etc. can be contained.
  • an antistatic agent for example, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a lubricant, a filler, a colorant, a stabilizer such as a weathering stabilizer, a lubricant, a crosslinking agent, an antiblocking agent, An antioxidant etc.
  • an antioxidant such as a weathering stabilizer, those mentioned in the description of the weather resistance film can be used.
  • the resin film as the substrate is formed by using the above raw materials, but when used as the substrate, it may be unstretched or stretched. Further, one or more kinds of plastic films may be laminated.
  • Such a substrate can be produced by a conventionally known method. For example, a raw material resin is melted by an extruder, extruded by an annular die or a T die, and rapidly cooled to be substantially amorphous and not oriented. An unstretched film can be manufactured. Further, by using a multilayer die, it is possible to produce a single layer film made of one kind of resin, a multilayer film made of one kind of resin, a multilayer film made of various kinds of resins, and the like.
  • the unstretched film is subjected to a known method such as uniaxial stretching, tenter sequential biaxial stretching, tenter simultaneous biaxial stretching, tubular simultaneous biaxial stretching, or the like.
  • a film stretched in a uniaxial direction or a biaxial direction can be produced by stretching in a direction (horizontal axis) perpendicular thereto.
  • the thermal shrinkage at 150 ° C. is preferably 0.01 to 5%, and more preferably 0.01 to 2%.
  • biaxially stretched polyethylene naphthalate film biaxially stretched polyethylene terephthalate film, coextruded biaxially stretched film of polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate and / or polyethylene naphthalate and other plastics Extruded biaxially stretched films are preferred.
  • anchor coating agent examples include solvent-based or aqueous polyester resins, isocyanate resins, urethane resins, acrylic resins, modified vinyl resins, vinyl alcohol resins, and other alcoholic hydroxyl group-containing resins, vinyl butyral resins, nitrocellulose resins, and oxazoline group-containing resins.
  • anchor coating agents include solvent-based or aqueous polyester resins, isocyanate resins, urethane resins, acrylic resins, modified vinyl resins, vinyl alcohol resins, and other alcoholic hydroxyl group-containing resins, vinyl butyral resins, nitrocellulose resins, and oxazoline group-containing resins.
  • Carbodiimide group-containing resins methylene group-containing resins, epoxy group-containing resins, modified styrene resins, modified silicone resins, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the anchor coat layer may contain a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a UV absorber, a stabilizer such as a weathering stabilizer, a lubricant, an anti-blocking agent, an antioxidant, etc., if necessary. it can.
  • a silane coupling agent such as a titanium coupling agent, a UV absorber, a stabilizer such as a weathering stabilizer, a lubricant, an anti-blocking agent, an antioxidant, etc.
  • a stabilizer such as a weathering stabilizer, a lubricant, an anti-blocking agent, an antioxidant, etc.
  • a polymer type in which the ultraviolet absorber and / or weathering stabilizer is copolymerized with the above-described resin can also be used.
  • a known coating method is appropriately adopted.
  • any method such as a reverse roll coater, a gravure coater, a rod coater, an air doctor coater, and a coating method using a spray can be used.
  • the substrate may be immersed in a resin solution.
  • the solvent can be evaporated using a known drying method such as hot air drying or hot roll drying at a temperature of about 80 to 200 ° C. or infrared drying.
  • the crosslinking process by electron beam irradiation can also be performed.
  • the formation of the anchor coat layer may be a method performed in the middle of the substrate production line (inline) or a method performed after the substrate is manufactured (offline).
  • the thickness of the anchor coat layer is preferably 10 to 200 nm, more preferably 10 to 100 nm, from the viewpoint of adhesion to the inorganic thin film layer.
  • any method such as a vapor deposition method and a coating method can be used, but the vapor deposition method is preferable in that a uniform thin film having a high gas barrier property can be obtained.
  • This vapor deposition method includes methods such as physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). Examples of physical vapor deposition include vacuum deposition, ion plating, and sputtering. Examples of chemical vapor deposition include plasma CVD using plasma and a catalyst that thermally decomposes a material gas using a heated catalyst. Examples include chemical vapor deposition (Cat-CVD).
  • Examples of the inorganic substance constituting the inorganic thin film layer include silicon, aluminum, magnesium, zinc, tin, nickel, titanium, hydrogenated carbon, and the like, or oxides, carbides, nitrides, or a mixture thereof.
  • silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and aluminum oxide are preferable in that high gas barrier properties can be stably maintained.
  • the thickness of the inorganic thin film layer is preferably 10 to 1000 nm, more preferably 40 to 1000 nm, still more preferably 40 to 800 nm, and particularly preferably 50 to 600 nm from the viewpoint of stable moisture-proof performance.
  • the inorganic thin film layer may be a single layer or a multilayer.
  • the thickness of the substrate film is generally about 5 to 100 ⁇ m, preferably 8 to 50 ⁇ m, more preferably 12 to 25 ⁇ m from the viewpoint of productivity and ease of handling.
  • the thickness of the moistureproof film is generally about 5 to 100 ⁇ m, preferably 8 to 50 ⁇ m, more preferably 12 to 25 ⁇ m from the viewpoint of productivity and ease of handling.
  • the moisture-proof film having high moisture-proof property, the moisture-proof performance in the present invention is remarkably exhibited because the moisture-proof performance is significantly deteriorated due to the stress from the back film. Therefore, in the present invention, the moisture-proof film has a water vapor transmission rate of less than 0.1 [g / m 2 ⁇ day], preferably 0.05 [g / m 2 ⁇ day] or less, more preferably 0.03 [g / m 2 ⁇ day] or less, particularly preferably 0.01 [g / m 2 ⁇ day] or less.
  • the surface protection material for solar cells is formed through a lamination process by dry lamination of constituent members such as a weather-resistant film, a moisture-proof film, and a back film.
  • a lamination process by dry lamination of constituent members such as a weather-resistant film, a moisture-proof film, and a back film.
  • an adhesive diluted with a solvent is applied to a film such as a weather resistant film to a predetermined thickness, and the solvent is evaporated by drying in a range of 100 ° C. to 140 ° C. to adhere to the film such as a weather resistant film.
  • the inorganic thin film surface of the moisture-proof film is bonded to the adhesive layer side.
  • an adhesive diluted with a solvent in the same manner as described above was applied to the back surface of the moisture-proof film to a predetermined thickness, and the solvent was evaporated by drying in the range of 100 ° C. to 140 ° C. to form an adhesive layer on the moisture-proof film.
  • a back film etc. are further bonded and a surface protection material is created through curing at a predetermined temperature. Curing is usually performed in the range of 30 ° C. to 80 ° C. for 1 day to 1 week, but in this lamination process, heat and bonding tension act on each film, and residual strain accumulates on the surface protective material. .
  • the surface protection material is heated and melted by vacuum lamination together with the solar cell element and the sealing material, and is integrated into the solar cell.
  • This vacuum lamination process is usually performed in the range of 130 ° C to 180 ° C.
  • the residual strain accumulated in the above lamination process acts as a stress on each lamination interface when the solar cell is used in a high temperature and high humidity environment.
  • stress from the back surface acts on the inorganic thin film layer in a high-temperature and high-humidity environment, causing serious deterioration of the inorganic thin film layer.
  • the back film that is, a film having a melting point of 180 ° C. or less
  • the history of heat applied in the previous steps and the heat Residual strain caused by the history can be reduced, stress acting on the inorganic thin film layer of the moisture-proof film in a high-temperature and high-humidity environment can be reduced, and deterioration of moisture-proof performance can be suppressed.
  • the melting point is preferably 175 ° C. or lower, and more preferably 170 ° C. or lower.
  • the lower limit of the melting point of the back film is to prevent the flow of the back film layer from increasing and the uniformity of the film from being damaged by pressurization and heating in the vacuum lamination process.
  • the operating temperature of the solar cell is 80 ° C to 100 ° C. Also from the viewpoint of having heat resistance at 80 ° C., it is preferably 130 ° C., more preferably 140 ° C., and particularly preferably 150 ° C.
  • this back film does not have another film which does not have melting
  • the thickness of the back film is 25 ⁇ m or more from the viewpoint of ease of handling of the film, more preferably 50 ⁇ m or more, and it is desired that the thickness is further thicker from the viewpoint of ensuring partial discharge of the protective material, and more preferably 90 ⁇ m or more.
  • the thickness increases, the residual strain accumulated in the manufacturing process of the surface protection material also increases, which limits the moisture-proof performance.
  • the thickness of the back film is preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 250 ⁇ m or less, and still more preferably 200 ⁇ m or less from the viewpoint of economy.
  • a back film having a low melting point such as a back film having a melting point of 80 ° C.
  • the thickness is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 80 ⁇ m or less, and particularly preferably 50 ⁇ m or less.
  • fusing point is the value measured by the method as described in an Example.
  • the back film for example, polypropylene (PP), polylactic acid (PLA), polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), cellulose butyrate (CAB), low density polyethylene (LDPE), etc.
  • PP polypropylene
  • PLA polylactic acid
  • PVF polyvinyl fluoride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • CAB cellulose butyrate
  • LDPE low density polyethylene
  • the back film As a surface protection material for solar cells, it is desirable to have excellent flexibility, UV durability, and excellent humidification durability.
  • the term “main component” is intended to allow other components to be included within a range that does not impede the effects of the present invention, and is not intended to limit the specific content.
  • the total component is 100 parts by mass, it means 50 parts by mass or more, preferably 65 parts by mass or more, more preferably 80 parts by mass or more, and means a component that occupies a range of 100 parts by mass or less.
  • the back film containing polypropylene as a main component has an elastic modulus at 23 ° C. of 1000 MPa or more, a crystallization start temperature of 120 ° C. or more, and / or 0.05 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polypropylene resin.
  • a polypropylene resin film containing 5.0 parts by mass or less of a crystallization nucleating agent is preferable. If the content of the crystallization nucleating agent is within the above range, the effect of maintaining the crystallization start temperature by the crystallization nucleating agent is sufficient, and a good appearance of the solar cell protective material can be realized.
  • a more preferable content of the crystallization nucleating agent is 0.1 part by mass or more and 1.0 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene resin.
  • the elastic modulus at 23 ° C. is preferably 1000 MPa or more, more preferably 1200 MPa or more from the viewpoint that it can exhibit high deformation resistance in a semi-molten state and does not easily deform and does not cause defects such as wrinkles and protrusions. is there.
  • the elastic modulus at 23 ° C. is a value measured by the method described in Examples.
  • the method of achieving an elastic modulus of 1000 MPa or higher at 23 ° C. is not particularly limited.
  • the method of adding etc. is mentioned.
  • the polypropylene resin constituting the polypropylene resin film both a propylene homopolymer and a copolymer such as an ethylene-propylene random copolymer can be used, but in combination with the addition of a crystallization nucleating agent, crystallization starts.
  • Homopolypropylene is preferred from the viewpoint of increasing the temperature and the crystallization rate and at the same time obtaining a polypropylene resin film having a high elastic modulus.
  • the crystallization start temperature of the polypropylene resin film is preferably 120 ° C. or higher. From the above viewpoint, the crystallization start temperature is preferably 125 ° C. or higher, and more preferably vacuum lamination temperature or higher and 180 ° C. or lower. In addition, the crystallization start temperature of a polypropylene resin film is the value measured by the method as described in an Example.
  • Examples of the method for setting the crystallization start temperature to 120 ° C. or higher include a method of increasing the stereoregularity of polypropylene, for example, but a method using a crystallization nucleating agent is effective.
  • a crystallization nucleating agent By using a crystallization nucleating agent, not only the crystallization temperature is increased, but also the crystallization speed is increased, so that in the cooling process after vacuum lamination, the polypropylene-based resin film is deformed more quickly against shrinkage of other films. Can be given.
  • an organic substance and an inorganic substance having a nucleating effect for increasing the crystallization speed can be arbitrarily used.
  • the organic nucleating agent include dibenzylidene sorbitol compounds and phosphate compounds.
  • dibenzylidene sorbitol compounds examples include dibenzylidene sorbitol (abbreviated as DBS), para-methyl-DBS, para-ethyl-DBS, para-chloro-DBS, and the like.
  • the phosphate compounds include bis (2,4,8,10-tetra-tert-butyl-6-hydroxy-12H-dibenzo [d.g] [1,3,2] dioxaphosphocin- 6-oxide) aluminum hydroxide salts and the like.
  • Organic nucleating agents other than the above include organic metals, such as aluminum dibenzoate, basic aluminum di-para-tertiary butyl benzoate, sodium beta-naphthoate, sodium 1,2-cyclohexanedicarboxylate, succinic acid Soda, sodium gluconate, sodium caproate, 2,2-methylenebis (4,6-ditertiary butylphenyl) sodium phosphate, phthalocyanine, quinacridone, high melting point polymer, and the like can also be used.
  • organic metals such as aluminum dibenzoate, basic aluminum di-para-tertiary butyl benzoate, sodium beta-naphthoate, sodium 1,2-cyclohexanedicarboxylate, succinic acid Soda, sodium gluconate, sodium caproate, 2,2-methylenebis (4,6-ditertiary butylphenyl) sodium phosphate, phthalocyanine, quinacridone, high melting point polymer, and
  • the light reflectance of the polypropylene resin film can be maintained even after vacuum lamination, and it is more preferably used as a protective material for solar cells.
  • the crystallinity in the produced polypropylene resin film increases and the crystal size increases due to an increase in crystallization start temperature and an increase in crystallization speed. .
  • a polypropylene resin film having a high elastic modulus can be obtained at the same time.
  • an inorganic filler may be added to the polypropylene resin film as long as the reflectance is not lowered.
  • White inorganic fillers such as mica and barium sulfate can be used as the inorganic filler.
  • the polypropylene-based resin film may be composed of a single layer or may be composed of two or more layers.
  • the above-described elastic modulus and crystal as defined in the present invention and ensuring adhesion with a sealing material From the viewpoint of satisfying the conversion start temperature, it is preferably composed of multiple layers, more preferably composed of two layers.
  • a layer made of polypropylene containing an ethylene-propylene random copolymer on the sealing material side and the above elastic modulus and crystallization start temperature is preferable to use at least two multilayer polypropylene-based resin films including a layer made of homopolypropylene for filling.
  • an ethylene-propylene random copolymer resin layer and a homopolypropylene resin layer on the sealing material side The thickness ratio (ethylene-propylene random copolymer resin layer / homopolypropylene resin layer) is preferably (0.01 / 0.99) to (0.30 / 0.70). In order to obtain higher adhesion, it is preferably (0.05 / 0.95) to (0.25 / 0.75).
  • the thing similar to the ultraviolet absorber contained in the above-mentioned weather-resistant film can be used.
  • titanium oxide, calcium carbonate, etc. can be used as a coloring agent.
  • the back film may be composed of only the components within the melting point range or may contain 50% by mass or more of the components.
  • the surface protective material for solar cell of the present invention further has a plastic film through the back film on the opposite side of the moisture-proof film to the inorganic thin film layer for the purpose of improving the withstand voltage performance and handling of the surface protective material.
  • a plastic film As the plastic film, the same film as the back film may be used, but other films may be used. From the viewpoint of adhesion to the sealing material and reflectance, polypropylene or polyethylene terephthalate (PET) is preferably used.
  • the plastic film is a laminated polyester film or fluorine film exemplified as the above-mentioned weather-resistant film. be able to.
  • the thickness of the plastic film is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more from the viewpoints of little influence on the moisture-proof deterioration and ensuring strength as an adhesion layer to the sealing material. Moreover, in order to make the residual distortion accumulate
  • the surface protective material for solar cells of the present invention has a weather resistant film on the exposed side for moisture resistance and light resistance, moisture resistance film, adhesion with a sealing material, withstand voltage, etc.
  • a back film is provided on the solar cell side, and a plastic film can be further provided.
  • a weather-resistant film, a moisture-proof film, a back film, and (plastic film) can be laminated in this order. preferable.
  • the weather-resistant film and moisture-proof film, the moisture-proof film and back film or the plastic film provided as necessary are each laminated via an adhesive layer made of an adhesive.
  • the moisture-proof film and the back film are bonded together via an adhesive layer.
  • a polyurethane-based adhesive is preferably used, and specific examples of the main agent of the adhesive include a polycarbonate polyol, a polyether polyol, an acrylic polyol, a polyurethane polyol, or a composition containing a polyester polyol. From the viewpoints of stability, humidity stability, etc., those containing at least one of polycarbonate polyol, polyether polyol, and polyurethane polyol are more preferable.
  • the solar cell surface protective material of the present invention may be a sealing material / surface protective material integrated type formed by laminating a sealing material described later. Lamination of the lower protective sheet (back surface protective sheet), the sealing material, the solar cell element, the sealing material, and the upper protective sheet (front protective sheet) in the vacuum lamination process by laminating the sealing material in advance. Can be reduced, and the efficiency of solar cell module manufacturing can be improved.
  • the surface protective material for solar cells of the present invention further improves various physical properties (flexibility, heat resistance, transparency, adhesiveness, etc.), molding processability, economic efficiency, etc. without departing from the gist of the present invention.
  • various elastomers olefin, styrene, etc.
  • resins modified with polar groups such as carboxyl groups, amino groups, imide groups, hydroxyl groups, epoxy groups, oxazoline groups, thiol groups, silanol groups, and tackifiers Resins and the like can be contained.
  • the back film can contain the resin as long as it satisfies the melting point range.
  • the tackifying resin examples include petroleum resins, terpene resins, coumarone-zinc indene resins, logistic resins, and hydrogenated derivatives thereof.
  • the petroleum resin includes cyclopentadiene or an alicyclic petroleum resin derived from a dimer thereof and an aromatic petroleum resin derived from a C9 component
  • the terpene resin includes a terpene resin derived from ⁇ -pinene and a terpene resin.
  • the phenol resin and rosin resin include rosin resins such as gum rosin and wood rosin, and esterified rosin resins modified with glycerin and pentaerythritol.
  • the tackifying resin can be obtained mainly having various softening temperatures depending on the molecular weight, and hydrogenated derivatives of alicyclic petroleum resins having a softening temperature of 100 to 150 ° C, preferably 120 to 140 ° C are particularly preferable.
  • the resin composition forming each film constituting the surface protective material is 100% by mass, it is preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.
  • various additives can be added to the surface protective material for solar cells, if necessary, in addition to the above-described ultraviolet absorber and weathering stabilizer.
  • the additive include a silane coupling agent, an antioxidant, a light diffusing agent, a nucleating agent, a pigment (for example, a white pigment), a flame retardant, and a discoloration preventing agent.
  • silane coupling agents include compounds having a hydrolyzable group such as an alkoxy group together with an unsaturated group such as a vinyl group, an acryloxy group or a methacryloxy group, an amino group or an epoxy group.
  • Specific examples of the silane coupling agent include N- ( ⁇ -aminoethyl) - ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, N- ( ⁇ -aminoethyl) - ⁇ -aminopropylmethyldimethoxysilane, and ⁇ -aminopropyltriethoxy.
  • Examples thereof include silane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, and ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane.
  • ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane and ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane are preferably used because of good adhesiveness and little discoloration such as yellowing.
  • the amount of the silane coupling agent added is usually about 0.1 to 5% by mass, preferably 0.2 to 3% by mass, in each film constituting the surface protective material.
  • a coupling agent such as an organic titanate compound can be used in the same manner as the silane coupling agent.
  • antioxidant various commercial products can be applied, and various types such as monophenol type, bisphenol type, polymer type phenol type, sulfur type and phosphite type can be exemplified.
  • monophenols include 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, and 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol.
  • bisphenols examples include 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4 '-Thiobis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-butylidene-bis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 3,9-bis [ ⁇ 1,1-dimethyl- 2- ⁇ - (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy ⁇ ethyl ⁇ 2,4,9,10-tetraoxaspiro] 5,5-undecane.
  • Examples of the high molecular phenolic group include 1,1,3-tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3 , 5-di-tert-butyl-4-bidoxybenzyl) benzene, tetrakis- ⁇ methylene-3- (3 ', 5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate ⁇ methane, bis ⁇ (3,3′-bis-4′-hydroxy-3′-tert-butylphenyl) butyric acid ⁇ glycol ester, 1,3,5-tris (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4 '-Hydroxybenzyl) -s-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) trione, triphenol (vitamin E) and the like.
  • sulfur-based compounds include dilauryl thiodipropionate, dim
  • phosphites include triphenyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, phenyl diisodecyl phosphite, 4,4′-butylidene-bis (3-methyl-6-tert-butylphenyl-di-tridecyl) phosphite, Crick neopentanetetrayl bis (octadecyl phosphite), tris (mono and / or di) phenyl phosphite, diisodecyl pentaerythritol diphosphite, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10- Oxide, 10- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10-decyloxy-9,10 pho
  • phenol-based and phosphite-based antioxidants are preferably used in view of the effect of the antioxidant, thermal stability, economy and the like, and it is more preferable to use a combination of both.
  • the addition amount of the antioxidant is usually about 0.1 to 1% by mass, preferably 0.2 to 0.5% by mass, in each film constituting the surface protective material for solar cells.
  • each film constituting the surface protection material for solar cell used in the present invention As a method for forming each film constituting the surface protection material for solar cell used in the present invention, a known method, for example, a single-screw extruder, a multi-screw extruder, a Banbury mixer, a kneader or the like has melt mixing equipment.
  • An extrusion cast method using a T die, a calendar method, or the like can be employed, and is not particularly limited.
  • an extrusion casting method using a T die is preferably used from the viewpoints of handleability and productivity.
  • the molding temperature in the extrusion casting method using a T-die is appropriately adjusted depending on the flow characteristics and film forming properties of the resin composition to be used, but is generally 130 to 350 ° C, preferably 250 to 300 ° C.
  • additives may be supplied to the hopper after dry blending with the resin in advance, or may be supplied after melt-mixing all the materials in advance to produce pellets, or only the additive is pre-resined. It is also possible to prepare and supply a master batch concentrated in the above.
  • the surface protection material for solar cells of the present invention using the highly moisture-proof film having a water vapor permeability of less than 0.1 [g / m 2 ⁇ day] thus obtained is a surface protection material for solar cells before heat treatment (
  • the moisture-proof performance of the laminated moisture-proof film) is preferably 0.1 [g / m 2 ⁇ day] or less, more preferably 0.05 [g / m 2 ⁇ day] or less in terms of water vapor transmission rate. It is.
  • the surface protective material for solar cells of the present invention can be used as a surface protective material for electronic devices that require excellent moisture-proof performance, and more by using a laminated moisture-proof film that is excellent in initial moisture-proof performance. The effect of the present invention can be remarkably exhibited, which is preferable.
  • the moisture-proof performance it is preferable that the deterioration degree after the pressure cooker test at 120 ° C., humidity 100%, and 32 hours is 20 or less, more preferably 15 or less with respect to the initial water vapor permeability of the laminated moisture-proof film. It is.
  • polyurethane adhesive when used as the adhesive, when the adhesive is thermally decomposed under high temperature and high humidity, carboxylic acid and hydroxyl groups are generated, and these functional groups form a chemical bond with the inorganic thin film layer. This is considered to cause deterioration of the inorganic thin film layer. Therefore, as the polyol contained in the main component of the polyurethane-based adhesive, polycarbonate polyol, polyether polyol, polyacryl polyol, polyurethane polyol and the like having excellent heat resistance are preferable to polyester polyol which is easily thermally decomposed.
  • the degree of deterioration of moisture resistance (water vapor transmission rate) after the pressure cooker test is expressed as [(ba) in the initial water vapor transmission rate (a) and the water vapor transmission rate (b) after the pressure cooker test. ) / A].
  • the initial moisture-proof performance of the solar cell surface protective material of the present invention refers to the moisture-proof performance before the member receives a high-temperature thermal history such as vacuum lameet conditions, and means a value before the moisture-proof performance is lowered due to heat. . Therefore, it means the value of moisture-proof performance in a state where heat treatment such as thermal lamination treatment performed at 130 to 180 ° C. for 10 to 40 minutes is not performed, including changes with time from immediately after manufacture to before heat treatment. To do.
  • the initial water vapor transmission rate also has the same meaning as “above”.
  • the moisture-proof performance can be evaluated according to the conditions of JIS Z0222 “Method of testing moisture permeability of moisture-proof packaging container” and JIS Z0208 “Method of testing moisture permeability of moisture-proof packaging material (cup method)”.
  • the interlayer strength of the surface protective material of the present invention is preferably 4 N / 15 mm or more after a pressure cooker test of 120 ° C., 100% humidity and 32 hours.
  • the interlayer strength is more preferably 7.0 mm or more, further preferably 7.3 mm or more, further preferably 7.5 N / 15 mm or more, and further preferably 8 N / 15 mm or more.
  • it is preferably 4 N / 15 mm or more, more preferably 7.0 mm or more, still more preferably 7.3 mm or more, and 7.5 N / 15 mm or more. It is particularly preferred.
  • the interlayer strength is a value measured by the method described in the examples.
  • the method for producing the surface protective material for solar cells of the present invention is not particularly limited.
  • each film formed as described above is dried using a polyurethane adhesive at a temperature of 100 to 140 ° C. It can be produced by bonding by dry lamination at a temperature of 0 to 80 ° C.
  • the obtained laminate is preferably cured at a temperature of 30 to 80 ° C. for 1 to 7 days.
  • the surface protective material of the present invention thus obtained has excellent flexibility and moisture resistance that does not deteriorate the moisture resistance and interlayer strength even after the dry laminating process.
  • the surface protection material for solar cells of the present invention has partial discharge resistance in addition to weather resistance and moisture resistance.
  • the solar cell protection material preferably has a withstand voltage of 700 to 1000V.
  • the thickness of the surface protective material is not particularly limited, but is usually about 100 to 400 ⁇ m, preferably about 100 to 300 ⁇ m, more preferably about 140 to 300 ⁇ m, and still more preferably about 180 to 260 ⁇ m. It is used in the form of a sheet.
  • the thickness of the surface protective material is 180 to 230 ⁇ m. Therefore, the thickness of each layer is arbitrary.
  • relatively expensive weather-resistant film and moisture-proof film are 10 to 50 ⁇ m
  • adhesive is 4 to 10 ⁇ m
  • back film is 50 to 100 ⁇ m
  • plastic film is 50 to 50 ⁇ m.
  • the weather-resistant film and the moisture-proof film are 12 to 30 ⁇ m
  • the adhesive is 4 to 8 ⁇ m
  • the back film is 50 to 100 ⁇ m.
  • the plastic film has a configuration of 70 to 120 ⁇ m.
  • the surface protective material of the present invention can be used as a surface protective member for solar cells as it is or after being bonded to a glass plate or the like.
  • it may be produced by a known method.
  • a solar cell module can be manufactured by using the surface protective material of the present invention for the layer structure of a surface protective member such as a solar cell upper protective material and a lower protective material, and fixing the solar cell element together with a sealing material.
  • a surface protective member such as a solar cell upper protective material and a lower protective material
  • fixing the solar cell element together with a sealing material e.g., a sealing material.
  • Examples of such solar cell modules include various types.
  • a solar cell element for example, a structure in which a sealing material and a lower protective material are formed on an amorphous solar cell element formed on a fluororesin protective material by sputtering or the like can be used.
  • the above-mentioned sealing material may not be used.
  • Examples of solar cell elements include single crystal silicon type, polycrystalline silicon type, amorphous silicon type, III-V group and II-VI group compound semiconductor types such as gallium-arsenic, copper-indium-selenium, cadmium-tellurium, Examples include a dye sensitizing type and an organic thin film type.
  • the members constituting the solar cell module produced using the surface protective material of the present invention are not particularly limited, but examples of the sealing material include an ethylene-vinyl acetate copolymer. Can do.
  • the upper protective member and the lower protective member other than the surface protective member of the present invention are single layer or multilayer sheets such as inorganic materials such as metals and various thermoplastic resin films, for example, metals such as tin, aluminum, and stainless steel. Examples thereof include inorganic materials such as glass, polyester, inorganic vapor-deposited polyester, fluorine-containing resins, and single-layer or multilayer protective materials such as polyolefin.
  • the surface of the upper and / or lower protective material can be subjected to a known surface treatment such as a primer treatment or a corona treatment in order to improve the adhesion to the sealing material or other members.
  • an upper protective material surface protective material of the present invention
  • sealing material sealing material / solar cell element / sealing material / lower protective material described above for a solar cell module produced using the surface protective material of the present invention
  • the surface protective material, sealing resin layer, solar cell element, sealing resin layer, and lower protective material of the present invention are laminated in order from the sunlight receiving side, and a junction box (solar cell) is further formed on the lower surface of the lower protective material.
  • a terminal box for connecting wiring for taking out electricity generated from the element to the outside is bonded.
  • the solar cell elements are connected by wiring in order to conduct the generated current to the outside. The wiring is taken out through a through hole provided in the backsheet and connected to the junction box.
  • the solar cell module As a manufacturing method of the solar cell module, a known manufacturing method can be applied, and it is not particularly limited, but in general, an upper protective material, a sealing material, a solar cell element, a sealing material, a lower protective material. And a step of vacuum-sucking them and heat-pressing them. Also, batch type manufacturing equipment, roll-to-roll type manufacturing equipment, and the like can be applied.
  • the upper protective material, the sealing material, the solar cell element, the sealing material, and the lower protective material are preferably 130 to 180 ° C., more preferably 130 to 150 ° C. with a vacuum laminator according to a conventional method. It can be easily produced by heat and pressure bonding with a time of 2 to 15 minutes, a pressing pressure of 0.5 to 1 atm, and a pressing time of preferably 8 to 45 minutes, more preferably 10 to 40 minutes.
  • the solar cell module produced using the surface protective material of the present invention is a small solar cell represented by a mobile device, a large solar cell installed on a roof or a roof, etc., depending on the type and module shape of the applied solar cell. It can be applied to various uses, both indoors and outdoors.
  • the maximum peak was defined as the (Tm) (° C.) melting point.
  • Tm melting
  • fusing point exceeded 200 degreeC, such as polyester, and a melting peak was not observed
  • the temperature rising upper limit temperature was set to 300 degreeC, and the same measurement was performed after that.
  • the moisture-proof performance of the moisture-proof film was measured as the water vapor transmission rate after storage at 40 ° C. for one week after creation of the moisture-proof film by the following method.
  • the measured value of the surface protection material after pasting and curing each component film is the initial water vapor transmission rate, and after the curing, the glass, sealing material, surface protection material (of the moisture-proof film)
  • the back side is the sealing material side
  • heat treatment is performed at 150 ° C. for 30 minutes
  • the water vapor transmission rate of the surface protective material after the pressure cooker test is performed is the moisture-proof property after the pressure cooker test. Value.
  • JIS Z 0222 moisture-proof packaging container moisture permeability test method
  • JIS Z 0208 moisture-proof packaging material moisture permeability test method (cup method)
  • the following methods were used for evaluation. Using two samples each having a moisture permeable area of 10.0 cm ⁇ 10.0 cm square, a bag having about 20 g of anhydrous calcium chloride as a hygroscopic agent and sealed on all sides was produced. The bag was kept at a constant temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90%.
  • Heat resistance A sample obtained by laminating a surface protective material between two pieces of white plate glass having a thickness of 3 mm (size: length 75 mm, width 25 mm) and laminating and pressing using a vacuum press machine at 150 ° C. for 15 minutes. The sample was prepared and inclined at 60 degrees in a constant temperature bath at 100 ° C., the state after 500 hours was observed, and evaluated according to the following criteria. ( ⁇ ) The glass did not deviate from the initial reference position ( ⁇ ) The glass deviated from the initial reference position, or the sheet melted.
  • the heat resistance of the surface protective material is the above initial value. It is a measured value about the surface protection material after bonding each constituent film and curing like the water vapor transmission rate.
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • Coating solution “GOHSENOL” manufactured by Nippon Gosei Co., Ltd. (degree of saponification: 97.0 to 98.8 mol%, degree of polymerization: 2400) was added to 2810 g of ion-exchanged water and dissolved by heating in an aqueous solution at 20 ° C. With stirring at 645 g of 35% hydrochloric acid was added. Subsequently, 3.6 g of butyraldehyde was added with stirring at 10 ° C., and after 5 minutes, 143 g of acetaldehyde was added dropwise with stirring to precipitate resin fine particles.
  • Moisture-proof film B-2 A tech barrier LX made by Mitsubishi Plastics, in which silica was deposited on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 ⁇ m, was used. Further, the moisture resistance measured by the above-mentioned method was 0.2 [g / m 2 ⁇ day].
  • Adhesive coating solution 1 HD1013 manufactured by Rock Paint Co., Ltd. is used as a main component containing a polyurethane polyol component, and H62 manufactured by Rock Paint Co., Ltd. is used as a curing agent containing an aliphatic hexamethylene diisocyanate component, resulting in a mass ratio of 10: 1.
  • the adhesive coating liquid 1 was prepared by diluting with ethyl acetate so that the solid content concentration was 30% by mass.
  • Adhesive coating solution 2 Made by Mitsui Chemicals Polyurethanes Co., Ltd., trade name: A1102, Mitsui Chemicals Polyurethanes Co., Ltd.
  • A3070 is used as a curing agent containing an aliphatic hexamethylene diisocyanate component, and mixed so that the mass ratio is 16: 1. Then, an adhesive coating liquid 2 was prepared by diluting with ethyl acetate so that the solid content concentration was 30% by mass.
  • Back film C-1 and C-2 Titanium oxide (8% by mass) as a whitening agent and ultrafine titanium oxide (particle diameter, 0.01 to 0.06 ⁇ m, 3% by mass) as an ultraviolet absorber are added to isotactic polypropylene.
  • the polypropylene resin composition is then extruded with an extruder, and an unstretched polypropylene (PP) resin film (C-1) having a thickness of 50 ⁇ m and a non-stretched polypropylene resin composition having a thickness of 90 ⁇ m.
  • a stretched polypropylene (PP) resin film (C-2) was produced.
  • Back film C-3 A polyvinylidene fluoride (PVDF) film (Kynar 302-PGM-TR, thickness 30 ⁇ m) manufactured by Arkema was used as C-3.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Back film C-4 A polylactic acid (PLA) resin film (Ecologe S, thickness 25 ⁇ m) manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc. was used as C-4.
  • Back film C-5, C-6 Necessary additives are added to the low density polyethylene resin and sufficiently kneaded to prepare a low density polyethylene resin composition.
  • the low density polyethylene resin composition is then extruded with an extruder, and a 50 ⁇ m thick
  • LDPE expanded low density polyethylene
  • LDPE unstretched low density polyethylene
  • the homopolypropylene resin composition and the ethylene propylene random copolymer resin were layered with an extruder with a layer thickness ratio of 0.1: 0.8: 0.1 (the homopolypropylene resin layer was the central layer, the ethylene propylene random copolymer)
  • the resin layer was extruded with both outer layers) to produce an unstretched polypropylene resin film having a thickness of 190 ⁇ m.
  • the elastic modulus of the film was 1250 MPa, and the crystallization start temperature was 131 ° C.
  • the film was used as the back film C-7.
  • Back film C-8, C-9, C-10 A polyethylene terephthalate (PET) film (Diafoil T-100) manufactured by Mitsubishi Plastics Co., Ltd. was used with a thickness of 50 ⁇ m (C-8), a thickness of 100 ⁇ m (C-9), and a thickness of 188 ⁇ m (C-10).
  • Back film C-11 As the hydrolysis-resistant polyester film, a hydrolysis-resistant polyethylene terephthalate (PET) film (P100, thickness 50 ⁇ m) manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc. was used as C-11.
  • Back film C-12 A polyamide (PA) 6 film (Santonyl SNR, thickness 25 ⁇ m) manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc. was used as C-12.
  • Back film C-13 Asahi Glass Co., Ltd. ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) (Aflex 50N 1250NT, thickness 50 ⁇ m) was used as C-13.
  • PA polyamide
  • EFE ethylene-tetrafluoroethylene copolymer
  • Back film C-14 A biaxially stretched polyethylene naphthalate (PEN) film (Q51C25, thickness 25 ⁇ m) manufactured by Teijin DuPont Co., Ltd. was used as C-14.
  • Back film C-15 C-16 38 ⁇ m of EVAFLEX EV150 (EVA) manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd. was used as the back film C-15. Further, three pieces of the EVAflex EV150 were used, and each side was heated to 70 ° C. and heat-sealed to prepare a back film C-16 having a thickness of 114 ⁇ m.
  • the configuration, thickness, and melting point values of C-1 to C-16 are summarized in Table 1.
  • ⁇ Plastic film> As the plastic film, a polyethylene terephthalate (PET) film (Diafoil T-100) manufactured by Mitsubishi Plastics Co., Ltd. having a thickness of 100 ⁇ m was used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • ⁇ Encapsulant> As an EVA sealing material, a product name: FIRSTEVA F806 (thickness: 500 ⁇ m) manufactured by Fuso Tokusha Co., Ltd. was used.
  • Example 1 The adhesive coating liquid 1 is applied and dried on the weather resistant film A-1 so that the solid content is 6 g / m 2, and the inorganic thin film layer of the moisture-proof film B-1 is directed to the adhesive surface by a dry laminate with a tension of about 80 N / m. Pasted. Thereafter, the adhesive coating liquid 1 is applied and dried on the side opposite to the inorganic thin film layer so as to have a solid content of 6 g / m 2, and the corona-treated surface of the back film C-1 is bonded, and then cured at 40 ° C. for 5 days to obtain a thickness.
  • a surface protective material D-1 having a thickness of 104 ⁇ m was prepared.
  • Example 2 A surface protective material D-2 having a thickness of 144 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-2, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was performed. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Example 3 A surface protective material D-3 having a thickness of 84 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-3, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was performed. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Example 4 A surface protective material D-4 having a thickness of 79 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 of Example 1 was changed to C-4, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Example 5 A polyethylene terephthalate (PET) film (Diafoil T-100) manufactured by Mitsubishi Plastics Co., Ltd. was applied to and dried on one side having a thickness of 100 ⁇ m so that the solid content was 6 g / m 2, and the back film C-2 One of the corona-treated surfaces was bonded to the adhesive surface by dry lamination.
  • the adhesive coating liquid 1 is applied and dried on the weather resistant film A-1 so that the solid content is 6 g / m 2, and the inorganic thin film layer of the moisture-proof film B-1 is directed to the adhesive surface by a dry laminate with a tension of about 80 N / m. Pasted.
  • the adhesive coating liquid 1 is applied and dried on the side opposite to the inorganic thin film layer so as to have a solid content of 6 g / m 2, and the other corona-treated surface of the back film C-2 is bonded, followed by 40 ° C. ⁇ 5 days.
  • Curing was performed to prepare a surface protective material D-5 (weather-resistant film A-1 / moisture-proof film B-1 / back film C-2 / PET film) having a thickness of 250 ⁇ m.
  • Example 6 A surface protective material D-6 having a thickness of 104 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-5, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Example 7 A surface protective material D-7 having a thickness of 154 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-6, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Example 8 The adhesive coating liquid 2 is applied and dried on the weather resistant film A-1 so that the solid content is 6 g / m 2, and the inorganic thin film layer of the moisture-proof film B-1 is directed to the adhesive surface by a dry laminate with a tension of about 80 N / m. Pasted. Next, the adhesive coating liquid 2 is applied and dried on the opposite side of the rear inorganic thin film layer to a solid content of 6 g / m 2, and the corona-treated surface of the back film C-7 is bonded, followed by curing at 40 ° C. for 5 days. A surface protective material D-8 having a thickness of 244 ⁇ m was prepared.
  • Comparative Example 1 A surface protective material D-9 having a thickness of 104 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 of Example 1 was changed to C-8, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 2 A surface protective material D-10 having a thickness of 154 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-9, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 3 A surface protective material D-11 having a thickness of 242 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-10, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 4 A surface protective material D-12 having a thickness of 104 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-11, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was performed. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 5 A surface protective material D-13 having a thickness of 79 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-12, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 6 A surface protective material D-14 having a thickness of 104 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-13, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 7 A surface protective material D-15 having a thickness of 79 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-14, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 8 A surface protective material D-16 having a thickness of 92 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 in Example 1 was changed to C-15, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was performed. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 9 A surface protective material D-17 having a thickness of 168 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the back film C-1 of Example 1 was changed to C-16, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2. Moreover, heat resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Reference example 1 A surface protective material D-18 having a thickness of 104 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the moisture-proof film B-1 in Example 1 was changed to B-2, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was conducted. Strength and moisture resistance were measured. The results are shown in Table 2.
  • Reference example 2 A surface protective material D-19 having a thickness of 154 ⁇ m was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the moisture-proof film B-1 in Comparative Example 2 was changed to B-2, and after vacuum lamination, a pressure cooker test was performed to measure the interlayer strength. The moisture resistance was measured. The results are shown in Table 2.
  • the surface protective materials of Examples 1 to 8 having a back film having a melting point within a specific range on the opposite side to the inorganic thin film layer of the moisture-proof film have a long-term moisture-proof performance even after the heat treatment in the vacuum lamination process. It was clarified from the evaluation by the pressure cooker test that it was retained. Further, it was found that the surface protective materials of Examples 1 to 8 have a sufficient interlayer strength for a long time even when the heat treatment is performed.
  • Example 5 having a plastic film in addition to the back film, the moisture-proof performance after the high heat treatment was more retained.
  • Comparative Examples 1 to 7 in which a film having a melting point outside the specific range was disposed on the back side of the moisture-proof film, it was revealed that the long-term moisture-proof performance after the heat treatment in the vacuum lamination process was significantly lowered.
  • Reference Examples 1 and 2 having a low initial moisture-proof performance indicate that the degree of deterioration of the moisture-proof performance is small, and the degree of deterioration of the moisture-proof performance increases as the initial moisture-proof performance is higher, as compared with the Examples.
  • the highly moisture-proof surface protection material for solar cells in the present invention has a remarkable effect of maintaining moisture resistance in a highly moisture-proof film that is particularly susceptible to deterioration in moisture-proof performance. Therefore, by using this for a solar cell module, it is possible to remarkably improve the durability of the solar cell module because moisture can reach the solar cell and deterioration of the surface protection material itself can be remarkably suppressed. It is.

Abstract

 基材の一方の面に無機薄膜層を有し水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満である防湿フィルムを有する高防湿性太陽電池用表面保護材において、長期に防湿性が劣化しない優れた表面保護材を提供する。 基材の一方の面に無機薄膜層を有し水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満である防湿フィルムを有する太陽電池用表面保護材であって、 前記防湿フィルムの無機薄膜層側に耐候性フィルムを有し、かつ 前記防湿フィルムの無機薄膜層と反対側に、融点が80℃以上180℃以下である背面フィルムを有することを特徴とする太陽電池用表面保護材。

Description

太陽電池用表面保護材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール
 本発明は、無機薄膜層を含む防湿フィルムを有する高防湿性太陽電池用表面保護材において、長期に防湿性が劣化しない優れた太陽電池用表面保護材及びこの太陽電池用表面保護材を用いた高耐久性の太陽電池モジュールに関する。
 近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池が注目され、開発が進められている。太陽電池は受光面側の上部保護材と上部保護材との間にエチレン-酢酸ビニル共重合体やポリエチレン、ポリプロピレンフィルムなどの封止材により太陽電池用セルを封止した構成からなり、通常、上部保護材、封止材 、発電素子(太陽電池素子)、封止材及び下部保護材をこの順で積層し、加熱溶融させることにより接着一体化することで製造される。
 太陽電池の上部保護材、下部保護材(以下、これらを「表面保護材」ということがある)としては、紫外線に対する耐久性、湿気ないし水の透過による太陽電池素子の劣化、内部の導線や電極の発錆を防止するための防湿性に優れることが極めて重要な要件となる。
 このような要求を満たすために、太陽電池用表面保護材としては、例えば暴露面側から、耐候性フィルム、暴露面側に無機薄膜の蒸着面を有する防湿フィルム、及び封止材などの密着性や耐部分放電特性を有するフィルムを含む構成体として積層されたものが提案されてきた。
 例えば、特許文献1の実施例では、二軸延伸ポリエステルフィルムを基材とする防湿フィルムの両側にポリウレタン系接着剤層を設け、その両側に耐候性ポリエステルフィルムを積層し得られた太陽電池用表面保護材が開示されている。
 また、特許文献2の実施例では、同じく二軸延伸ポリエステルフィルムを基材とする防湿フィルムに二液硬化型ポリウレタン系接着剤を用いてポリフッ化ビニル(PVF)フィルムを貼り合わせた太陽電池用表面保護材が開示されている。
 また、特許文献3では、裏面に耐候性を有する耐候性樹脂層を備え、前記耐候性樹脂層と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する第1蒸着樹脂層と、中間樹脂層と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する第2蒸着樹脂層と、がドライラミネート加工により積層された太陽電池モジュール用裏面保護シートであって、前記第1蒸着樹脂層及び前記第2蒸着樹脂層の蒸着膜が前記中間樹脂層側に配置されることを特徴とする太陽電池モジュール用裏面保護シートが開示されている。
 更に、特許文献4では、裏面に耐候性を有する耐候性樹脂層を備える太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法であって、前記耐候性樹脂層と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する蒸着樹脂層を少なくとも3層と、を順次ドライラミネート加工により積層し、前記蒸着樹脂層は、それぞれ40℃、90%RHにおける水蒸気透過度が0.03~0.5g/m2・日であることを特徴とする太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法が開示されている。
特開2009-188072 特開2009-49252 特開2010-272761 特開2010-272762
 表面保護材を太陽電池に組み込む際には、表面保護材を他の部材と積層し、例えば温度130℃から180℃、時間10分から40分の条件で、真空ラミネーションにより接着一体化させる。このラミネーション温度は従来の表面保護材の上記特許文献に開示されるような加速試験と比べてはるかに高温度であり、表面保護材に対して重大なダメージを与えるものである。特に高防湿性能が必要とされる化合物系発電素子太陽電池モジュールやフレキシブル性が要求されるガラスを用いない太陽電池モジュールの太陽電池用保護材としての使用においては、この真空ラミネーションプロセスの影響も考慮し加速試験後の防湿性能劣化を防止することが要求される。
 しかしながら、上記の何れの特許文献も水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満の高防湿フィルムを使用した表面保護材が真空ラミネーション工程を経て他の部材と積層一体化されることによる防湿性能の劣化を想定しておらず、温度130℃から180℃、時間10分から40分といった高温条件を経た後も防湿性能が長期に渡って維持される太陽電池用表面保護材について開示するものではなかった。
 特許文献1の実施例には、太陽電池用表面保護材として、85℃、85%湿度、1000hrs試験のみを行い、その後の防湿性を評価した結果が示されているが、試験後の水蒸気透過率としては1~2[g/m2・日]のものが開示されているに過ぎず、また、特許文献2には、太陽電池用表面保護材としてプレッシャークッカーテスト(PCT:高温高圧による過酷環境試験、105℃、92時間)のみを行い、その後の防湿性を評価した結果、試験後の水蒸気透過率が0.5[g/m2・日]のものが開示されているに過ぎない。
 また、特許文献3、4では、ドライラミネート加工により作成された太陽電池用表面保護材としての初期の防湿性を評価した結果が示されているが、当該太陽電池用表面保護材は、温度130℃から180℃、時間10分から40分といった高温条件を経た後にも、十分な防湿性能を有するものではなかった。
 すなわち、本発明の課題は、基材の一方の面に無機薄膜層を有する水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満の高防湿フィルムを使用する高防湿性太陽電池用表面保護材において、真空ラミネーション等の高温処理を経た後も、長期に防湿性が劣化しない優れた表面保護材を提供すること、また、当該太陽電池用表面保護材を用いた耐久性に優れる太陽電池モジュールを提供することにある。
 本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、太陽電池用表面保護材の構成を、無機薄膜層を有する水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満の高防湿フィルムの無機薄膜層側に耐候性フィルムを有し、かつ該高防湿フィルムの無機薄膜層と反対側(以下、「背面」ということがある)に特定の融点を有するフィルム(以下、防湿フィルムの背面に貼合されるフィルムを「背面フィルム」ということがある)を配置した構成とすることにより、長期の優れた防湿性及び層間強度を同時に満足でき、防湿性能の耐久化が実現されることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、
(1)基材の一方の面に無機薄膜層を有し水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満である防湿フィルムを有する太陽電池用表面保護材であって、前記防湿フィルムの無機薄膜層側に耐候性フィルムを有し、かつ前記防湿フィルムの無機薄膜層と反対側に、融点が80℃以上180℃以下である背面フィルムを有することを特徴とする太陽電池用表面保護材、
(2)前記防湿フィルムの水蒸気透過率が0.05[g/m2・日]以下である上記(1)に記載の太陽電池用表面保護材、
(3)前記防湿フィルムの水蒸気透過率が0.01[g/m2・日]以下である上記(1)に記載の太陽電池用表面保護材、
(4)前記背面フィルムの融点が130℃以上180℃以下である上記(1)~(3)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(5)前記背面フィルムの厚みが25μm以上300μm以下である上記(1)~(4)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(6)前記背面フィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリフッ化ビニル及びポリフッ化ビニリデンから選ばれる少なくとも1種の樹脂を主成分として含む上記(1)~(5)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(7)前記背面フィルムが、ポリプロピレンを主成分とし、かつ23℃における弾性率が1000MPa以上、結晶化開始温度が120℃以上であるポリプロピレン系樹脂フィルムである上記(1)~(5)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(8)前記背面フィルムが、ポリプロピレンを主成分とし、かつポリプロピレン100質量部に対して0.05質量部以上5.0質量部以下の結晶化核剤を含有するポリプロピレン系樹脂フィルムである上記(1)~(5)及び(7)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(9)前記ポリプロピレンが主にホモポリプロピレンである上記(6)~(8)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(10)前記ポリプロピレン系樹脂フィルムが多層からなる上記(7)~(9)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(11)前記基材がポリエステル系樹脂フィルムである上記(1)~(10)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(12)前記防湿フィルムと前記背面フィルムの間に接着層を有する上記(1)~(11)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(13)前記防湿フィルムの無機薄膜層と反対側に前記背面フィルム及びプラスチックフィルムをこの順に有する上記(1)~(12)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(14)更に封止材を積層して有する上記(1)~(13)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材、
(15)上記(1)~(14)のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュール、
に存する。
 なお、本発明において、「○以上△以下」を「○~△」と表すことがある。
 本発明によれば、基材の一方の面に無機薄膜層を有する水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満の高防湿フィルムを有する高防湿性太陽電池用表面保護材において、真空ラミネーション等の高温処理を経た後も、長期に防湿性が劣化しない優れた表面保護材を提供すること、また、当該太陽電池用表面保護材を用いた耐久性に優れる太陽電池モジュールを提供することができる。
 以下に本発明を更に詳細に説明する。
<表面保護材>
 本発明における太陽電池用表面保護材は、基材の一方の面に無機薄膜層を有する水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満の高防湿フィルムを有する太陽電池用表面保護材であって、前記防湿フィルムの無機薄膜層側に耐候性フィルムを有し、かつ前記防湿フィルムの無機薄膜層の背面に、80℃以上180℃以下の融点を有する背面フィルムを有するものである。
 以下、各構成層について説明する。
(耐候性フィルム)
 本発明の太陽電池用表面保護材には、耐加水分解性や耐光性を備え、長期の耐久性を付与するために、防湿フィルムの無機薄膜層側に耐候性フィルムが積層される。なお、防湿フィルムが基材の両面に無機薄膜層を有する場合には、防湿フィルムの暴露面側に耐候性フィルムを積層する。
 前記耐候性フィルムは、耐候性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)及びポリビニルフルオライド(PVF)等のフッ素樹脂フィルム、或いは、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の樹脂に紫外線吸収剤を混合した樹脂組成物を製膜したものが好ましく用いられる。
 長期耐久性の観点からは、上記樹脂としては、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)がより好ましく用いられる。
 真空ラミネーション時や高温高湿時の温度・湿度変化においてもその特性変化が小さいことが好ましいことから、ポリエチレンナフタレートなどの低収縮性耐候基材が好ましい。また、収縮率が大きいポリエチレンテレフタレートフィルムやフッ素系フィルムの場合は、事前の熱処理による低収縮化等が行われたフィルムを使用することが好ましい。
 長期耐候性とフィルム収縮率のいずれも考慮すると、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂等に紫外線吸収剤を混合した樹脂組成物を製膜して得られたフィルムや、ポリエステル樹脂等の樹脂組成物を製膜して得られたフィルムに紫外線吸収剤を含有する層を設けたフィルムが好ましく用いられる。
 また、太陽電池保護材への使用を考えると可撓性に富み、耐熱性、防湿性、紫外線耐久性に優れる性能を有する耐候性フィルムであることが望ましく、フッ素系フィルムや紫外線吸収剤を含有する耐加水分解性ポリエステルフィルムや耐加水分解性ポリエステルフィルムに紫外線吸収剤を含有する層を設けたフィルムが好ましく用いられる。
 使用する紫外線吸収剤としては、種々の市販品が適用でき、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系など各種タイプのものを挙げることができる。ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2'-カルボキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-ドデシルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-オクタデシルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-ベンジルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-5- クロロベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ-4、4'-ジメトキシベンゾフェノン、2,2'、4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノンなどを挙げることができる。
 ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール化合物であって、例えば、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3-メチル-5-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2- ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどを挙げることができる。またトリアジン系紫外線吸収剤としては、2-[4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-(オクチルオキシ)フェノール、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-(ヘキシルオキシ)フェノールなどを挙げることができる。サリチル酸エステル系としては、フェニルサリチレート、p-オクチルフェニルサリチレートなどを挙げることができる。
 該紫外線吸収剤の添加量は、耐候性フィルム中、通常、0.01~2.0質量%程度であり、0.05~0.5質量%添加することが好ましい。
 上記の紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する耐候安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定化剤が好適に用いられる。ヒンダードアミン系光安定化剤は、紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤と併用することによって著しい相乗効果を示す。
 ヒンダードアミン系光安定化剤としては、コハク酸ジメチル-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{{2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル}イミノ}]、N,N′-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミン-2,4-ビス[N-ブチル-N-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)アミノ]-6-クロロ-1,3,5-トリアジン縮合物、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セパレート、2-(3,5-ジ-tert-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)などを挙げることができる。該ヒンダードアミン系光安定化剤の添加量は、耐候性フィルム中、通常、0.01~0.5質量%程度であり、0.05~0.3質量%添加することが好ましい。
 前記耐候性フィルムの厚さは、一般に20~200μm程度であり、フィルムの取り扱いやすさとコストの点から20~100μmが好ましく、20~50μmがより好ましい。
(防湿フィルム)
 本発明の太陽電池用表面保護材における防湿フィルムとは、防湿性を有するフィルムであって、基材の少なくとも一方の面に無機酸化物等からなる無機薄膜層を少なくとも1層有するフィルムである。
 この無機薄膜層により、湿気の透過による太陽電池の内面側を保護することができる。また、無機薄膜層が高い透明性を有する場合は、上部保護材として用いた際、発電効率の向上を達成できる。
 上記無機薄膜層を有する基材としては、樹脂フィルムが好ましく、その材料としては、通常の太陽電池材料に使用しうる樹脂であれば特に制限なく用いることができる。具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン等の単独重合体または共重合体などのポリオレフィン、環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ナイロン等のポリアミド、エチレン-酢酸ビニル共重合体部分加水分解物(EVOH)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、生分解性樹脂などが挙げられる。これらの中では、熱可塑性樹脂が好ましく、フィルム物性、コストなどの点から、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンがより好ましい。中でも、フィルム物性の点から、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルが特に好ましい。また、基材がポリエチレンテレフタレートフィルムのように収縮率が大きいフィルムの場合には、残留歪が大きくなるため、本発明による効果がより顕著となる。
 また、上記基材は、公知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、フィラー、着色剤、耐候安定剤等の安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤等を含有することができる。紫外線吸収剤及び耐候安定剤としては、耐候性フィルムの説明において挙げたものが使用できる。
 上記基材としての樹脂フィルムは、上記の原料を用いて成形してなるものであるが、基材として用いる際は、未延伸であってもよいし延伸したものであってもよい。
 また、1種以上のプラスチックフィルムが積層されたものであってもよい。
 かかる基材は、従来公知の方法により製造することができ、例えば、原料樹脂を押出機により溶融し、環状ダイやTダイにより押出して、急冷することにより実質的に無定型で配向していない未延伸フィルムを製造することができる。また、多層ダイを用いることにより、1種の樹脂からなる単層フィルム、1種の樹脂からなる多層フィルム、多種の樹脂からなる多層フィルム等を製造することができる。
 この未延伸フィルムを一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、フィルムの流れ(縦軸)方向又はフィルムの流れ方向とそれに直角な(横軸)方向に延伸することにより、一軸方向又は二軸方向に延伸したフィルムを製造することができる。延伸倍率は任意に設定できるが、150℃における熱収縮率が、0.01~5%であることが好ましく、更には0.01~2%であることがより好ましい。中でもフィルム物性の点から、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートの共押出二軸延伸フィルムやポリエチレンテレフタレート及び/又はポリエチレンナフタレートと他のプラスチックの共押出二軸延伸フィルムが好ましい。
 なお、上記基材には、無機薄膜との密着性向上のため、アンカーコート剤を塗布することによりアンカーコート層を設けることが好ましい。アンカーコート剤としては、溶剤性又は水性のポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、変性ビニル樹脂、ビニルアルコール樹脂等のアルコール性水酸基含有樹脂、ビニルブチラール樹脂、ニトロセルロース樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、メチレン基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコーン樹脂等が挙げられる。これらは単独、あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。また、アンカーコート層は必要に応じ、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤等の安定剤、潤滑剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤等を含有することができる。紫外線吸収剤及び耐候安定剤としては、前述の耐候性フィルムの説明において挙げたものが使用できる。該紫外線吸収剤及び/または耐候安定剤が前記した樹脂と共重合したポリマータイプのものも使用することもできる。
 アンカーコート層の形成方法としては、公知のコーティング方法が適宜採択される。例えば、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクタコーター、スプレイを用いたコーティング方法等の方法がいずれも使用できる。また、基材を樹脂液に浸漬して行ってもよい。塗布後は、80~200℃程度の温度での熱風乾燥、熱ロール乾燥などの加熱乾燥や、赤外線乾燥などの公知の乾燥方法を用いて溶媒を蒸発させることができる。また、耐水性、耐久性を高めるために、電子線照射による架橋処理を行う事もできる。また、アンカーコート層の形成は、基材の製造ラインの途中で行う方法(インライン)でも、基材製造後に行う(オフライン)方法でも良い。
 アンカーコート層の厚みは無機薄膜層との密着性の観点から、10~200nmであることが好ましく、10~100nmであることがより好ましい。
 上記無機薄膜層の形成方法としては、蒸着法、コーティング法などの方法がいずれも使用できるが、ガスバリア性の高い均一な薄膜が得られるという点で蒸着法が好ましい。この蒸着法には、物理気相蒸着(PVD)、あるいは化学気相蒸着(CVD)などの方法が含まれる。物理気相蒸着法としては、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどが挙げられ、化学気相蒸着法としては、プラズマを利用したプラズマCVD、加熱触媒体を用いて材料ガスを接触熱分解する触媒化学気相成長法(Cat-CVD)等が挙げられる。
 無機薄膜層を構成する無機物質としては、珪素、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫、ニッケル、チタン、水素化炭素等、あるいはこれらの酸化物、炭化物、窒化物またはそれらの混合物が挙げられるが、好ましくは酸化珪素、酸化アルミニウム、水素化炭素を主体としたダイアモンドライクカーボンである。特に、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウムは、高いガスバリア性が安定に維持できる点で好ましい。
 上記無機薄膜層の厚さは、安定な防湿性能の発現の点から、10~1000nmであることが好ましく、40~1000nmであることがより好ましく、40~800nmが更に好ましく、50~600nmが特に好ましい。無機薄膜層は単層であっても多層であってもよい。
 また、上記基材フィルムの厚さは、一般に5~100μm程度であり、生産性や取り扱いやすさの点から8~50μmが好ましく、12~25μmが更に好ましい。従って、上記防湿フィルムの厚さは、一般に5~100μm程度であり、生産性や取り扱いやすさの点から8~50μmが好ましく、12~25μmが更に好ましい。
 高い防湿性をもった防湿フィルムにおいては、背面フィルムからの応力による防湿性能の劣化が著しいため、本発明における防湿性維持の効果が顕著に表れる。したがって、本発明において、上記防湿フィルムは水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満であり、好ましくは0.05[g/m2・日]以下であり、より好ましくは、0.03[g/m2・日]以下、特に好ましくは0.01[g/m2・日]以下である。
(背面フィルム)
 本発明においては、背面フィルムとして、融点80℃以上180℃以下のフィルム、好ましくは130℃以上180℃以下のフィルムを使用する。
 通常、太陽電池用表面保護材は、耐候性フィルム、防湿フィルム、背面フィルム等の各構成部材をドライラミネーションによる積層工程を経て作成される。該ドライラミネーションでは、耐候性フィルム等のフィルムに溶剤を用いて希釈した接着剤を所定の厚みに塗布し100℃から140℃の範囲での乾燥により溶剤を蒸発させ耐候フィルム等のフィルム上に接着層を形成した後、防湿フィルムの無機薄膜面を接着層側に向けて貼合する。その後、防湿フィルムの背面に上記と同様に溶剤を用いて希釈した接着剤を所定の厚みに塗布し100℃から140℃の範囲での乾燥により溶剤を蒸発させ防湿フィルム上に接着層を形成した後、更に背面フィルム等を貼合し、所定の温度での養生を経て表面保護材を作成する。養生は、通常、30℃から80℃の範囲で1日から1週間行なわれるが、本積層工程において、熱や貼合の張力が各フィルムに作用し表面保護材には残留歪が蓄積される。
 次いで、表面保護材は太陽電池素子や封止材と共に真空ラミネーションにより加熱溶融され一体化され太陽電池に組み込まれる。この真空ラミネーションプロセスは通常130℃から180℃の範囲で行なわれる。
 上記の積層工程において蓄積された残留歪は、太陽電池の高温高湿環境下での使用において各積層界面への応力となって作用する。特に背面フィルムに残留歪が蓄積した場合、高温高湿環境下で無機薄膜層に対して背面からの応力が作用し、無機薄膜層に重大な劣化を生じる。本出願が対象とする水蒸気過率が0.1[g/m2・日]未満の高い防湿性をもった防湿フィルムの場合には、背面フィルムからの応力による無機薄膜層の劣化を要因とする防湿性能の劣化は特に著しい。
 しかしながら、背面フィルムとして真空ラミネーション時の温度付近以下の融点をもつフィルム、すなわち、融点が180℃以下のフィルムを用いることにより、真空ラミネーション工程において、それまでの工程で加えられた力の履歴や熱履歴によって生じた残留歪を低減させることができ、高温高湿環境下における防湿フィルムの無機薄膜層に作用する応力を低下させ、防湿性能の劣化を抑制することができる。前記融点は175℃以下であるのが好ましく、170℃以下であるのがより好ましい。
 背面フィルムの融点の下限値は、真空ラミネーション工程における加圧・加熱により、背面フィルム層の流動が大きくなり膜の均一性が損なわれることを防ぐため、また太陽電池の使用温度80℃~100℃における耐熱性を有するという観点からも80℃であり、好ましくは130℃、より好ましくは140℃、特に好ましくは150℃である。
 該背面フィルムは、防湿フィルムとの間に80℃以上180℃以下の融点を有さない他のフィルムを有さないことが好ましい。
 背面フィルムの厚さはフィルムの取り扱いやすさの点から25μm以上、より好ましくは50μm以上、保護材の部分放電確保の観点から更に厚いことが望まれ、さらに好ましくは90μm以上である。従来、防湿フィルムの背面側に配されるフィルムの総厚みは、表面保護材の部分放電圧を確保するため厚くすることが望まれる。しかし、厚くするほど表面保護材の製造工程で蓄積される残留歪も大きくなり、防湿性能が大きく劣化することから制限されていた。本発明においては、上述の範囲に融点をもつフィルムを背面フィルムとすることにより90μm以上の厚みを有する背面フィルムであっても、防湿性能の劣化を抑え、表面保護材に使用することできる。また、背面フィルムの厚さは経済性から好ましくは300μm以下、より好ましくは250μm以下、さらに好ましくは200μm以下である。なお、融点が80℃以上130℃未満の背面フィルムのような融点が低い背面フィルムの場合、真空ラミネーション工程における加圧・加熱により背面フィルム層の流動が大きくなり膜の均一性が損なわれやすいことから、厚さは100μm以下であるのが好ましく、より好ましくは80μm以下、特に好ましくは50μm以下である。
 なお、前記融点は、実施例に記載の方法により測定された値である。
 以上より、背面フィルムとしては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリ乳酸(PLA)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、酪酢酸セルロース(CAB)、低密度ポリエチレン(LDPE)等のポリエチレン等の樹脂組成物を製膜したものが好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。更に紫外線吸収剤や着色剤を混合した樹脂組成物を製膜したものでもよい。
 前記背面フィルムは、太陽電池用表面保護材への使用を考えると、可撓性に富み、紫外線耐久性、加湿耐久性に優れることが望ましく、主にポリプロピレン(PP)、ポリ乳酸(PLA)、ポリフッ化ビニル(PVF)及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)のいずれか1つ又は複数の樹脂を主成分として含むものが好ましく、これらの樹脂を50質量%以上含有するものであることが好ましい。ここで、「主成分」とは、本発明の効果を妨げない範囲で、他の成分を含むことを許容する趣旨であり、具体的な含有率を制限するものではないが、一般に各フィルム層の構成成分全体を100質量部とした場合、50質量部以上であり、好ましくは65質量部以上、さらに好ましくは80質量部以上であって、100質量部以下の範囲を占める成分を意味する。
 ポリプロピレンを主成分として含む背面フィルムとしては、23℃における弾性率が1000MPa以上、結晶化開始温度が120℃以上である、及び/又は、ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して0.05質量部以上5.0質量部以下の結晶化核剤を含有するポリプロピレン系樹脂フィルムが好ましい。結晶化核剤の含有量が前記範囲内であれば、結晶化核剤による結晶化開始温度の維持効果が十分であり、太陽電池用保護材の良好な外観を実現することができる。結晶化核剤のより好ましい含有量は、ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して0.1質量部以上1.0質量部以下である。
 更に、半溶融状態で高い変形抵抗を発揮することでき、変形し難く外観にシワや突起などの不良を生じない点から、23℃における弾性率は1000MPa以上が好ましく、より好ましくは、1200MPa以上である。
 上記23℃における弾性率は、実施例に記載の方法により測定された値である。
 また、23℃において1000MPa以上の弾性率を達成する方法としては、特に制限はないが、例えば、結晶化核剤を添加しポリプロピレンの結晶化度を増大させる方法やタルクなどの無機剤をポリプロピレンに添加する方法等が挙げられる。
 上記ポリプロピレン系樹脂フィルムを構成するポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体及びエチレン-プロピレンランダム共重合体等の共重合体のいずれも使用できるが、結晶化核剤の添加と合わせ、結晶化開始温度、及び結晶化速度を増大させ、同時に高い弾性率のポリプロピレン系樹脂フィルムを得ることができる観点から、ホモポリプロピレンが好ましい。
 また、本発明において、真空ラミネーション後の冷却工程において、冷却に対して微細な結晶を形成し半溶融状態で高い変形抵抗を発揮し、変形し難く外観にシワや突起などの不良を生じない点から、上記ポリプロピレン系樹脂フィルムの結晶化開始温度は120℃以上であるのが好ましい。上記観点から、該結晶化開始温度は125℃以上であることが好ましく、真空ラミネーション温度以上180℃以下であることがより好ましい。
 なお、ポリプロピレン系樹脂フィルムの結晶化開始温度は実施例に記載の方法で測定された値である。
 結晶化開始温度を120℃以上とする方法としては、例えばポリプロピレンの立体規則性を高めるなどの方法が挙げられるが、結晶化核剤を使用する方法が有効である。結晶化核剤を使用することで、結晶化温度を高めるのみならず、結晶化速度も増加させることにより真空ラミネーション後の冷却過程において、より早くポリプロピレン系樹脂フィルムに他のフィルムの収縮に対する変形抵抗を付与することが可能である。
 本発明において使用しうる結晶化核剤としては結晶化速度を速める造核効果のある有機系物質及び無機系物質を任意に使用できる。有機系核剤の具体例としては、例えば、ジベンジリデンソルビトール系化合物、フォスフェート系化合物が挙げられる。
 前記ジベンジリデンソルビトール系化合物には、ジベンジリデンソルビトール(DBSと略す)、パラ・メチル・DBS、パラ・エチル・DBS、パラ・クロル・DBS等が含まれる。また、前記フォスフェート系化合物には、ビス(2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-6-ヒドロキシ-12H-ジベンゾ[d.g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オキシド)水酸化アルミニウム塩等が含まれる。
 前記以外の有機系核剤としては、有機金属も含み、ジ安息香酸アルミニウム、塩基性ジ・パラ・ターシャリ・ブチル安息香酸アルミニウム、ベータ-ナフトエン酸ソーダ、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ソーダ、コハク酸ソーダ、グルコン酸ソーダ、カプロン酸ソーダ、リン酸2,2-メチレンビス(4,6-ジターシャリ・ブチルフェニル)ソーダ、フタロシアニン、キナクリドン、高融点ポリマー等も使用できる。無機系核剤の具体例としては、例えば、ミョウバン、チタン等が挙げられる。
 上記態様によれば、結晶化核剤を含有しているため、ポリプロピレン系樹脂フィルムの光線反射率を真空ラミネーション後も維持することが可能であり、太陽電池用保護材としてより好ましく用いられる。
 また、ホモポリプロピレンに結晶化核剤を添加することによる結晶化開始温度の増加、結晶化速度の増加により、製造したポリプロピレン系樹脂フィルム中の結晶化度は増加し、また結晶のサイズも大きくなる。これにより同時に高い弾性率のポリプロピレン系樹脂フィルムを得ることができる。更に、より高い弾性率のポリプロピレン系樹脂フィルムを得る為には、反射率を低下させない範囲でポリプロピレン系樹脂フィルムに無機フィラーを添加してもよい。無機フィラーとしてはマイカ、硫酸バリウムなどの白色無機フィラーが使用可能である。
 上記ポリプロピレン系樹脂フィルムは、単層から構成されていても、2層以上の多層からなっていてもよいが、封止材との密着性の確保と本発明で規定される前記弾性率や結晶化開始温度を満足させることの観点から、多層からなることが好ましく、より好ましくは2層からなる。
 真空ラミネーションにおける封止材への密着性を高める観点からは、ポリプロピレン系樹脂フィルムとして、封止材側にエチレン-プロピレンランダム共重合体を含むポリプロピレンからなる層及び上記弾性率と結晶化開始温度を満たすための、ホモポリプロピレンからなる層を含む少なくとも2層の多層ポリプロピレン系樹脂フィルムを用いることが好ましい、この場合、封止材側のエチレン-プロピレンランダム共重合体樹脂層とホモポリプロピレン樹脂層との厚みの比(エチレン-プロピレンランダム共重合体樹脂層/ホモポリプロピレン樹脂層)は、好ましくは(0.01/0.99)~(0.30/0.70)であり、封止材とのより高い密着性を得る為には(0.05/0.95)~(0.25/0.75)であることが好ましい。
 背面フィルムに含有される上記紫外線吸収剤としては、前述の耐候性フィルムに含有される紫外線吸収剤と同様のものが使用できる。また、着色剤としては、酸化チタン、炭酸カルシウムなどが使用できる。
 背面フィルムは、前記融点範囲内であれば、前記融点範囲内の成分のみからなるものであっても、該成分を50質量%以上含むものであってもよい。
 (プラスチックフィルム)
 本発明の太陽電池用表面保護材は、表面保護材の耐電圧性能向上や取り扱い性を向上させる目的で、前記防湿フィルムの無機薄膜層と反対側に前記背面フィルムを介して更にプラスチックフィルムを有することができる。上記プラスチックフィルムとしては、前記背面フィルムと同様のものを用いてもよいが、それ以外のものを使用することもでき、封止材との密着性や反射率の観点から、ポリプロピレン、またはポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましく用いられる。
 また、本発明においては、太陽電池用表面保護材全体の弾性率・剛性を上げるために、上記プラスチックフィルムとして、前述の耐候性フィルムとして例示したポリエステル系フィルムや、フッ素系フィルムを積層して用いることができる。
 上記プラスチックフィルムは、防湿性劣化への影響が少ないこと,封止材への密着層として強度を確保する等の点から、その厚みが好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上である。また、表面保護材の製造工程で蓄積される残留歪をより小さくするために100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。
(表面保護材)
 本発明の太陽電池用表面保護材は、前述したように、防湿フィルムに対し、耐加水分解性や耐光性のために暴露側に耐候性フィルムを、封止材との密着性や耐電圧などを確保する目的で太陽電池セル側に背面フィルムを備えており、更にプラスチックフィルムを備えることができ、暴露側から、耐候性フィルム、防湿フィルム、背面フィルム、(プラスチックフィルム)の順に積層することが好ましい。積層体の層間強度を確保する観点から、耐候性フィルムと防湿フィルム、防湿フィルムと背面フィルムあるいはこれと必要により設けられるプラスチックフィルムとはそれぞれ、接着剤からなる接着層を介して積層されたものであることが好ましい。
 特に、防湿フィルムと前記背面フィルムとを、接着層を介して貼り合わせてなることが好ましい。
 接着剤としては、ポリウレタン系接着剤が好ましく用いられ、接着剤の主剤として具体的には、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、ポリウレタンポリオールあるいはポリエステルポリオールを含む組成物などが挙げられるが、熱安定性、湿度安定性などの観点から、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリウレタンポリオールのうち少なくとも1つを含むものがより好ましい。
 更に、本発明の太陽電池用表面保護材は、後述の封止材を積層してなる封止材・表面保護材一体型であってもよい。予め封止材を積層することにより、真空ラミネーション工程における下部保護シート(裏面保護シート)、封止材、太陽電池素子、封止材、上部保護シート(前面保護シート)それぞれを個々に積層する作業を低減でき、太陽電池モジュール製造の効率化を図ることができる。
 本発明の太陽電池用表面保護材には、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、諸物性(柔軟性、耐熱性、透明性、接着性など)や成形加工性あるいは経済性などをさらに向上させる目的で、例えば、各種エラストマー(オレフィン系、スチレン系など)、カルボキシル基、アミノ基、イミド基、水酸基、エポキシ基、オキサゾリン基、チオール基、シラノール基などの極性基で変性された樹脂および粘着付与樹脂などを含有することができる。背面フィルムは、前記融点範囲を満たす限りにおいて、上記樹脂を含むことができる。
 該粘着付与樹脂としては、石油樹脂、テルペン樹脂、クマロン- インデン樹脂、ロジ系樹脂、またはそれらの水素添加誘導体などが挙げられる。具体的には、石油樹脂としては、シクロペンタジエンまたはその二量体からの脂環式石油樹脂やC9成分からの芳香族石油樹脂があり、テルペン樹脂としてはβ-ピネンからのテルペン樹脂やテルペン-フェノール樹脂が、また、ロジン系樹脂としては、ガムロジン、ウッドロジン等のロジン樹脂、グリセリンやペンタエリスリトール等で変性したエステル化ロジン樹脂などを例示することができる。また、該粘着付与樹脂は主に分子量により種々の軟化温度を有するものが得られるが、軟化温度が100~150℃、好ましくは120~140℃の脂環式石油樹脂の水素添加誘導体が特に好ましく、通常、表面保護材を構成する各フィルムを形成する樹脂組成物を100質量%とした場合、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。
 また、太陽電池用表面保護材には、必要に応じて、前述した紫外線吸収剤や耐候安定剤等の他、種々の添加剤を添加することができる。該添加剤としては、シランカップリング剤、酸化防止剤、光拡散剤、造核剤、顔料(例えば白色顔料)、難燃剤、変色防止剤などが挙げられる。本発明においては、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤が添加されていることが好ましい。また、高度の耐熱性を要求される場合は架橋剤および/または架橋助剤を配合してもよい。
 シランカップリング剤の例としては、ビニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基のような不飽和基、アミノ基、エポキシ基などとともに、アルコキシ基のような加水分解可能な基を有する化合物を挙げることができる。シランカップリング剤の具体例としては、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを例示することができる。本発明においては、接着性が良好であり、黄変などの変色が少ないこと等からγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランやγ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましく用いられる。該シランカップリング剤の添加量は、表面保護材を構成する各フィルム中、通常、0.1~5質量%程度であり、0.2~3質量%添加することが好ましい。また、シランカップリング剤と同様に、有機チタネート化合物などのカップリング剤も使用できる。
 酸化防止剤としては、種々の市販品が適用でき、モノフェノール系、ビスフェノール系、高分子型フェノール系、硫黄系、ホスファイト系など各種タイプのものを挙げることができる。モノフェノール系としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニゾール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノールなどを挙げることができる。ビスフェノール系としては、2,2′-メチレン-ビス-(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2′-メチレン-ビス-(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4′-チオビス-(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4′-ブチリデン-ビス-(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、3,9-ビス〔{1,1-ジメチル-2-{β-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル}2,4,9,10-テトラオキサスピロ〕5,5-ウンデカンなどを挙げることができる。
 高分子フェノール系としては、1,1,3-トリス-(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ビドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス-{メチレン-3-(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキスフェニル)プロピオネート}メタン、ビス{(3,3′-ビス-4′-ヒドロキシ-3′-tert-ブチルフェニル)ブチリックアシッド}グルコールエステル、1,3,5-トリス(3′,5′-ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシベンジル)-s-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)トリオン、トリフェノール(ビタミンE)などを挙げることができる。
 硫黄系としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルチオプロピオネートなどを挙げることができる。
 ホスファイト系としては、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、4,4′-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニル-ジ-トリデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシルホスファイト)、トリス(モノおよび/またはジ)フェニルホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナスレン-10-オキサイド、10-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナンスレン-10-オキサイド、10-デシロキシ-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナンスレン、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6-ジ-tert-メチルフェニル)ホスファイト、2,2-メチレンビス(4,6-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイトなどを挙げることができる。
 本発明においては、酸化防止剤の効果、熱安定性、経済性等からフェノール系およびホスファイト系の酸化防止剤が好ましく用いられ、両者を組み合わせて用いることがさらに好ましい。該酸化防止剤の添加量は、太陽電池用表面保護材を構成する各フィルム中、通常、0.1~1質量%程度であり、0.2~0.5質量%添加することが好ましい。
 本発明に用いられる太陽電池用表面保護材を構成する各フィルムの製膜方法としては、公知の方法、例えば単軸押出機、多軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーなどの溶融混合設備を有し、Tダイを用いる押出キャスト法やカレンダー法等を採用することができ、特に限定されるものではない。本発明においては、ハンドリング性や生産性等の面からTダイを用いる押出キャスト法が好適に用いられる。Tダイを用いる押出キャスト法での成形温度は、用いる樹脂組成物の流動特性や製膜性等によって適宜調整されるが、概ね130~350℃、好ましくは、250~300℃である。各種添加剤は、予め樹脂とともにドライブレンドしてからホッパーに供給しても良いし、予め全ての材料を溶融混合してペレットを作製してから供給しても良いし、添加剤のみを予め樹脂に濃縮したマスターバッチを作製し供給してもかまわない。
 このようにして得られる水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満の高防湿フィルムを使用した本発明の太陽電池用表面保護材は、熱処理前の太陽電池用表面保護材(積層防湿フィルム)の防湿性能である初期防湿性能が水蒸気透過率で好ましくは0.1[g/m2・日]以下であり、より好ましくは、0.05[g/m2・日]以下である。本発明の太陽電池用表面保護材は、優れた防湿性能を要求される電子デバイスの表面保護材等として使用されることが可能であり、初期防湿性能に優れる積層防湿フィルムを用いることで、より顕著に本発明の効果を示すことができ好ましい。また、その防湿性能は、120℃、湿度100パーセント、32時間のプレッシャークッカー試験後の劣化度が、積層防湿フィルムの初期水蒸気透過率に対し20以下であることが好ましく、より好ましくは、15以下である。
 さらに、接着剤としてポリウレタン系接着剤を使用する場合には、高温高湿下で接着剤が熱分解すると、カルボン酸や水酸基が生成し、これらの官能基が無機薄膜層と化学結合を形成し、無機薄膜層の劣化を引き起こすと考えられる。そこでポリウレタン系接着剤の主剤に含まれるポリオールとしては、熱分解しやすいポリエステルポリオールより、耐熱性に優れたポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリアクリルポリオール、ポリウレタンポリオールなどが好ましい。
 尚、本発明において、上記プレッシャークッカー試験後の防湿性(水蒸気透過率)の劣化度は、初期水蒸気透過率(a)とプレッシャークッカー試験後の水蒸気透過率(b)において、[(b-a)/a]で表される。
 本発明の太陽電池用表面保護材の初期防湿性能とは、部材が真空ラミート条件などの高温度の熱履歴を受ける前の防湿性能をいい、熱による防湿性能低下が起こる前の値を意味する。よって、製造直後から熱処理前までの経時的な変化を含むものである、例えば、130~180℃で10分~40分行われる熱ラミネーション処理等の熱処理が行われていない状態での防湿性能の値を意味する。なお、初期水蒸気透過率についても、「初期」の意味は上記と同じである。
 防湿性能は、JIS Z0222「防湿包装容器の透湿度試験方法」、JIS Z0208「防湿包装材量の透湿度試験方法(カップ法)」の諸条件に準じ評価することができる。
 また、本発明の表面保護材の層間強度は、120℃、湿度100%、32時間のプレッシャークッカー試験後の値が4N/15mm以上となることが好ましい。上記層間強度は、より好ましくは7.0mm以上、更に好ましくは7.3mm以上であり、7.5N/15mm以上であることが更に好ましく、さらには8N/15mm以上であることがより好ましい。特に、太陽電池モジュールを製造するための高温高湿処理した後でも、好ましくは4N/15mm以上、より好ましくは7.0mm以上、更に好ましくは7.3mm以上であり、7.5N/15mm以上であることが特に好ましい。
 なお、層間強度は、実施例に記載の方法により測定された値である。
(表面保護材の製法)
 本発明の太陽電池用表面保護材は、その製法は特に限定されないが、例えば、上述の製膜された各フィルムをポリウレタン系接着剤を用いて、100~140℃の温度で接着剤を乾燥させ、0~80℃の温度下、ドライラミネートにより貼り合わせて製造することができる。この場合、接着剤を十分飽和架橋度に到達させる観点から、得られた積層体は30~80℃の温度で、1~7日間養生を行うことが好ましい。こうして得られる本発明の表面保護材は、ドライラミネート工程を経ても、防湿性および層間強度が劣化しない柔軟性と防湿性に優れたものとなる。
 また、本発明の太陽電池用表面保護材は、耐候性や防湿性の他、耐部分放電特性を有することが好ましい。具体的には、表面保護材が絶縁破壊に至るまでの耐電圧を測定する耐部分放電試験において、太陽電池保護材として700~1000Vの耐電圧を有することが好ましい。
 表面保護材の厚みは、特に限定されるものではないが、通常、100~400μm程度であり、好ましくは100~300μm程度であり、より好ましくは140~300μm程度あり、更に好ましくは180~260μm程度であり、シート状で用いられる。
 表面保護材が上記耐電圧特性を達成するためには、要求される耐電圧によるが、通常表面保護材の厚みが180~230μmであることが好ましい。そのために、各層それぞれの厚みは任意であるが、例えば、比較的高価な耐候性フィルム、防湿フィルムはそれぞれ10~50μm、接着剤は4~10μm、背面フィルムは50~100μm、プラスチックフィルムは50~150μmとする構成が挙げられ、また防湿フィルムの生産性とドライラミネーション工程の生産性の観点から、それぞれ耐候性フィルム、防湿フィルムは12~30μm、接着剤は4~8μm、背面フィルムは50~100μm、プラスチックフィルムは70~120μmとする構成が挙げられる。
<太陽電池モジュール、太陽電池の製造方法>
 本発明の表面保護材は、そのまま、あるいはガラス板等と貼り合わせて太陽電池用表面保護部材として用いることができる。本発明の表面保護材を用いて本発明の太陽電池モジュール及び/又は太陽電池を製造するには、公知の方法により、作成すれば良い。
 本発明の表面保護材を太陽電池用上部保護材、下部保護材等の表面保護部材の層構成に使用し、太陽電池素子を封止材とともに固定することにより太陽電池モジュールを製作することができる。このような太陽電池モジュールとしては、種々のタイプのものを例示することができる。例えば、上部保護材(本発明の表面保護材)/封止材(封止樹脂層)/太陽電池素子/封止材(封止樹脂層)/下部保護材の構成のもの、上部保護材/封止材(封止樹脂層)/太陽電池素子/封止材(封止樹脂層)/下部保護材(本発明の表面保護材)の構成のもの、下部保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止材と上部保護材(本発明の表面保護材)を形成させるような構成のもの、上部保護材(本発明の表面保護材)の内周面上に形成させた太陽電池素子、例えばフッ素樹脂系護材上にアモルファス太陽電池素子をスパッタリング等で作製したものの上に封止材と下部保護材を形成させるような構成のものなどを挙げることができる。上記上部保護材として本発明の表面保護材の外側にガラス板を貼り合わせることは任意である。なお、前述の封止材・表面保護材一体型の表面保護材を用いる場合は、上記の封止材は用いなくてもよい場合がある。
 太陽電池素子としては、例えば、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、ガリウム-砒素、銅-インジウム-セレン、カドミウム-テルルなどのIII-V族やII-VI族化合物半導体型、色素増感型、有機薄膜型等が挙げられる。
 本発明の表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュールを構成する各部材については、特に限定されるものではないが、封止材としては、例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体を挙げることができる。本発明の表面保護部材以外の上部保護部材及び下部保護材としては、金属等の無機材料や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単層もしくは多層のシートであり、例えば、錫、アルミ、ステンレスなどの金属、ガラス等の無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの単層もしくは多層の保護材を挙げることができる。上部および/又は下部の保護材の表面には、封止材や他の部材との接着性を向上させるためにプライマー処理やコロナ処理など公知の表面処理を施すことができる。
 本発明の表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュールを既述した上部保護材(本発明の表面保護材)/封止材/太陽電池素子/封止材/下部保護材のような構成のものを例として説明する。太陽光受光側から順に、本発明の表面保護材、封止樹脂層、太陽電池素子、封止樹脂層、下部保護材が積層されてなり、さらに、下部保護材の下面にジャンクションボックス(太陽電池素子から発電した電気を外部へ取り出すための配線を接続する端子ボックス)が接着されてなる。太陽電池素子は、発電電流を外部へ電導するために配線により連結されている。配線は、バックシートに設けられた貫通孔を通じて外部へ取り出され、ジャンクションボックスに接続されている。
 太陽電池モジュールの製造方法としては、公知の製造方法が適用でき、特に限定されるものではないが、一般的には、上部保護材、封止材、太陽電池素子、封止材、下部保護材の順に積層する工程と、それらを真空吸引し加熱圧着する工程を有する。また、バッチ式の製造設備やロール・ツー・ロール式の製造設備なども適用することができる。具体的には上部保護材、封止材、太陽電池素子、封止材、下部保護材を、常法に従って、真空ラミネーターで、好ましくは130~180℃、より好ましくは130~150℃、脱気時間2~15分、プレス圧力0.5~1atm 、プレス時間が好ましくは8~45分、より好ましくは10~40分で加熱加圧圧着することにより容易に製造することができる。
 本発明の表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュールは、適用される太陽電池のタイプとモジュール形状により、モバイル機器に代表される小型太陽電池、屋根や屋上に設置される大型太陽電池など屋内、屋外に関わらず各種用途に適用することができる。
 以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例及び比較例により本発明は制限を受けるものではない。なお、種々の物性の測定および評価は次のようにして行った。
(物性測定)
(1)背面フィルムの結晶融解ピーク温度(融点、Tm)
 ティー・エイ・インスツルメント(株)製の示差走査熱量計Q20を用いて、JISK7121に準じて、試料約10mgを加熱速度10℃/分で-40℃から200℃まで昇温し、融解ピークを確認,200℃で1分間保持した後、冷却速度10℃/分で-40℃まで降温し、再度、加熱速度10℃/分で200℃まで昇温した時に測定されたサーモグラムから結晶融解ピーク温度の中で最大ピークを(Tm)(℃)融点とした。なお、ポリエステルなど融点が200℃を超え融解ピークが観測されない場合は、昇温上限温度を300℃とし、その後同様な測定を行なった。
(2)結晶化開始温度
 示差走査熱量計を用いて、JIS K7121に準じて、測定フィルム試料約10mgを加熱速度10℃/分で-40℃から200℃まで昇温し、融解ピークを確認、200℃で1分間保持した後、冷却速度10℃/分で-40℃まで降温した時に測定されたサーモグラムの中で最大のピークの開始温度(Tc)(℃)を結晶化開始温度とした。なお、ポリエステルなど融点が200℃を超え融解ピークが観測されない場合は、昇温上限温度を300℃とし、その後同様な測定を行った。
(3)弾性率
 JIS K6734:2000に基づき、平行部幅10mm、長さ40mmの引張試験ダンベルに成形し、JIS K7161:1994に準拠して引張試験を行い、測定された値を弾性率とした。
 (4)プレッシャークッカー試験
 トミー精工社製プレッシャークッカー試験LSK-500を用い、120℃、湿度100パーセント、32時間の試験条件で実施した。
 (5)防湿フィルム及び表面保護材の防湿性能
 防湿フィルムの防湿性能は、防湿フィルム作成後、一週間40℃保管後の時点における水蒸気透過率として、以下の手法で測定した。また、表面保護材については、各構成フィルムを貼合し、養生した後の表面保護材の測定値を初期水蒸気透過率とし、当該養生後に、ガラス,封止材,表面保護材(防湿フィルムの背面側が封止材側)を積層し、150℃で30分の条件での熱処理を行い、次にプレッシャークッカー試験を行った後の表面保護材の水蒸気透過率をプレッシャークッカー試験後の防湿性の値とした。
 具体的には、JIS Z 0222「防湿包装容器の透湿度試験方法」、JIS Z 0208「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」の諸条件に順じ、次の手法で評価した。
 透湿面積10.0cm×10.0cm角の各試料を2枚用い、吸湿剤として無水塩化カルシウム約20gを入れ四辺を封じた袋を作製し、その袋を温度40℃相対湿度90%の恒温恒湿装置に入れ、72時間以上の間隔でおよそ200日目まで質量測定し、4日目以降の経過時間と袋質量との回帰直線の傾きから水蒸気透過率(g/m2・日)を算出した。水蒸気透過率劣化度は、[(プレッシャークッカー試験後の水蒸気透過率-初期水蒸気透過率)/初期水蒸気透過率]により算出した。
(6) 表面保護材の層間強度測定
 上述のとおり、養生後の表面保護材に150℃で30分の条件での熱処理を行い、プレッシャークッカー試験後に、測定幅15mmの短冊状に切り出し、引っ張り試験機ORIENTIC製STA-1150を用いて300mm/minで耐候性フィルムと防湿フィルムの層間ラミネート強度(N/15mm)を測定した。
 (7)耐熱性
 厚み3mmの白板ガラス(サイズ;縦75mm、横25mm)2枚の間に表面保護材を重ね、真空プレス機を用いて、150℃、15分の条件で積層プレスした試料を作製し、該試料を100℃の恒温槽内で60度に傾斜して設置し500時間経過後の状態を観察し、下記の基準で評価した。
(○)ガラスが初期の基準位置からずれなかったもの
(×)ガラスが初期の基準位置からずれたり、シートが溶融したもの
 なお、本実施例において、表面保護材の耐熱性は、上記の初期水蒸気透過率と同様、各構成フィルムを貼合し、養生した後の表面保護材についての測定値である。
(構成フィルム)
<耐候性フィルム>
A-1:アルケマ社製ポリフッ化ビニリデン(PVDF)系フィルムKynar 302-PGM-TR(厚み:30μm)を使用した。
<防湿フィルム>
防湿フィルムB-1
 基材フィルムとして、厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン製、「Q51C12」)を用い、そのコロナ処理面に、下記のコート液を塗布乾燥して厚さ0.1μmのコート層を形成した。
 次いで、真空蒸着装置を使用して1.33×10-3Pa(1×10-5Torr)の真空下でSiOを加熱蒸発させ、コート層上に厚さ50nmのSiOx(x=1.5)無機薄膜層を有する防湿フィルムB-1を得た。作成した防湿フィルムB-1の防湿性能は0.01[g/m2・日]であった。
コート液
 日本合成(株)製「ゴーセノール」(ケン化度:97.0~98.8mol%、重合度:2400)のポリビニルアルコール220gをイオン交換水2810gに加え加温溶解した水溶液に、20℃で攪拌しながら35%塩酸645gを加えた。次いで、10℃でブチルアルデヒド3.6gを攪拌しながら添加し、5分後に、アセトアルデヒド143gを攪拌しながら滴下し、樹脂微粒子を析出させた。次いで、60℃で2時間保持した後、液を冷却し、炭酸水素ナトリウムで中和し、水洗、乾燥し、ポリビニルアセトアセタール粉末(アセタール化度75mol%)を得た。
 また、架橋剤としてイソシアネート樹脂(住友バイエルウレタン(株)製「スミジュールN-3200」)を用い、水酸基に対するイソシアネート基の当量比が1:2になるように混合した。
防湿フィルムB-2
 厚さ12μmのポリエチレンテレフタレートフィルムにシリカを蒸着した三菱樹脂製テックバリアLXを使用した。また上述の方法で測定した防湿性は0.2[g/m2・日]であった。
<接着剤と接着剤塗液>
接着剤塗液1
 ポリウレタンポリオール成分を含む主剤としてロックペイント株式会社製HD1013を使用し、脂肪族系のヘキサメチレンジイソシアナート成分を含む硬化剤としてロックペイント株式会社製H62を使用し、質量比で10:1となるように混合し、固形分濃度が30質量%となるように酢酸エチルで希釈して接着剤塗液1を調製した。
接着剤塗液2
 三井化学ポリウレタン(株)製、商品名:A1102、脂肪族系のヘキサメチレンジイソシアナート成分を含む硬化剤として三井化学ポリウレタン株式会社製A3070を使用し、質量比で16:1となるように混合し、固形分濃度が30質量%となるように酢酸エチルで希釈して接着剤塗液2を調製した。
<背面フィルム>
下記背面フィルムC-1~C-16を作成し、両面に常法に従って、コロナ放電処理を施してコロナ処理面を形成した。
背面フィルムC-1及びC-2
 アイソタクチックポリプロピレンに、白色化剤としての酸化チタン(8質量%)と紫外線吸収剤としての超微粒子酸化チタン(粒子径、0.01~0.06μm、3質量%)とを添加し、十分に混練してポリプロピレン樹脂組成物を調製し、次いで、該ポリプロピレン樹脂組成物を押出機で押し出して、厚さ50μmの無延伸ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム(C-1)、及び厚さ90μmの無延伸ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム(C-2)をそれぞれ製造した。
背面フィルムC-3
 アルケマ社製ポリフッ化ビニリデン(PVDF)系フィルム(Kynar 302-PGM-TR、厚み30μm)をC-3として使用した。
背面フィルムC-4
 三菱樹脂(株)製ポリ乳酸(PLA)樹脂フィルム(エコロージュS、厚み25μm)をC-4として使用した。
背面フィルムC-5、C-6
 低密度ポリエチレン樹脂に、所要の添加剤を添加し、十分に混練して低密度ポリエチレン樹脂組成物を調製し、次いで、該低密度ポリエチレン樹脂組成物を押出機で押し出して、厚さ50μmの無延伸低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂フィルム(C-5)、厚さ100μmの無延伸低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂フィルム(C-6)をそれぞれ製造した。
背面フィルムC-7
 ホモポリプロピレンを使用し、ホモポリプロピレンに結晶化核剤マスターバッチとして日本ポリプロ(株)製 MBN05A(2.8質量%)、白色化剤としての酸化チタン(8質量%)を添加し、十分に混練してホモポリプロピレン樹脂組成物を調製した。当該樹脂組成物においてホモポリプロピレン100質量部に対して結晶化核剤の含有量は0.15質量%である。次いで、該ホモポリプロピレン樹脂組成物とエチレンプロピレンランダム共重合体樹脂とを押出機で層厚み比0.1:0.8:0.1(ホモポリプロピレン樹脂層が中心層、エチレンプロピレンランダム共重合体樹脂層が両外層)で多層押し出して、厚さ190μmの無延伸ポリプロピレン樹脂フィルムを製造した。該フィルムの弾性率は1250MPa、結晶化開始温度は131℃であった。該フィルムを背面フィルムC-7として使用した。
背面フィルムC-8、C-9、C-10
 三菱樹脂(株)製ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(ダイアホイルT-100)厚み50μm(C-8)、厚み100μm(C-9)、及び厚み188μm(C-10)をそれぞれ使用した。
背面フィルムC-11
 耐加水分解性ポリエステルフィルムとして、三菱樹脂(株)製耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(P100、厚み50μm)をC-11として使用した。
背面フィルムC-12
 三菱樹脂(株)製ポリアミド(PA)6フィルム(サントニールSNR、厚み25μm)をC-12として使用した。
背面フィルムC-13
 旭硝子(株)製エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)(アフレックス50N 1250NT、厚み50μm)をC-13として使用した。
背面フィルムC-14
 帝人デュポン(株)製、二軸延伸ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム(Q51C25、厚み25μm)をC-14として使用した。
背面フィルムC-15、C-16
 三井デュポンポリケミカル(株)製エバフレックスEV150(EVA) 38μmを背面フィルムC-15として使用した。また、該エバフレックスEV150を3枚使用し、それぞれ片面側を70℃に加熱して熱融着させ厚み114μmの背面フィルムC-16を作成した。
 以上、C-1~C-16の構成、厚み及び融点の値を表1にまとめて示す。
<プラスチックフィルム>
 プラスチックフィルムとして、三菱樹脂(株)製ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(ダイアホイルT-100)厚み100μmを使用した。
<封止材>
 EVA封止材として福斯特(株)製、商品名:FIRSTEVA F806(厚み:500μm)を使用した。
実施例1
 耐候性フィルムA-1に接着剤塗液1を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルムB-1の無機薄膜層を接着剤面に向けて張力約80N/mドライラミネートによって貼合した。
 その後無機薄膜層と反対側に接着剤塗液1を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、背面フィルムC-1のコロナ処理面を貼合後、40℃×5日間養生し、厚み104μmの表面保護材D-1を作成した。ガラス、封止材、表面保護材D-1の順(封止材側が背面フィルム)に積層し150℃、15分の条件で真空ラミネートを行い、その後プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
実施例2
 実施例1の背面フィルムC-1をC-2としたこと以外は実施例1と同様にして厚み144μmの表面保護材D-2を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
実施例3
 実施例1の背面フィルムC-1をC-3としたこと以外は実施例1と同様にして厚み84μmの表面保護材D-3を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
実施例4
 実施例1の背面フィルムC-1をC-4としたこと以外は実施例1と同様にして厚み79μmの表面保護材D-4を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
実施例5
 三菱樹脂(株)製ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(ダイアホイルT-100)厚み100μmの一方の面に接着剤塗液1を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、背面フィルムC-2の一方のコロナ処理面を接着剤面に向けてドライラミネートによって貼合した。
 耐候性フィルムA-1に接着剤塗液1を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルムB-1の無機薄膜層を接着剤面に向けて張力約80N/mドライラミネートによって貼合した。
 次に該無機薄膜層と反対側に接着剤塗液1を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、背面フィルムC-2の他方のコロナ処理面を貼合後、40℃×5日間養生し、厚み250μmの表面保護材D-5(耐候性フィルムA-1/防湿フィルムB-1/背面フィルムC-2/PETフィルム)を作成した。ガラス、封止材、表面保護材D-5の順(封止材側がPETフィルム)に積層し150℃、15分の条件で真空ラミネートを行い、その後プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
実施例6
 実施例1の背面フィルムC-1をC-5としたこと以外は実施例1と同様にして厚み104μmの表面保護材D-6を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
実施例7
 実施例1の背面フィルムC-1をC-6としたこと以外は実施例1と同様にして厚み154μmの表面保護材D-7を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
実施例8
 耐候性フィルムA-1に接着剤塗液2を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルムB-1の無機薄膜層を接着剤面に向けて張力約80N/mドライラミネートによって貼合した。
 次に後無機薄膜層と反対側に接着剤塗液2を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、背面フィルムC-7のコロナ処理面を貼合後、40℃×5日間養生し、厚み244μmの表面保護材D-8を作成した。ガラス、封止材、表面保護材D-8の順(封止材側が背面フィルム)に積層し150℃、15分の条件で真空ラミネートを行い、その後プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
比較例1
 実施例1の背面フィルムC-1をC-8としたこと以外は実施例1と同様にして厚み104μmの表面保護材D-9を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
比較例2
 実施例1の背面フィルムC-1をC-9としたこと以外は実施例1と同様にして厚み154μmの表面保護材D-10を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
比較例3
 実施例1の背面フィルムC-1をC-10としたこと以外は実施例1と同様にして厚み242μmの表面保護材D-11を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
比較例4
 実施例1の背面フィルムC-1をC-11としたこと以外は実施例1と同様にして厚み104μmの表面保護材D-12を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。
比較例5
 実施例1の背面フィルムC-1をC-12としたこと以外は実施例1と同様にして厚み79μmの表面保護材D-13を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。
比較例6
 実施例1の背面フィルムC-1をC-13としたこと以外は実施例1と同様にして厚み104μmの表面保護材D-14を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。
比較例7
 実施例1の背面フィルムC-1をC-14としたこと以外は実施例1と同様にして厚み79μmの表面保護材D-15を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。
比較例8
 実施例1の背面フィルムC-1をC-15としたこと以外は実施例1と同様にして厚み92μmの表面保護材D-16を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
比較例9
 実施例1の背面フィルムC-1をC-16としたこと以外は実施例1と同様にして厚み168μmの表面保護材D-17を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。また、耐熱性を評価した。結果を表3に示す。
参考例1
 実施例1の防湿フィルムB-1をB-2としたこと以外は実施例1と同様にして厚み104μmの表面保護材D-18を作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。
参考例2
 比較例2の防湿フィルムB-1をB-2としたこと以外は比較例2と同様にして厚み154μmの表面保護材D-19作成し、真空ラミネート後、プレッシャークッカー試験を実施し、層間強度、防湿性を測定した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 以上のように、基材の一方の面に無機薄膜層を有する水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満の高防湿フィルムを有する高防湿性太陽電池用表面保護材であって、前記防湿フィルムの無機薄膜層と反対側に融点が特定範囲内である背面フィルムを有する実施例1~8の表面保護材は、真空ラミネーション工程における熱処理がなされた後も防湿性能が長期に保持されるものであることがプレッシャークッカー試験による評価から明らかとなった。また、実施例1~8の表面保護材は、当該熱処理がなされても十分な層間強度を長期に有するものであることが分かった。特に、背面フィルムに加え、プラスチックフィルムを有する実施例5については、高熱処理後の防湿性能がより保持されるものであった。
 これに対し、防湿フィルムの背面側に融点が特定範囲外であるフィルムを配した比較例1~7については、真空ラミネーション工程における熱処理後の長期防湿性能が著しく低下することが明らかとなった。なお、初期の防湿性能が低い参考例1及び2は防湿性能の劣化度が小さく、実施例との比較から初期防湿性能が高いほど防湿性能の劣化度が大きくなることを示したものである。
 このように、本発明における高防湿性太陽電池用表面保護材は、特に防湿性能の劣化が生じやすい高防湿性フィルムにおける防湿性維持の効果を顕著に有していることが明らかとなった。したがって、これを太陽電池用モジュールに用いることにより、太陽電池セルへの湿気の到達や表面保護材自体の劣化を顕著に抑えることができることから太陽電池モジュールの耐久性を顕著に向上させることが可能である。

Claims (15)

  1.  基材の一方の面に無機薄膜層を有し水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]未満である防湿フィルムを有する太陽電池用表面保護材であって、
    前記防湿フィルムの無機薄膜層側に耐候性フィルムを有し、かつ
    前記防湿フィルムの無機薄膜層と反対側に、融点が80℃以上180℃以下である背面フィルムを有する
    ことを特徴とする太陽電池用表面保護材。
  2.  前記防湿フィルムの水蒸気透過率が0.05[g/m2・日]以下である請求項1に記載の太陽電池用表面保護材。
  3.  前記防湿フィルムの水蒸気透過率が0.01[g/m2・日]以下である請求項1に記載の太陽電池用表面保護材。
  4.  前記背面フィルムの融点が130℃以上180℃以下である請求項1~3のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  5.  前記背面フィルムの厚みが25μm以上300μm以下である請求項1~4のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  6.  前記背面フィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリフッ化ビニル及びポリフッ化ビニリデンから選ばれる少なくとも1種の樹脂を主成分として含む請求項1~5のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  7.  前記背面フィルムが、ポリプロピレンを主成分とし、かつ23℃における弾性率が1000MPa以上、結晶化開始温度が120℃以上であるポリプロピレン系樹脂フィルムである請求項1~5のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  8.  前記背面フィルムが、ポリプロピレンを主成分とし、かつポリプロピレン100質量部に対して0.05質量部以上5.0質量部以下の結晶化核剤を含有するポリプロピレン系樹脂フィルムである請求項1~5及び7のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  9.  前記ポリプロピレンが主にホモポリプロピレンである請求項6~8のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  10.  前記ポリプロピレン系樹脂フィルムが多層からなる請求項7~9のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  11.  前記基材がポリエステル系樹脂フィルムである請求項1~10のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  12.  前記防湿フィルムと前記背面フィルムの間に接着層を有する請求項1~11のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  13.  前記防湿フィルムの無機薄膜層と反対側に前記背面フィルム及びプラスチックフィルムをこの順に有する請求項1~12いずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  14.  更に封止材を積層して有する請求項1~13のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材。
  15.  請求項1~14のいずれかに記載の太陽電池用表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュール。
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