WO2013065811A1 - 太陽電池モジュール用裏面保護シートおよび太陽電池モジュール - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a back protective sheet for a solar cell module and a solar cell module in which a plurality of solar cell elements are enclosed.
- a solar cell module has a plurality of plate-like solar cell elements arranged. These solar cell elements are sandwiched between ethylene-vinyl acetate copolymers called sealing materials, and a front plate made of glass or the like is placed on the side exposed to sunlight.
- the back surface protection sheet for solar cell modules (hereinafter abbreviated as back surface protection sheet) having weather resistance and moisture resistance is superimposed on the opposite side in this order. And it is integrally molded by a vacuum heating lamination method or the like.
- This back surface protection sheet for solar cell modules protects solar cell elements and sealing materials, protects solar cell elements from external mechanical shocks and pressures, and prevents moisture penetration. Various functions are required such as preventing deterioration.
- the color on the light receiving surface side of the back surface protection sheet may be black in order not to impair the outdoor appearance when the solar cell module is installed.
- carbon black which has a high coloring power and is inexpensive, is used as a black pigment for the layer on the light receiving surface side.
- carbon black when carbon black is used, not only the visible light region but also the light in the infrared region is absorbed, so the temperature of the back surface protection sheet rises, and as a result, the entire solar cell module becomes high temperature.
- the electrical conversion efficiency is likely to decrease as the temperature of the solar cell element increases, it is not desirable that the temperature of the entire solar cell module increases.
- the temperature of the back surface protection sheet rises.
- the temperature of the back surface protection sheet further rises by absorbing the reflected light of sunlight from the ground or roof, so the back surface protection sheet A white resin layer was provided on the outermost layer in order to reflect the reflected light.
- Patent Document 1 proposes a back surface protection sheet that does not lower the electrical conversion efficiency even if the color of the light receiving surface side of the back surface protection sheet is black.
- the layer in contact with the sealant layer of the back surface protective sheet is a layer containing a perylene black pigment that is less likely to absorb infrared rays than carbon black, and further has a reflectance of light having a wavelength of 700 to 1200 nm.
- a back protective sheet characterized by providing a layer of 60 to 100%. By doing so, the light having a wavelength of 700 to 1200 nm that is transmitted without being absorbed by the layer containing the perylene black pigment is reflected by the layer having a reflectance of 60 to 100% at the wavelength, thereby increasing the temperature. It is described that the effect of improving the electrical conversion efficiency is suppressed.
- the back surface protective sheet having the above-described configuration when used, there is a problem in that part of light in the infrared region having a wavelength of 700 nm or more is absorbed by the layer containing the perylene black pigment, resulting in an increase in temperature. Further, since the perylene black pigment is an organic pigment, when it is used in a solar cell module, the light resistance, heat resistance, chemical resistance and weather resistance are not sufficient.
- the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, does not impair the appearance with almost the same color as the solar cell element, and further reflects the infrared rays reaching the back surface protection sheet, so that the back surface protection sheet is heated to a high temperature. It aims at providing the back surface protection sheet which can prevent the fall of electrical conversion efficiency, and a solar cell module using the same.
- the present inventors contain Fe, Co, Al, and one or more metal elements selected from Li, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Mn, Zn, Sn, Zr, Si, and Cu. It has been found that a protective sheet for a solar cell module comprising a black resin layer containing a black pigment made of a complex oxide can prevent the solar cell module from becoming high temperature and can prevent a decrease in electrical conversion efficiency. The present invention has been completed.
- a back protective sheet for a solar cell module comprising a black resin layer containing a black pigment made of a complex oxide containing an element.
- the present invention also includes (2) a back surface protection sheet for solar cell modules according to (1), wherein the back surface protection sheet has a single-layer structure composed of the black resin layer; (3) adjacent to the black resin layer.
- the back surface protection sheet for solar cell modules according to (1) further including a reflective layer that reflects light having a wavelength of 700 to 2500 nm; and (4) the black resin layer and the reflective layer are coextruded.
- stacked by the method is provided.
- the present invention further provides (5) a solar cell module including a power generating element protected by the back surface protective sheet of any one of (1) to (4) above.
- the back surface protective sheet of the present invention has an extremely high average reflectance of light in the infrared region with a wavelength of 780 to 2500 nm as compared with conventionally used carbon black, and the back surface protective sheet does not have a high temperature and has an electric conversion efficiency. It has the effect that a fall can be prevented. Furthermore, the back surface protective sheet of the present invention is superior in hydrolysis resistance and has good weather resistance over a long period of time compared to the carbon black-containing back surface protective sheet.
- a solar cell module (1) constituting a solar cell includes a front plate (2) such as glass, a power generation element (including wiring and electrodes) (3), and this power generation element ( 3) a sealing material (4) for sealing, and a back surface protection sheet (5) for covering and protecting the sealing material (4) and then the power generating element (3).
- An ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA) film as a sealing material (EVA) film, a power generation element, an EVA film, and a moisture-proof back surface protection sheet are stacked in this order on the glass (such as glass), and hot-pressed while degassing under reduced pressure. The EVA film is melted to seal the power generation element, and the sealing material is covered and protected with a back surface protection sheet to give durability and weather resistance to the power generation element and the solar cell module.
- EVA ethylene-vinyl acetate copolymer resin
- the back surface protective sheet of the present invention contains Fe, Co, and Al, and further includes one or more metal elements selected from Li, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Mn, Zn, Sn, Zr, Si, and Cu.
- a black resin layer containing a black pigment made of a complex oxide containing is provided.
- the black resin layer is a layer provided to reflect light in the infrared region with a wavelength of 780 to 2500 nm.
- the average reflectance in the infrared region with a wavelength of 780 to 2500 nm is 15% or more, and the light that has not been reflected is Permeates with little absorption.
- the back surface protection sheet itself is difficult to absorb light in the infrared region with a wavelength of 780 to 2500 nm. Can prevent the entire solar cell module from becoming hot. As a result, it contributes to preventing a decrease in electrical conversion efficiency. In addition, by reflecting light in the infrared region with a wavelength of 780 to 2500 nm, it is possible to increase the electrical conversion efficiency by effectively using the light energy that was originally lost. Furthermore, the weather resistance of the solar cell module is increased.
- the content of Fe in the black pigment is preferably 10 to 90 mol% with respect to all metal elements in the black pigment.
- the content of Co in the black pigment is preferably 1.0 to 70 mol% with respect to all metal elements in the black pigment.
- the content of Al in the black pigment is preferably 1.0 to 70 mol% with respect to all the metal elements in the black pigment.
- the content of Fe in the black pigment is more preferably 10 to 80 mol%, still more preferably 10 to 50 mol%, based on the total metal elements in the black pigment, and the Co content Is more preferably from 3.0 to 60 mol%, and even more preferably from 5.0 to 50 mol%, based on the total metal elements in the black pigment, and the content of Al is the total metal elements in the black pigment More preferably, it is 3.0 to 68 mol%, and more preferably 5 to 65 mol%.
- the content of one or more metal elements selected from Li, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Mn, Zn, Sn, Zr, Si and Cu is 2 to 80 mol%.
- the total content of Fe, Co, and Al in the black pigment is preferably 20 to 98 mol%, more preferably 30 to 95 mol%, and even more in terms of a molar ratio with respect to all metal elements in the black pigment. Preferably, it is 40 to 95 mol%.
- the total content of Fe, Co and Al of the black pigment having infrared reflectivity according to the present invention is within the above range, the lightness (L * ) is 30 or less, and the black pigment has high blackness.
- the average particle size of the black pigment is preferably 0.02 to 5.0 ⁇ m.
- the black pigment can be produced by a known method. For example, by a solid phase method in which various raw materials are mixed and fired, or a wet method in which alkali is added to an aqueous solution containing the metal salt to form various hydroxide precipitates, which are then washed, dried, and fired. A black pigment can be obtained.
- the solar reflectance of the black pigment is preferably 16% or more from the viewpoint of the effect of suppressing the temperature rise due to sunlight of the back protective sheet produced using the black pigment.
- the content of the black pigment is preferably 0.5 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of the black resin layer.
- the blackness of the black resin layer is enhanced and light in the infrared region can be sufficiently reflected.
- the content of the black pigment is 30 parts by weight or less, the obtained back surface protection sheet is excellent in strength and extrudability.
- the black pigment content is more preferably 1 to 20% by weight.
- the resin used for the black resin layer of the present invention is, for example, a polyester resin selected from polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexanedimethanol-terephthalate (PCT), polycarbonate-based resin It can be selected from resin or acrylic resin.
- PET polyethylene terephthalate
- PEN polyethylene naphthalate
- PBT polybutylene terephthalate
- PCT polycyclohexanedimethanol-terephthalate
- PCT polycarbonate-based resin
- It can be selected from resin or acrylic resin.
- Other polyolefin resins, polyamide resins, polyarylate resins, and the like can be appropriately selected in consideration of heat resistance, strength, electrical insulation, and the like.
- PBT is excellent in hydrolysis resistance and film forming property in addition to heat resistance, strength, and electrical insulation.
- PBT refers to at least one polyester having butylene terephthalate as a main repeating unit. Specifically, 1,4-butanediol as a glycol component and terephthalic acid or a lower alcohol ester thereof as a dicarboxylic acid component. Polyester obtained by polycondensation, wherein 20 mol% or less of these components are other raw materials, for example, a part of 1,4-butanediol, which is a glycol component, is ethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, etc.
- the solar cell module is required to stably convert solar energy into electric energy over a long period of time, and the back surface protection sheet for the solar cell module of the present invention has its characteristics over a long period of time. It is required not to greatly reduce.
- the PBT suitable for the present invention contains an ester bond, causes hydrolysis due to moisture, lowers the molecular weight, and may deteriorate physical properties when used over a long period of time. Accordingly, the PBT used in the present invention preferably has a small number of terminal carboxyl groups in order to prevent hydrolysis under high temperature and high humidity. Specifically, PBT having a carboxyl group equivalent of 40 meq / kg or less, more preferably 30 meq / kg or less is preferable.
- the black resin layer has a carbodiimide-based compound to suppress hydrolysis within a range that does not greatly change its properties, and phenolic, phosphorus-based, sulfur-based, etc. to prevent thermal degradation during melt processing into a sheet.
- Antioxidants, UV absorbers and light stabilizers, lubricants, anti-blocking agents, antistatic agents, anti-fogging agents, fillers, plasticizers, colorants and other additives to prevent deterioration due to ultraviolet rays contained in sunlight Can be added as needed.
- the back protective sheet of the present invention may have a single layer structure including only the black resin layer containing the black pigment, or a multilayer structure in which other layers are laminated on at least one surface of the black resin layer.
- the back surface protection sheet does not reach a high temperature by reaching the back surface protection sheet and reflecting infrared rays and transmitting most of the light that has not been reflected without deteriorating the appearance of the solar cell.
- a decrease in electrical conversion efficiency can be prevented.
- the back surface protective sheet of the present invention may have a gas barrier layer such as an inorganic oxide vapor-deposited layer or an aluminum layer and other layers conventionally used in order to impart gas barrier properties. .
- the back surface protective sheet can have, for example, a structure in which a gas barrier layer is stacked on a black resin layer, or a structure in which a reflective layer and a gas barrier layer are stacked in this order on a black resin layer.
- the black resin layer In the case of a multilayer structure, the black resin layer must be structured so as to form one surface of both surfaces of the back surface protection sheet. However, this is not the case when a transparent layer is provided on the surface of the black resin layer.
- the reflective layer that reflects light having a wavelength of 700 to 2500 nm is not particularly limited, and examples thereof include a white resin layer.
- the white pigment used for coloring the white resin layer is not particularly limited, and examples thereof include titanium dioxide, zinc oxide, and aluminum oxide. Among these, titanium dioxide is most preferably used because of its fine particle size, excellent coloring power and dispersibility, and excellent light resistance, heat resistance and chemical resistance.
- the reflection layer desirably reflects light having a wavelength of 700 to 2500 nm by 50% or more, particularly 60% or more.
- the average particle diameter of the white pigment is preferably 0.01 to 5.0 ⁇ m, more preferably 0.1 to 1.0 ⁇ m from the viewpoint of colorability.
- the content of the white pigment is preferably 5 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of the white resin layer.
- the content of the white pigment is 5 parts by weight or more, the light transmitted through the black resin layer can be sufficiently reflected by the white resin layer.
- the content of the white pigment is 30 parts by weight or less, the obtained back surface protection sheet is excellent in strength and extrudability.
- the content of the white pigment is more preferably 10 to 25 parts by weight in 100 parts by weight of the white resin layer.
- the resin used for the white resin layer of the present invention can be the same resin as the black resin layer. Moreover, the additive can use the same thing as a black resin layer.
- the back surface protective sheet of the present invention is a single layer of a black resin layer, it is preferably 30 to 400 ⁇ m from the viewpoint of film forming property and strength.
- the thickness of each layer is preferably 5 to 300 ⁇ m from the viewpoints of film forming properties and strength.
- the total thickness of the back surface protective sheet of the present invention is preferably 30 to 600 ⁇ m from the viewpoint of film forming properties and strength.
- the method for producing such a back surface protective sheet is not particularly limited, and can be carried out by a generally used method.
- the master batch of the resin and the pigment is supplied to an extruder equipped with a flat die, and the sheet extruded from the flat die of the extruder is pinched. It is obtained by picking it up between rolls.
- the back surface protection sheet of a multilayer structure it is obtained by co-extrusion from a multilayer flat die using a plurality of extruders.
- a gas barrier layer on the back surface protection sheet when laminating a gas barrier layer on the back surface protection sheet, it can be laminated by a known method such as a dry lamination method or an extrusion lamination method.
- a dry laminating method it is preferable to use a polyurethane adhesive or an epoxy adhesive.
- the back surface protective sheet thus obtained is applied to a solar cell module in which a plurality of solar cell elements (either single-sided light incident type or double-sided light incident type may be used) are encapsulated.
- An application example of the back surface protective sheet of the present invention is shown in FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components.
- the back surface protective sheet (5) is composed of a black resin layer (51) and a reflective layer (52).
- the front plate (2), the power generating element (3), the sealing material (4), and the back protective sheet (5) are arranged in this order so that the black resin layer (51) of the back protective sheet (5) is on the power generating element side.
- a solar cell module is configured by integrating them.
- Hue (L * value) of the measurement black pigment hue (L * value) of the black pigment is kneaded and sample 0.5g and castor oil 0.5ml Hoover muller to form a paste, the paste 4.5 g of clear lacquer was added, kneaded and paint-coated, and an application piece (coating thickness: about 30 ⁇ m) applied on cast-coated paper using a 150 ⁇ m (6 mil) applicator was prepared.
- the coating piece was measured using a “color-difference meter CR-300” (manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd.).
- the color index (L * value) is shown in accordance with Z 8729.
- the solar reflectance of the black pigment is the reflection at a wavelength of 300 to 2500 nm using the above spectrophotometer for the coating film piece prepared for measuring the above hue. Measure the rate (%), JIS The solar reflectance was calculated according to R 3106.
- Example 1 Using a film forming apparatus equipped with a flat die and using a polybutylene terephthalate resin (hereinafter referred to as PBT), a black pigment composed of the composite oxide 1 shown in Table 1 with respect to 100 parts by weight of PBT (HR manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) -B (A)) The mixture added with 8 parts by weight was extruded from a flat die, and the molten sheet was sandwiched between a rubber roll and a metal roll having a surface set temperature of 25 ° C. A single-layer back protection sheet was obtained. The obtained back surface protective sheet was evaluated by the method described above, and the results are shown in Table 2.
- PBT polybutylene terephthalate resin
- Example 2 A single-layer back protective sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the black pigment of the black resin layer was a black pigment composed of the composite oxide 2 shown in Table 1 (HR-GB manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.). It was. The obtained back surface protective sheet was evaluated by the method described above, and the results are shown in Table 2.
- Example 1 A black back layer protective sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the black pigment of the black resin layer was carbon black and 1 part by weight was added to 100 parts by weight of PBT. The obtained back surface protective sheet was evaluated by the method described above, and the results are shown in Table 2.
- the back protective sheet consisting only of the black resin layer containing the carbon black of Comparative Example 1, from only the black resin layer containing the black pigment consisting of the specific composite oxide of Examples 1 and 2. Since the back surface protection sheet that reflects a large amount of light in the infrared region transmits a large part of the light that has not been reflected, the back surface protection sheet does not stay in the back surface protection sheet, so that the back surface protection sheet has a high temperature. In addition, by suppressing the temperature rise of the solar cell module, it is possible to prevent a decrease in electrical conversion efficiency as a result.
- Example 3 Using a film forming apparatus equipped with a flat die, all the layers were made of PBT, and the black resin layer was made of a black pigment made of composite oxide 1 shown in Table 1 with respect to 100 parts by weight of PBT (HR-B (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) A)) 8 parts by weight of the mixture was added, and the white resin layer was made of a mixture of 8.5 parts by weight of titanium oxide with respect to 100 parts by weight of PBT.
- HR-B manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.
- the obtained back surface protective sheet was evaluated by the method described above, and the results are shown in Table 3.
- Example 4 A two-layer back protection sheet was obtained in the same manner as in Example 3 except that the black pigment of the black resin layer was a black pigment composed of the composite oxide 2 shown in Table 1 (HR-GB manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.). It was. The obtained back surface protective sheet was evaluated by the method described above, and the results are shown in Table 3.
- Example 2 A two-layer back protection sheet was obtained in the same manner as in Example 3 except that the black pigment of the black resin layer was carbon black and 1 part by weight was added to 100 parts by weight of PBT.
- the obtained back surface protective sheet was evaluated by the method described above, and the results are shown in Table 3.
- the back surface protection sheet having a black resin layer containing a black pigment made of a specific composite oxide reflects a large amount of light in the infrared region while transmitting most of the light that has not been reflected. Is not kept in the back surface protection sheet, the back surface protection sheet does not become high temperature, suppresses the temperature rise of the solar cell module, and reflects the light energy that was originally lost, resulting in electrical conversion A decrease in efficiency can be prevented.
- a tempered glass having a thickness of 3 mm, an EVA sheet, one crystalline solar battery cell, an EVA sheet, and the protective sheet for solar battery prepared in Example 3 and Comparative Example 2 were superposed in this order, and a vacuum laminator was attached.
- a vacuum laminator was used, and after vacuuming at 140 ° C. for 5 minutes, pressure was applied for 10 minutes to perform a bonding process.
- the surface temperature measurement and output characteristics of the obtained solar cell module were evaluated by the method described above, and the results are shown in Table 4.
- the temperature increase of the solar cell module can be suppressed as compared with the back surface protective sheet using the carbon black of Comparative Example 2.
- the change rate of each maximum output at the time of using the back surface protection sheet of Example 3 and the comparative property 2 is 99.92% and 97.79%, and in the case of the back surface protection sheet of Example 3, it is a comparison.
- the output improvement of 2.13% was confirmed from the back surface protection sheet using the carbon black of Example 2.
- Example 5 The black resin layer was the same as in Example 3 except that 16 parts by weight of a black pigment (HR-B (A) manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) made of the composite oxide 1 shown in Table 1 was added to 100 parts by weight of PBT. A two-layer back protective sheet was obtained. The tensile strength of the obtained back surface protective sheet and the back surface protective sheet of Comparative Example 2 was evaluated by the method described above. The results are shown in Table 5.
- HR-B (A) manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd. a black pigment manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.
- the back protective sheet of Example 5 the tensile strength after the exposure test was superior to the back protective sheet using the carbon black of Comparative Example 2. That is, the back surface protection sheet of Example 5 using a black pigment made of a specific composite oxide is superior in hydrolysis resistance to the back surface protection sheet using carbon black.
- the tension test was done about the back surface protection sheet of Example 5 provided with the black resin layer which contains more black pigments which consist of specific complex oxide than Example 3 as a representative example of a back surface protection sheet.
- the back surface protective sheet of the present invention has a black resin layer containing a specific black pigment, thereby reflecting light in the infrared region of a wavelength of 780 to 2500 nm without absorbing light compared to carbon black conventionally used. Therefore, it is possible to prevent a decrease in electrical conversion efficiency without increasing the temperature of the back protective sheet. Furthermore, by reflecting the light in the infrared region, it is possible to increase the electrical conversion efficiency by effectively utilizing the light energy that was originally lost.
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Abstract
本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、Ｆｅと、Ｃｏと、Ａｌと、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＣｕから選ばれる一種以上の金属元素とを含有する複合酸化物からなる黒色顔料を含む黒色樹脂層を有することにより、太陽電池モジュールに入射する赤外線を効率的に反射することができる。
Description
本発明は、複数の太陽電池素子を封入した太陽電池モジュール用裏面保護シートおよび太陽電池モジュールに関する。
近年、環境への意識の高まりにより、クリーンエネルギーを利用した発電手段の一つとして、太陽電池モジュールを備えた太陽電池発電システムが普及している。太陽電池モジュールは板状の太陽電池素子が複数枚配置されており、これらの太陽電池素子を封止材と呼ばれるエチレン－酢酸ビニル共重合体で挟み込み、太陽光が当る側にガラスなどの前面板が、反対側に耐候性、防湿性を有する太陽電池モジュール用裏面保護シート（以下、裏面保護シートと略記する）がこの順に重ね合わされる。そして、真空加熱ラミネーション法などにより一体成形されている。
この太陽電池モジュール用裏面保護シートは、太陽電池素子や封止材を保護するものであって、外部からの機械的衝撃、圧力から太陽電池素子を保護し、水分の浸透を防いで太陽電池素子の劣化を防ぐなどの様々な機能が要求されている。
このような中で、この裏面保護シートにおいては、太陽電池モジュールを設置した場合に屋外での外観を損なわないために、裏面保護シートの受光面側の色を黒色にすることがある。この場合は、一般的には、受光面側の層に、黒色顔料として着色力が高く安価であるカーボンブラックが使用されている。しかしながら、カーボンブラックを使用すると可視光線領域だけではなく赤外線領域の光まで吸収するために、裏面保護シートの温度が上昇し、その結果太陽電池モジュール全体が高温になる。一般的に、太陽電池素子は高温になるほど電気変換効率が低下しやすいことから、太陽電池モジュール全体が高温になることは望ましくない。つまり、裏面保護シートの温度が上昇することは好ましくない。また、カーボンブラックを含有する層のみからなる裏面保護シートの場合は、地面や屋根からの太陽光の反射光を吸収することによって、さらに裏面保護シートの温度が上昇してしまうので、裏面保護シートの最外層に反射光を反射するために白色樹脂層が設けられていた。
このようなことから、特許文献１には、裏面保護シートの受光面側の色が黒色であっても、電気変換効率を低下させない裏面保護シートの提案がされている。具体的には、裏面保護シートの封止剤層に接している層がカーボンブラックと比較し赤外線を吸収しにくいペリレンブラック顔料を含む層であり、さらに、波長７００～１２００ｎｍの光の反射率が６０～１００％の層を設けることを特徴とする裏面保護シートである。このようにすることによって、ペリレンブラック顔料を含む層で吸収せず透過した波長７００～１２００ｎｍの光が、その波長での反射率が６０～１００％である層で反射されることにより、温度上昇を抑制し、電気変換効率の向上の効果を生じることが記載されている。
しかしながら、上記構成の裏面保護シートを用いた場合、波長７００nm以上の赤外領域の光の一部がペリレンブラック顔料を含む層で吸収され、温度上昇をもたらすという問題があった。また、上記ペリレンブラック顔料は有機系顔料のため、太陽電池モジュールに用いた場合に耐光性、耐熱性、耐薬品性及び耐候性が十分なものではなかった。
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、太陽電池素子とほぼ同色となって外観を損なうことがなく、さらには、裏面保護シートに到達した赤外線を反射させることで、裏面保護シートが高温にならずに電気変換効率の低下を防ぐことができる裏面保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
本発明者らは、Ｆｅと、Ｃｏと、Ａｌと、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＣｕから選ばれる一種以上の金属元素とを含有する複合酸化物からなる黒色顔料を含む黒色樹脂層を備える太陽電池モジュール用保護シートは、太陽電池モジュールが高温になるのを防ぐことができ、又、電気変換効率の低下を防ぐことができることを見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明によれば、（１）Ｆｅと、Ｃｏと、Ａｌと、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＣｕから選ばれる一種以上の金属元素とを含有する複合酸化物からなる黒色顔料を含む黒色樹脂層を備えた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、が提供される。
本発明は、又、（２）前記裏面保護シートが前記黒色樹脂層からなる単層構造を有する、上記（１）記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート；（３）前記黒色樹脂層に隣接して設けられ、波長７００～２５００ｎｍの光を反射する反射層が更に設けられている、上記（１）記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート；及び（４）前記黒色樹脂層と反射層が共押出法により積層されている、上記（３）記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートを提供するものである。
本発明は、更に、（５）上記（１）～（４）のいずれかの裏面保護シートで保護された発電素子を備えた太陽電池モジュールを提供するものである。
本発明は、又、（２）前記裏面保護シートが前記黒色樹脂層からなる単層構造を有する、上記（１）記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート；（３）前記黒色樹脂層に隣接して設けられ、波長７００～２５００ｎｍの光を反射する反射層が更に設けられている、上記（１）記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート；及び（４）前記黒色樹脂層と反射層が共押出法により積層されている、上記（３）記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートを提供するものである。
本発明は、更に、（５）上記（１）～（４）のいずれかの裏面保護シートで保護された発電素子を備えた太陽電池モジュールを提供するものである。
本発明の裏面保護シートは、従来用いられていたカーボンブラックに比べて、波長７８０～２５００ｎｍの赤外線領域の光の平均反射率が非常に高く、裏面保護シートが高温にならずに電気変換効率の低下を防ぐことができるという効果を有する。更に、本発明の裏面保護シートは、カーボンブラック含有裏面保護シートに比べて、耐加水分解性に優れ、長期にわたり良好な耐候性を有する。
以下、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートおよび太陽電池モジュールについて詳細に説明する。
図１に模式的に示したように、太陽電池を構成する太陽電池モジュール（１）は、ガラスなどの前面板（２）、発電素子（配線、電極を含む）（３）、この発電素子（３）を封止する封止材（４）、封止材（４）延いては発電素子（３）を被覆、保護する裏面保護シート（５）からなり、その製造においては、例えば、前面板（ガラス等）の上に封止材としてのエチレンー酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）フィルム、発電素子、ＥＶＡフィルム、防湿性を有する裏面保護シートをこの順に重ね合わせ、減圧脱気しながら熱圧し、ＥＶＡフィルムを溶融させて発電素子を封止し、その封止材を裏面保護シートで被覆、保護し
、発電素子、太陽電池モジュールに耐久性、耐候性を与えている。
、発電素子、太陽電池モジュールに耐久性、耐候性を与えている。
本発明の裏面保護シートは、ＦｅとＣｏとＡｌを含有し、更に、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＣｕから選ばれる一種以上の金属元素を含有する複合酸化物からなる黒色顔料を含む黒色樹脂層を備えることを特徴とする。前記黒色樹脂層は波長７８０～２５００ｎｍの赤外線領域の光を反射するために設けられた層であり、波長７８０～２５００ｎｍの赤外線領域における平均反射率が１５％以上であり、反射しなかった光はほとんど吸収されずに透過する。この黒色樹脂層を裏面保護シートの反射面とした場合には、裏面保護シート自体が波長７８０～２５００ｎｍの赤外線領域の光を吸収しにくくなるので、裏面保護シートが高温になることがなく、さらには太陽電池モジュール全体が高温になることを防ぐことができる。その結果、電気変換効率が低下するのを防ぐことに寄与している。また、波長７８０～２５００ｎｍの赤外線領域の光を反射することにより、本来損失となっていた光エネルギーを有効利用して電気変換効率を高めることができる。更には、太陽電池モジュールの耐候性が高まる。
前記黒色顔料中のＦｅの含有量は、黒色顔料中の全金属元素に対して、１０～９０モル％が好ましい。前記黒色顔料中のＣｏの含有量は、黒色顔料中の全金属元素に対して、１．０～７０モル％が好ましい。また前記黒色顔料中のＡｌの含有量は、黒色顔料中の全金属元素に対して、１．０～７０モル％が好ましい。前記黒色顔料のＦｅ、Ｃｏ及びＡｌ含有量がそれぞれ前記範囲にある場合、明度（Ｌ＊）が３０以下となり、黒色性が高い黒色顔料を与える。同様な理由で、黒色顔料中のＦｅの含有量は、より好ましくは、黒色顔料中の全金属元素に対して１０～８０モル％、更に好ましくは１０～５０モル％であり、Ｃｏの含有量は、黒色顔料中の全金属元素に対してより好ましくは、３．０～６０モル％、更に好ましくは５．０～５０モル％であり、Ａｌの含有量は、黒色顔料中の全金属元素に対してより好ましくは、３．０～６８モル％、更に好ましくは５～６５モル％である。Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＣｕから選ばれる一種以上の金属元素の含有量は２～８０モル％である。
また、前記黒色顔料中のＦｅとＣｏとＡｌの含有量の合計量は、黒色顔料中の全金属元素に対するモル比で２０～９８モル％が好ましく、より好ましくは３０～９５モル％、更により好ましくは４０～９５モル％である。本発明に係る赤外線反射能を有する黒色顔料のＦｅ、Ｃｏ及びＡｌ合計含有量が前記範囲にある場合、明度（Ｌ＊）が３０以下となり、黒色性が高い黒色顔料となる。
前記黒色顔料の平均粒子径は０．０２～５．０μｍが好ましい。黒色顔料の平均粒子径が５．０μｍ以下である場合には、高い着色力が得られ、一方、平均粒子径が０．０２μｍ以上である場合には、樹脂中への分散性が高まる。同様な観点から、より好ましい黒色顔料の平均粒子径は０．０２５～３．０μｍである。黒色顔料は公知の方法により製造できる。例えば、各種原料を混合、焼成する固相法、又は、前記金属の塩を含む水溶液にアルカリを加えて各種水酸化物の沈殿を生成させた後、これを洗浄、乾燥、焼成する湿式法により、黒色顔料を得ることができる。
前記黒色顔料の日射反射率は１６％以上であることが、黒色顔料を使用して作製した、裏面保護シートの太陽光による温度上昇抑制効果の点で好ましい。
前記黒色顔料の含有量は、黒色樹脂層１００重量部中に、０．５～３０重量部であることが好ましい。黒色顔料の含有量が０．５重量％以上であると、黒色樹脂層の黒色性が高まるとともに、十分に赤外線領域の光を反射することができる。また、黒色顔料の含有量が３０重量部以下であると、得られた裏面保護シートは強度に優れているとともに押出し成形性が良好となる。同様な観点から、黒色顔料の含有量は、１～２０重量％であることがより好ましい。
本発明の黒色樹脂層に用いる樹脂は、たとえば、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）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンジメタノール－テレフタレート（ＰＣＴ）から選ばれるポリエステル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、あるいはアクリル系樹脂等から選択することが出来る。その他のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂などについても、耐熱性、強度、電気絶縁性等を考慮して適宜選択することが可能である。その中でも、ＰＢＴは耐熱性、強度、電気絶縁性に加え、耐加水分解性や製膜性に優れている。
ＰＢＴとしては、ブチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルの少なくとも一種をさすもので、具体的にはグリコール成分としての１，４－ブタンジオールとジカルボン酸成分としてのテレフタル酸またはその低級アルコールエステルとを重縮合して得られるポリエステルをいうが、これら成分の２０モル％以下を他の原料、例えばグリコール成分である１，４－ブタンジオールの一部をエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール等で、またジカルボン酸成分であるテレフタル酸またはその低級アルコールエステルの一部をイソフタル酸、オルトフタル酸等で置き換えた共重合ポリエステルであってもよい。なお、ＰＢＴの融点は一般的に２００～２３０℃であるが、本発明においては融点が２１５～２３０℃のものを使用するのが好ましい。また、固有粘度はその押出し適性の点から０．６～１．５程度のものが好ましい。
また、太陽電池モジュールは、長期に渡って安定して太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することが求められており、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにも、長期に渡ってその特性を大きく低下させないことが求められる。本発明に好適な上記ＰＢＴはエステル結合を含有しており、水分により加水分解を起こして分子量が低下し、長期に渡って使用すると物性が低下する恐れがある。したがって、本願発明に用いられるＰＢＴは、高温高湿下において加水分解を起こり難くするために末端のカルボキシル基の数が少ないものが好ましい。具体的には、カルボキシル基当量が４０ｍｅｑ／ｋｇ以下、更に好ましくは３０ｍｅｑ／ｋｇ以下のＰＢＴが好ましい。
なお、黒色樹脂層には、その性質を大きく変えない範囲で、加水分解を抑制するためにカルボジイミド系化合物、シート状に溶融加工する際の熱劣化を防ぐためにフェノール系、リン系、イオウ系などの酸化防止剤、太陽光に含まれる紫外線による劣化を防ぐために紫外線吸収剤や光安定剤、滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、充填剤、可塑剤、着色剤等の添加剤を必要に応じて添加することができる。
また、太陽電池モジュールは、長期に渡って安定して太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することが求められており、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにも、長期に渡ってその特性を大きく低下させないことが求められる。本発明に好適な上記ＰＢＴはエステル結合を含有しており、水分により加水分解を起こして分子量が低下し、長期に渡って使用すると物性が低下する恐れがある。したがって、本願発明に用いられるＰＢＴは、高温高湿下において加水分解を起こり難くするために末端のカルボキシル基の数が少ないものが好ましい。具体的には、カルボキシル基当量が４０ｍｅｑ／ｋｇ以下、更に好ましくは３０ｍｅｑ／ｋｇ以下のＰＢＴが好ましい。
なお、黒色樹脂層には、その性質を大きく変えない範囲で、加水分解を抑制するためにカルボジイミド系化合物、シート状に溶融加工する際の熱劣化を防ぐためにフェノール系、リン系、イオウ系などの酸化防止剤、太陽光に含まれる紫外線による劣化を防ぐために紫外線吸収剤や光安定剤、滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、充填剤、可塑剤、着色剤等の添加剤を必要に応じて添加することができる。
本発明の裏面保護シートは、前記黒色顔料を含む黒色樹脂層のみの単層構造としてもよいし、前記黒色樹脂層の少なくとも片面に他の層を積層した多層構造としてもよい。単層構造の場合は、太陽電池の外観を損なうことなく、さらに裏面保護シートに到達し赤外線を反射させ、反射しなかった光の大部分を透過させることで、裏面保護シートが高温にならずに電気変換効率の低下を防ぐことができる。
また、多層構造の場合は、前記黒色樹脂層の隣接する一方の面に波長７００～２５００ｎｍの光を反射する反射層を有することが好ましい。裏面保護シートが前記反射層を有する場合は、前記黒色樹脂層を透過した光を反射層で反射することができる。その結果、赤外線領域の光を反射することにより、本来損失となっていた光エネルギーを有効利用して電気変換効率を高めることができる。
さらに、本発明の裏面保護シートは、ガスバリア性を付与するために、無機酸化物の蒸着層やアルミニウム層などのガスバリア層や、従来から用いられているその他の層を有するものであってもよい。この場合、裏面保護シートは、例えば、黒色樹脂層にガスバリア層が積層した構造、又は黒色樹脂層に反射層とガスバリア層がこの順に積層した構造とすることができる。多層構造の場合、前記黒色樹脂層は裏面保護シートの両面の一方の表面を形成するように構造にしなければならない。ただし、透明な層を黒色樹脂層の表面に設ける場合は、この限りではない。
さらに、本発明の裏面保護シートは、ガスバリア性を付与するために、無機酸化物の蒸着層やアルミニウム層などのガスバリア層や、従来から用いられているその他の層を有するものであってもよい。この場合、裏面保護シートは、例えば、黒色樹脂層にガスバリア層が積層した構造、又は黒色樹脂層に反射層とガスバリア層がこの順に積層した構造とすることができる。多層構造の場合、前記黒色樹脂層は裏面保護シートの両面の一方の表面を形成するように構造にしなければならない。ただし、透明な層を黒色樹脂層の表面に設ける場合は、この限りではない。
前記波長７００～２５００ｎｍの光の反射する反射層は、特に限定されないが、白色樹脂層が挙げられる。前記白色樹脂層の着色に用いる白色顔料は、特に限定されることはなく、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどが挙げられる。中でも、粒度が細かく、着色力、分散性に優れ、さらに耐光性、耐熱性、耐薬品性に優れていることから、二酸化チタンが最も好ましく用いられる。反射層は、波長７００～２５００ｎｍの光を５０％以上、特に６０％以上反射することが望ましい。
前記白色顔料の平均粒子径は、着色性の観点から０．０１～５．０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１～１．０μｍである。また、白色顔料の含有量は、白色樹脂層１００重量部中に、５～３０重量部であることが好ましい。白色顔料の含有量が５重量部以上であると、黒色樹脂層を透過した光を白色樹脂層により十分に反射することができる。また、白色顔料の含有量が３０重量部以下であると、得られた裏面保護シートは強度に優れていると共に押出し成形性が良好となる。同様な理由で、白色顔料の含有量は、白色樹脂層１００重量部中に、１０～２５重量部であることがより好ましい。
前記白色顔料の平均粒子径は、着色性の観点から０．０１～５．０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１～１．０μｍである。また、白色顔料の含有量は、白色樹脂層１００重量部中に、５～３０重量部であることが好ましい。白色顔料の含有量が５重量部以上であると、黒色樹脂層を透過した光を白色樹脂層により十分に反射することができる。また、白色顔料の含有量が３０重量部以下であると、得られた裏面保護シートは強度に優れていると共に押出し成形性が良好となる。同様な理由で、白色顔料の含有量は、白色樹脂層１００重量部中に、１０～２５重量部であることがより好ましい。
本発明の白色樹脂層に用いる樹脂は、黒色樹脂層と同様の樹脂を用いることができる。また、添加剤も、黒色樹脂層と同様のものを用いることができる。
本発明の裏面保護シートが黒色樹脂層の単層である場合、製膜性や強度の観点から、３０～４００μｍであることが好ましい。また本発明の裏面保護シートが多層である場合、各層の厚みは、製膜性や強度の観点から、５～３００μｍであることが好ましい。さらに、本発明の裏面保護シートの全体の厚みも、製膜性や強度の観点から、３０～６００μｍであることが好ましい。
このような裏面保護シートの製造方法としては、特に限定されるものではなく、従来一般に行なわれている方法で行うことができる。例えば、前記黒色樹脂層からのみなる単層の裏面保護シートの場合は、フラットダイを装着した押出機へ前記樹脂と顔料のマスターバッチを供給し、押出機のフラットダイから押出されたシートをピンチロールで挟んで引き取ることにより得られる。また、多層構造の裏面保護シートの場合は、複数の押出し機を用い、多層フラットダイより共押出しすることにより得られる。さらに、前記裏面保護シートにガスバリア層を積層する場合は、例えば、ドライラミネーション法、押出しラミネーション法などの公知の方法で積層することができる。ドライラミネート法にて積層する場合は、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤を用いることが好ましい。
このようにして得られた裏面保護シートは、複数の太陽電池素子（片面光入射型または両面光入射型のいずれでも良い）を封入した太陽電池モジュールに適用される。本発明の裏面保護シートの適用例を図２に示す。図中、図１と同じ符号は同一の構成要素を示す。この例では、裏面保護シート（５）は、黒色樹脂層（５１）と反射層（５２）から構成されている。裏面保護シート（５）の黒色樹脂層（５１）が発電素子側となるように、前面板（２）、発電素子（３）、封止材（４）、裏面保護シート（５）をこの順に一体化することによって太陽電池モジュールが構成されている。
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。なお、特性の評価は次の方法で行った。
（１）黒色顔料の金属元素の含有量の測定
黒色顔料の金属元素の含有量は、「蛍光Ｘ線分析装置３０６３Ｍ型」（理学電機工業株式会社製）を使用し、ＪＩＳ
Ｋ ０１１９の「蛍光Ｘ線分析通則」に従って測定した。
黒色顔料の金属元素の含有量は、「蛍光Ｘ線分析装置３０６３Ｍ型」（理学電機工業株式会社製）を使用し、ＪＩＳ
Ｋ ０１１９の「蛍光Ｘ線分析通則」に従って測定した。
（２）黒色顔料の平均粒子径の測定
黒色顔料の平均粒子径は空気透過法(フィッシャー法)により、測定した。
黒色顔料の平均粒子径は空気透過法(フィッシャー法)により、測定した。
（３）黒色顔料の色相（Ｌ＊値）の測定
黒色顔料の色相（Ｌ＊値）は、試料０．５ｇとヒマシ油０．５ｍｌとをフーバー式マーラーで練ってペースト状とし、このペーストにクリアラッカー４．５ｇを加え、混練、塗料化してキャストコート紙上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて塗布した塗布片（塗膜厚み：約３０μｍ）を作製した。塗膜片について、「色彩色差計ＣＲ－３００」(コニカミノルタセンシング株式会社製）を用いて測定を行い、ＪＩＳ
Ｚ ８７２９に定めるところに従って表色指数（Ｌ＊値）で示した。
黒色顔料の色相（Ｌ＊値）は、試料０．５ｇとヒマシ油０．５ｍｌとをフーバー式マーラーで練ってペースト状とし、このペーストにクリアラッカー４．５ｇを加え、混練、塗料化してキャストコート紙上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて塗布した塗布片（塗膜厚み：約３０μｍ）を作製した。塗膜片について、「色彩色差計ＣＲ－３００」(コニカミノルタセンシング株式会社製）を用いて測定を行い、ＪＩＳ
Ｚ ８７２９に定めるところに従って表色指数（Ｌ＊値）で示した。
（４）反射率の測定
分光光度計（日立製作所製 U-3500形）を用いて、黒色樹脂層の面側に波長３００～２５００ｎｍの光を照射して、各裏面保護シートの反射率を測定した。
分光光度計（日立製作所製 U-3500形）を用いて、黒色樹脂層の面側に波長３００～２５００ｎｍの光を照射して、各裏面保護シートの反射率を測定した。
（５）黒色顔料の日射反射率の算出
黒色顔料の日射反射率は、上記の色相を測定するために作製した塗膜片について、上記の分光光度計を用いて、３００～２５００ｎｍの波長における反射率（％）を測定し、ＪＩＳ
Ｒ ３１０６に従って日射反射率を算出した。
黒色顔料の日射反射率は、上記の色相を測定するために作製した塗膜片について、上記の分光光度計を用いて、３００～２５００ｎｍの波長における反射率（％）を測定し、ＪＩＳ
Ｒ ３１０６に従って日射反射率を算出した。
（６）温度変化測定
赤外線（ランプ出力２５０Ｗ、ランプと各裏面保護シートとの距離３００ｍｍ）を６０分間照射して、各裏面保護シートの裏面温度を測定した。
赤外線（ランプ出力２５０Ｗ、ランプと各裏面保護シートとの距離３００ｍｍ）を６０分間照射して、各裏面保護シートの裏面温度を測定した。
（７）太陽電池モジュールでの裏面保護シートの表面温度測定
太陽電池モジュールを晴天の日に屋外に設置し、設置直後及び一時間ごとに各裏面保護シートの表面温度を接触式温度計を用いて測定した。
太陽電池モジュールを晴天の日に屋外に設置し、設置直後及び一時間ごとに各裏面保護シートの表面温度を接触式温度計を用いて測定した。
（８）太陽電池モジュールの出力特性
ＪＩＳ Ｃ ８１９２に準拠し、一つの結晶系太陽電池セルの出力を測定し、その後前記セルを使用しモジュールを作製し、再度出力を測定した。
式：〔最大出力の変化率（％）〕＝〔（モジュールでの最大出力）÷（セルでの最大出力）〕×１００
に基づいて最大出力の変化率を求めた。
ＪＩＳ Ｃ ８１９２に準拠し、一つの結晶系太陽電池セルの出力を測定し、その後前記セルを使用しモジュールを作製し、再度出力を測定した。
式：〔最大出力の変化率（％）〕＝〔（モジュールでの最大出力）÷（セルでの最大出力）〕×１００
に基づいて最大出力の変化率を求めた。
（９）引張強度測定
ＪＩＳ Ｋ ７１２７（１９８９）に準拠し（試験片：４号型試験片、引張速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ）、曝露前と室温８５℃、湿度８５％の雰囲気下での１０００時間、２０００時間、３０００時間の曝露後の引張強度を測定した。
ＪＩＳ Ｋ ７１２７（１９８９）に準拠し（試験片：４号型試験片、引張速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ）、曝露前と室温８５℃、湿度８５％の雰囲気下での１０００時間、２０００時間、３０００時間の曝露後の引張強度を測定した。
［実施例１］
フラットダイを装着した製膜装置を用い、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＢＴという）を用いて、ＰＢＴ１００重量部に対し表１に示す複合酸化物１からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-B（A））８重量部を添加した混合物をフラットダイより押出し、溶融状態のシートをゴムロールと表面設定温度を２５℃とした金属ロールとで挟み込んでニップロール成形することにより、厚さ５０μｍの単層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表２に示す。
フラットダイを装着した製膜装置を用い、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＢＴという）を用いて、ＰＢＴ１００重量部に対し表１に示す複合酸化物１からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-B（A））８重量部を添加した混合物をフラットダイより押出し、溶融状態のシートをゴムロールと表面設定温度を２５℃とした金属ロールとで挟み込んでニップロール成形することにより、厚さ５０μｍの単層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表２に示す。
［実施例２］
黒色樹脂層の黒色顔料を表１に示す複合酸化物２からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-GB）とした以外は実施例１と同様にして、単層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表２に示す。
黒色樹脂層の黒色顔料を表１に示す複合酸化物２からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-GB）とした以外は実施例１と同様にして、単層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表２に示す。
［比較例１］
黒色樹脂層の黒色顔料をカーボンブラックとし、ＰＢＴ１００重量部に対し１重量部を添加した以外は実施例１と同様にして、単層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表２に示す。
黒色樹脂層の黒色顔料をカーボンブラックとし、ＰＢＴ１００重量部に対し１重量部を添加した以外は実施例１と同様にして、単層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表２に示す。
以上の結果から明らかなように、比較例１のカーボンブラックを含む黒色樹脂層のみからなる裏面保護シートより、実施例１、２の特定の複合酸化物からなる黒色顔料を含む黒色樹脂層のみからなる裏面保護シートは、赤外線領域の光を多量に反射する一方反射しなかった光の大部分を透過させているため、赤外線領域の光を裏面保護シート内に留めないことで裏面保護シートが高温にならず、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することにより、結果として、電気変換効率の低下を防ぐことができる。
［実施例３］
フラットダイを装着した製膜装置を用い、全層がＰＢＴからなり、黒色樹脂層はＰＢＴ１００重量部に対し表１に示す複合酸化物１からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-B（A））８重量部を添加した混合物からなり、白色樹脂層はＰＢＴ１００重量部に対し酸化チタン８．５重量部を添加した混合物からなり、それぞれの厚み比が、黒色樹脂層：白色樹脂層＝１：５となるようにフラットダイより押出し、溶融状態のシートをゴムロールと表面設定温度を２５℃とした金属ロールとで挟み込んでニップロール成形することにより、厚さ３００μｍの２層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表３に示す。
フラットダイを装着した製膜装置を用い、全層がＰＢＴからなり、黒色樹脂層はＰＢＴ１００重量部に対し表１に示す複合酸化物１からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-B（A））８重量部を添加した混合物からなり、白色樹脂層はＰＢＴ１００重量部に対し酸化チタン８．５重量部を添加した混合物からなり、それぞれの厚み比が、黒色樹脂層：白色樹脂層＝１：５となるようにフラットダイより押出し、溶融状態のシートをゴムロールと表面設定温度を２５℃とした金属ロールとで挟み込んでニップロール成形することにより、厚さ３００μｍの２層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表３に示す。
［実施例４］
黒色樹脂層の黒色顔料を表１に示す複合酸化物２からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-GB）とした以外は実施例３と同様にして、２層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表３に示す。
黒色樹脂層の黒色顔料を表１に示す複合酸化物２からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-GB）とした以外は実施例３と同様にして、２層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表３に示す。
［比較例２］
黒色樹脂層の黒色顔料をカーボンブラックとし、ＰＢＴ１００重量部に対し１重量部を添加した以外は実施例３と同様にして、２層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表３に示す。
黒色樹脂層の黒色顔料をカーボンブラックとし、ＰＢＴ１００重量部に対し１重量部を添加した以外は実施例３と同様にして、２層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは前記した方法で評価を行い、結果を表３に示す。
以上の結果から明らかなように、黒色樹脂層の隣接する面に白色樹脂層を設けた裏面保護シートの場合、比較例２のカーボンブラックを用いた裏面保護シートよりも、実施例３、４の特定の複合酸化物からなる黒色顔料を含む黒色樹脂層を有する裏面保護シートは、赤外線領域の光を多量に反射する一方反射しなかった光の大部分を透過させているため、赤外線領域の光を裏面保護シート内に留めないことで裏面保護シートが高温にならず、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制すること、さらに本来損失となっていた光エネルギーを反射することにより、結果として、電気変換効率の低下を防ぐことができる。
厚さ３ｍｍの強化ガラスと、ＥＶＡシートと、一つの結晶系太陽電池セルと、ＥＶＡシートと、実施例３及び比較例２で作製した太陽電池用保護シートとをこの順に重ね合わせ、真空ラミネータを用いてホットプレスすることにより、ＥＶＡと各部材を接着させ、太陽電池モジュールを得た。このとき、実施例３及び比較例２の太陽電池用保護シートは黒色樹脂層がＥＶＡシートと接触するように配置した。また、接着方法は、真空ラミネータを用いて、１４０℃で５分間の真空引き後、１０分間加圧して接着処理を施した。得られた太陽電池モジュールの表面温度測定及び出力特性を前記した方法で評価を行い、結果を表４に示す。
以上の結果から明らかなように、実施例３の裏面保護シートの場合、比較例２のカーボンブラックを用いた裏面保護シートよりも太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することができる。また、実施例３と比較性２の裏面保護シートを用いた場合のそれぞれの最大出力の変化率は、９９．９２％と９７．７９％であり、実施例３の裏面保護シートの場合、比較例２のカーボンブラックを用いた裏面保護シートよりも２．１３％の出力向上が確認できた。
［実施例５］
黒色樹脂層はＰＢＴ１００重量部に対し表１に示す複合酸化物１からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-B（A））１６重量部を添加した以外は実施例３と同様にして、２層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シート及び比較例２の裏面保護シートの引張強度を前記した方法で評価を行った。結果を表５に示す。
黒色樹脂層はＰＢＴ１００重量部に対し表１に示す複合酸化物１からなる黒色顔料（戸田工業（株）製 HR-B（A））１６重量部を添加した以外は実施例３と同様にして、２層の裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シート及び比較例２の裏面保護シートの引張強度を前記した方法で評価を行った。結果を表５に示す。
以上の結果から明らかなように、実施例５の裏面保護シートの場合、比較例２のカーボンブラックを用いた裏面保護シートよりも曝露試験後の引張強度が優れていた。すなわち、特定の複合酸化物からなる黒色顔料を用いた実施例５の裏面保護シートは、カーボンブラックを用いた裏面保護シートよりも耐加水分解性に優れている。
なお、裏面保護シートの代表例として特定の複合酸化物からなる黒色顔料を実施例３より多く含有する黒色樹脂層を備えた実施例５の裏面保護シートについて引張試験を行った。
なお、裏面保護シートの代表例として特定の複合酸化物からなる黒色顔料を実施例３より多く含有する黒色樹脂層を備えた実施例５の裏面保護シートについて引張試験を行った。
本発明の裏面保護シートは、特定の黒色顔料を含む黒色樹脂層を有することによって、従来用いられていたカーボンブラックに比べて、波長７８０～２５００ｎｍの赤外線領域の光を吸収することなく反射させることができるので、裏面保護シートが高温にならずに電気変換効率の低下を防ぐことができる。さらには、赤外線領域の光を反射することにより、本来損失となっていた光エネルギーを有効利用して電気変換効率を高めることができる。
１：太陽電池モジュール
２：前面板
３：発電素子
４：封止材
５：裏面保護シート
５１：黒色樹脂層
５２：白色樹脂層（反射層）
２：前面板
３：発電素子
４：封止材
５：裏面保護シート
５１：黒色樹脂層
５２：白色樹脂層（反射層）
Claims (5)
- Ｆｅと、Ｃｏと、Ａｌと、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＣｕから選ばれる一種以上の金属元素とを含有する複合酸化物からなる黒色顔料を含む黒色樹脂層を備えた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。
- 前記裏面保護シートが前記黒色樹脂層からなる単層構造を有する、請求項１記載の裏面保護シート。
- 前記黒色樹脂層に隣接して設けられ、波長７００～２５００ｎｍの光を反射する反射層が更に設けられている、請求項１記載の裏面保護シート。
- 前記黒色樹脂層と反射層が共押出法により積層されている、請求項３記載の用裏面保護シート。
- 請求項１～４のいずれかの裏面保護シートで保護された発電素子を備えた太陽電池モジュール。
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