太陽電池モジュール用裏面保護シート
【課題】結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置され、アルミニウム箔を備えた太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、水蒸気を遮断する性質を高める。
【解決手段】太陽電池モジュール用裏面保護シート１０は、結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置して使用され、第一の合成樹脂フィルム層１３、アルミニウム箔層１２、第二の合成樹脂フィルム層１１の順に積層されて構成され、アルミニウム箔層１２が、０．１質量％以上６質量％以下のマンガンと、０．０１質量％を超え０．４質量％以下の鉄と、０．０１質量％を超え０．３質量％以下のシリコンと、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金からなる。
【解決手段】太陽電池モジュール用裏面保護シート１０は、結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置して使用され、第一の合成樹脂フィルム層１３、アルミニウム箔層１２、第二の合成樹脂フィルム層１１の順に積層されて構成され、アルミニウム箔層１２が、０．１質量％以上６質量％以下のマンガンと、０．０１質量％を超え０．４質量％以下の鉄と、０．０１質量％を超え０．３質量％以下のシリコンと、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、太陽電池モジュールの裏面側に配置される太陽電池モジュール用裏面保護シートに関し、特定的には、アモルファス（非晶質）薄膜シリコン太陽電池モジュール、ＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系化合物太陽電池、ＣＩＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ）系化合物太陽電池等の結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池の裏面側に配置される太陽電池モジュール用裏面保護シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、その性質上屋外に設置されることが多いので、太陽電池素子、電極、配線等を保護する目的で、太陽光が当たる表面側には透明ガラスを配置し、裏面側には、太陽電池モジュール用裏面保護シートとして積層材を配置することが提案されている。
【０００３】
たとえば、特開平７−７４３７８号公報（特許文献１）では、ガスバリヤー性のフィルムとして、蒸着により酸化シリコンを少なくとも片面に積層した高分子フィルムを用いた非晶質シリコン太陽電池が提案されている。
【０００４】
また、たとえば、特表２００２−５２０８２０号公報（特許文献２）では、バリヤー層として酸化アルミニウムまたは酸化シリコンからなる無機酸化物層が蒸着されたプラスチックフィルムの積層体を備えた光起電モジュールが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−７４３７８号公報
【特許文献２】特表２００２−５２０８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近、省資源という目的で発電層を薄くしてアモルファスシリコン、ＣＩＧＳ系化合物、ＣＩＳ系化合物を用いて製造された薄膜系太陽電池では、水蒸気等を遮断する性質が、結晶シリコンを用いて製造された太陽電池よりも高いレベルで、太陽電池モジュール用裏面保護シートに要求されている。この要求に応えるためには、上記の公報で提案されるように酸化アルミニウムまたは酸化シリコンが蒸着された積層体では不十分であるので、透湿性がない金属箔を含む積層体を太陽電池モジュール用裏面保護シートに用いることが必須となる。
【０００７】
金属箔としては、工業的にはアルミニウム箔、銅箔、ステンレス鋼箔、鉄箔等を使用することができるが、製造コストを考慮するとアルミニウム箔を用いるのが好ましい。従来から、太陽電池モジュール用裏面保護シートを構成する積層体にアルミニウム箔を含ませることが行われている。
【０００８】
しかしながら、屋外に設置される太陽電池モジュールには長期の耐久性が要求される。特に海岸に近い場所や工業地帯に設置される太陽電池モジュールでは、裏面保護シートが直接、大気には接しないが、裏面保護シートを構成するアルミニウム箔が塩分や酸性成分の存在により腐食するという問題があった。これにより、裏面保護シートにおいて水蒸気等を遮断する性質が低下し、太陽電池モジュールの発電能力が低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置され、アルミニウム箔を備えた太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、水蒸気を遮断する性質を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するためには、耐食性の高いアルミニウム箔を用いる必要がある。アルミニウム合金の腐食の形態には、孔食と全面腐食がある。耐孔食性を高めるためには、９９．９９質量％以上の純度の高いアルミニウム箔を用いればよい。一方、圧延加工が容易であること、製造コストが安価であること、ピンホールが生じないこと等を考慮すると、アルミニウム箔の最適な厚みは７〜１２０μｍである。また、このアルミニウム箔の厚みは、圧延加工が可能でピンホールが生じない等、水蒸気を遮断する性質が同等以上である限り、薄い方が好ましいことはいうまでもない。
【００１１】
ところで、９９．９９質量％以上の純度の高いアルミニウム箔は耐孔食性に優れるが、耐全面腐食性に劣る場合がある。屋外に設置される太陽電池モジュール、特に高温多湿の雰囲気に設置される太陽電池モジュールでは、上記の純度の高いアルミニウム箔は全面腐食が進行しやすくなることが発明者によって確認された。
【００１２】
そこで、発明者は、塩水・酸等の化学物質との接触および高温高湿下でも腐食が生じにくく、かつ、７〜１２０μｍ程度の厚みに圧延加工することが可能なアルミニウム箔の組成について鋭意検討するとともに、太陽電池モジュール用裏面保護シートに適用することによって、水蒸気を遮断する性質を高めることが可能な構成についても検討した。本願発明は、上記の検討結果により得られた発明者の知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
すなわち、この発明に従った太陽電池モジュール用裏面保護シートは、結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置して使用される太陽電池モジュール用裏面保護シートであって、第一の合成樹脂フィルム層、アルミニウム箔層、第二の合成樹脂フィルム層の順に積層されて構成され、アルミニウム箔層が、０．１質量％以上６質量％以下のマンガンと、０．０１質量％を超え０．４質量％以下の鉄と、０．０１質量％を超え０．３質量％以下のシリコンと、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金からなる。
【００１４】
この発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、アルミニウム合金が、０．０００１質量％以上０．０５質量％以下のチタン、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の亜鉛および０．０００１質量％以上０．０１質量％以下のガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１種をさらに含んでもよい。
【００１５】
また、この発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、アルミニウム箔層の厚みが７μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
さらに、この発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、第一の合成樹脂フィルム層が、５０μｍ以上３００μｍ以下の厚みを有し、かつ、ポリエチレンテレフタレートフィルムを含むことが好ましい。
【００１７】
この発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、第二の合成樹脂フィルム層が、２０μｍ以上２００μｍ以下の厚みを有し、かつ、ポリエチレンテレフタレートフィルムおよびエチレントリフルオロエチレンフィルムからなる群より選ばれた少なくとも１種の合成樹脂フィルムを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、耐食性に優れたアルミニウム箔層を備えているので、太陽電池モジュール用裏面保護シートの水蒸気を遮断する性質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に従った一つの実施の形態としての太陽電池用裏面保護シートが適用される太陽電池モジュールの概略的な断面構造を示す図である。
【図２】本発明の太陽電池用裏面保護シートの一つの実施の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、この発明に従った一つの実施の形態としての太陽電池用裏面保護シートが適用される太陽電池モジュールの概略的な断面構造を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、太陽電池モジュール１００には、多数個の太陽電池素子１が配列されている。これらの太陽電池素子１は電極２を介して相互に接続配線３によって電気的に接続され、太陽電池モジュール１００全体としてはリード線４によって裏面側に端子５が取り出され、端子５は端子箱６に収納されている。エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂等からなる充填材７が多数個の太陽電池素子１を封止するために配置されている。太陽電池モジュールの受光面側に位置する充填材７の外表面には、透明ガラス層８が固着されている。太陽電池モジュールの設置面側に位置する充填材７の外表面には、本発明の太陽電池用裏面保護シート１０が固着されている。なお、太陽電池モジュール１００の側面にはアルミニウム製枠部材９がシール材を介して取り付けられている。
【００２２】
図２は、本発明の太陽電池用裏面保護シートの一つの実施の形態を示す断面図である。
【００２３】
図２に示すように、太陽電池用裏面保護シート１０は、太陽電池モジュール１００（図１）から相対的に遠い側（外側）に配置される外層から、第二の合成樹脂フィルム層１１、アルミニウム箔層１２、第一の合成樹脂フィルム層１３の順に積層された積層体から構成される。第二の合成樹脂フィルム層１１とアルミニウム箔層１２との間、アルミニウム箔層１２と第一の合成樹脂フィルム層１３との間には、接着材層１４が配置されている。なお、この実施の形態では、第一の合成樹脂フィルム層１３の内側表面には、ポリエステル系またはアクリル系のプライマー層１５がコーティングされているが、プライマー層１５がコーティングされていなくてもよい。
【００２４】
言い換えれば、図２に示すように、この発明の一つの実施の形態である太陽電池モジュール用裏面保護シート１０においては、アルミニウム箔層１２の両面にそれぞれ、第一の合成樹脂フィルム層１３と第二の合成樹脂フィルム層１１が積層される。
【００２５】
第一の合成樹脂フィルム層１３および第二の合成樹脂フィルム層１１の材料は、特に限定されないが、たとえば、ポリエチレン（ＰＥ）（高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート系樹脂、フッ素樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アセタール系樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリアミド系樹脂、その他の各種の樹脂のフィルムまたはシートを使用することができる。これらの樹脂のフィルムまたはシートは、一軸または二軸方向に延伸されているものでもよい。
【００２６】
第一の合成樹脂フィルム層１３および第二の合成樹脂フィルム層１１の各々は、複数のフィルムまたはシートを積層することによって構成されてもよい。
【００２７】
第一の合成樹脂フィルム層１３および第二の合成樹脂フィルム層１１の各々における積層方法と、第一の合成樹脂フィルム層１３または第二の合成樹脂フィルム層１１とアルミニウム箔層１２との積層方法は、公知の方法を用いればよく、たとえば、２液硬化型ウレタン系接着剤、ポリエーテルウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルポリオール系接着剤、ポリエステルポリウレタンポリオール系接着剤等を用いたドライラミネート法、共押出し法、押出しコート法、アンカーコート剤を用いた熱ラミネート法等による方法を採用できるが、特に芳香族イソシアネートまたは脂肪族イソシアネートの少なくとも１種を含むウレタン系接着剤を用いてドライラミネート法により積層するのが好ましい。
【００２８】
なお、紫外線を吸収または反射する目的で、第一の合成樹脂フィルム層１３または第二の合成樹脂フィルム層１１の少なくともいずれかに、酸化チタンや硫酸バリウム等の白色顔料、または、カーボン等の黒色顔料を混入してもよい。また、着色顔料以外の公知の紫外線吸収剤、水分吸収剤（乾燥剤）、酸素吸収剤、酸化防止剤等公知の添加剤を第一の合成樹脂フィルム層１３または第二の合成樹脂フィルム層１１の少なくともいずれかに混入することもできる。
【００２９】
第一の合成樹脂フィルム層１３は、アルミニウム箔層１２の太陽電池（発電セル）側の表面の上に積層される。第一の合成樹脂フィルム層１３の厚みは、５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１２５μｍ以上２５０μｍ以下である。また、第一の合成樹脂フィルム層１３が透明や着色のポリエチレンテレフタレートを少なくとも一層含むと、強度、耐熱性、耐久性等の点でより好ましい。第一の合成樹脂フィルム層１３の厚みが５０μｍ未満であると、太陽電池（発電セル）とアルミニウム箔層１２との絶縁が十分でない。また、第一の合成樹脂フィルム層１３の厚みが３００μｍを超えると、絶縁性が飽和し、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の重量が過重になったり、柔軟性が損なわれたりする。第一の合成樹脂フィルム層１３を構成する着色ポリエチレンテレフタレートフィルムとしては、カーボン顔料で着色した黒色ポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に使用される。
【００３０】
また、第一の合成樹脂フィルム層１３の太陽電池（発電セル）側の表面には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂等からなる充填材７（図１）との密着性を改善するために、図２に示すようにプライマー層１５を形成してもよい。プライマー剤としてはアクリル系プライマー、ポリエステル系プライマー等を使用するのが好ましい。プライマー剤の塗布量は２〜１５ｇ／ｍ２程度とすればよい。
【００３１】
第二の合成樹脂フィルム層１１は、アルミニウム箔層１２の太陽電池（発電セル）側と反対側の表面の上に積層される。第二の合成樹脂フィルム層１１の厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。また、第二の合成樹脂フィルム層１１が透明や着色のポリエチレンテレフタレートフィルムまたはエチレントリフルオロエチレンを少なくとも一層含むと、強度、耐熱性、耐久性等の点でより好ましい。第二の合成樹脂フィルム層１１の厚みが２０μｍ未満であると、耐候性が十分でない。また、第二の合成樹脂フィルム層１１の厚みが２００μｍを超えると、耐候性が飽和し、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の重量が過重になったり、柔軟性が損なわれたりする。第二の合成樹脂フィルム層１１の耐候性をより高めるために、ポリエチレンナフタレートフィルム、または、ポリフッ化ビニリデンやポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂フィルムを含んでもよい。第二の合成樹脂フィルム層１１を構成する着色ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはエチレントリフルオロエチレンフィルムとしては、カーボン顔料で着色した黒色フィルム、または、酸化チタン顔料や硫酸バリウム顔料で着色された白色フィルムが好適に使用される。
【００３２】
アルミニウム箔層１２は、０．１質量％以上６質量％以下のマンガンと、０．０１質量％を超え０．４質量％以下の鉄と、０．０１質量％を超え０．３質量％以下のシリコンと、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金からなる。また、上記のアルミニウム合金は、０．０００１質量％以上０．０５質量％以下のチタン、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の亜鉛および０．０００１質量％以上０．０１質量％以下のガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１種をさらに含んでもよい。
【００３３】
以下、上記のアルミニウム合金の組成、合金元素の添加量の範囲、上記のアルミニウム合金の製造方法の条件等について詳細に説明する。
【００３４】
（１）マンガン（Ｍｎ）：０．１質量％以上６質量％以下
マンガンは、アルミニウム合金の耐食性を大きく低下させることなく、強度を向上させる元素である。マンガンの含有量が０．１質量％未満であると、十分な強度が得られない。また、マンガンの含有量が６質量％を超えると、伸び、成形性が低下する。そのため、マンガンの含有量を０．１質量％以上６質量％以下にする必要がある。アルミニウム合金の耐食性、強度、成形性および圧延性を兼ね備えるためには、マンガンの含有量を０．５質量％以上２．０質量％以下とするのがさらに好ましい。
【００３５】
（２）鉄（Ｆｅ）：０．０１質量％を超え０．４質量％以下
鉄は、上述のマンガンと共にアルミニウム−鉄−マンガンの金属間化合物を形成する。アルミニウム−鉄−マンガン系の金属間化合物は、Ａｌ６（Ｆｅ、Ｍｎ）等で表され、アルミニウム−マンガン系の金属間化合物Ａｌ６Ｍｎとは異なり、たとえば、海岸沿いなどの塩分濃度が高くなる地域や、強酸性となりうる環境下では、プラスティック材料でラミネートされていてもアルミニウム合金の耐食性を極端に低下させ、孔食および全面腐食の原因となる。鉄の含有量が０．４質量％を超えると、耐孔食性すなわち耐食性が著しく低下する。鉄の含有量が０．０１質量％以下になると、耐孔食性にはより優れるが、全面腐食が生じやすくなり、結果として耐食性が著しく低下する。
【００３６】
（３）シリコン（Ｓｉ）：０．０１質量％を超え０．３質量％以下
シリコンがアルミニウム合金中に存在すると、酸性の環境ではアルミニウム合金の耐食性を大幅に低下させ、特に孔食の原因となる。また、シリコンの含有量を少なくすると、アルミニウム合金の結晶粒径が小さくなる。これにより、アルミニウム合金の耐力、すなわち強度が大きくなるとともに、アルミニウム合金の伸び、すなわち成形性をも向上させることができる。これらの特性を発揮させるためには、シリコンの含有量を０．３質量％以下とする必要がある。シリコンの含有量が０．０１質量以下になると、耐孔食性にはより優れるが、全面腐食が生じやすくなり、結果として耐食性が著しく低下する。
【００３７】
（４）銅（Ｃｕ）：０．０００１質量％以上０．０１質量％以下
銅はアルミニウム合金内に微量に存在してもアルミニウム合金の耐食性を低下させる。そのため、銅の含有量は０．０１質量％以下とする。銅の含有量を０．０００１質量％以上としたのは、銅の含有量を０．０００１質量％未満としても、耐孔食性向上の効果は飽和する一方、コスト高になるためである。好ましくは、銅の含有量は０．００８質量％以下である。
【００３８】
また、不可避不純物として、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の亜鉛、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下のガリウムがアルミニウム合金内に含まれていてもよい。
【００３９】
チタンは、アルミニウム合金の耐食性を大きく低下させることなく、アルミニウム合金の強度を向上させる。特に、チタンを添加すると、成形の欠陥となる、粗大なアルミニウム−鉄−マンガンの金属間化合物を微細化する。また、これにより、アルミニウム合金に靭性を与えることができる。チタンの含有量が０．０００１質量％未満では、強度の向上や靭性の付与等の効果が十分に得られない。チタンの含有量が０．０５質量％を超えると、成形性が低下する。そのため、チタンの含有量を０．０００１質量％以上０．０５質量％以下とする必要がある。
【００４０】
以上のように、アルミニウム内に上述のような添加元素を最適量添加することによって、アルミニウム合金の再結晶組織が超微細化する。これにより、アルミニウム合金を圧延に適した強度に改善することができるとともに、マンガンと鉄の含有量を最適化することによって孔食および全面腐食を防止することができるだけの耐食性に優れている。このことが、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を構成するアルミニウム箔層１２に用いられるアルミニウム合金の特徴である。
【００４１】
なお、上記のアルミニウム合金は、上記の特性や効果に影響を与えない程度の含有量で、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）等の遷移元素、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等の元素を含んでいてもよい。
【００４２】
アルミニウム箔層１２の厚みは、７μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。マンガンの含有量が２．０質量％以下のとき、アルミニウム箔層１２の厚みは１０μｍ以上４０μｍ以下が好ましく、マンガンの含有量が２．０質量％を超えるとき、アルミニウム箔層１２の厚みは２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。アルミニウム箔層１２の厚みを７μｍ以下としたのは、アルミニウム箔を７μｍ未満の厚みに加工することが困難であるからである。また、アルミニウム箔層１２の厚みが１２０μｍを超えると、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の重量が過重になったり、柔軟性が損なわれたりする。
【実施例】
【００４３】
太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の実施例と比較例の試料を次のようにして作製した。
【００４４】
まず、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を構成するアルミニウム箔層１２の材料を次のようにして準備した。０．８質量％のマンガン、０．０２７質量％の鉄、０．０１５質量％のシリコン、０．００３質量％の銅、０．００１質量％の亜鉛、０．０００２質量％のガリウムおよび０．０００７質量％のチタンを含むアルミニウム合金を１７μｍの厚みに圧延し、温度３５０℃で焼鈍した。
【００４５】
（実施例１）
上記で得られたアルミニウム箔層１２の片面に、厚みが１８８μｍの透明ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＳ１０）からなる透明樹脂フィルムを、ドライラミネート用接着剤を用いてドライラミネート法で接着し、さらにその上に、厚みが５０μｍの黒色ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＸ３０）からなる黒色樹脂フィルムを同様にドライラミネート法で接着し、第一の合成樹脂フィルム層１３とした。次に、アルミニウム箔層１２の反対側の面に、厚みが５０μｍの白色ＰＥＴ（帝人デュポンフィルム株式会社製、製品名テトロンＵ２）からなる耐透湿樹脂フィルムを同様にドライラミネート法で接着し、第二の合成樹脂フィルム層１１とした。このようにして、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００４６】
（実施例２）
第一の合成樹脂フィルム層１３を、厚みが１２５μｍの透明ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＳ１０）とする以外は実施例１と同様にして、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００４７】
（実施例３）
上記で得られたアルミニウム箔層１２の片面に、厚みが１８８μｍの透明ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＳ１０）からなる透明樹脂フィルムを、ドライラミネート用接着剤を用いてドライラミネート法で接着し、その上に、厚みが５０μｍの黒色ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＸ３０）からなる黒色樹脂フィルムを同様にドライラミネート法で接着し、さらにその上に、厚みが５０μｍのＰＥ（東セロ株式会社製、製品名Ｔ．Ｕ．Ｘ−ＨＣ）をウレタン系接着剤（三井化学ポリウレタン株式会社製、製品名タケラックＡ３１５）で接着して第一の合成樹脂フィルム層１３とした。次に、アルミニウム箔層１２の反対側の面に、厚みが２５μｍの黒色ＥＴＦＥ（旭硝子株式会社製、製品名アフレックスＥＴＦＥ）からなる耐透湿樹脂フィルムをウレタン系接着剤で接着し、第二の合成樹脂フィルム層１１とした。このようにして、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００４８】
（比較例１）
アルミニウム箔層１２の材料として、０．１質量％のマンガン、０．６質量％の鉄、０．３５質量％のシリコン、０．１質量％の銅、０．１質量％の亜鉛および０．０３質量％のチタンを含むアルミニウム合金からなり、厚みが１７μｍのアルミニウム箔を用いた以外は実施例１と同様にして、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００４９】
（比較例２）
アルミニウム箔層１２の材料として、０．１質量％のマンガン、０．６質量％の鉄、０．３５質量％のシリコン、０．１質量％の銅、０．１質量％の亜鉛および０．０３質量％のチタンを含むアルミニウム合金からなり、厚みが１７μｍのアルミニウム箔を用いた以外は実施例２と同様にして、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００５０】
（比較例３）
アルミニウム箔層１２の材料として、０．８質量％のマンガン、０．００５質量％の鉄、０．００５質量％のシリコン、０．０００１質量％の銅、０．０００１質量％の亜鉛および０．０００１質量％のチタンを含むアルミニウム合金からなり、厚みが１７μｍのアルミニウム箔を用いた以外は実施例２と同様にして、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００５１】
得られた太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の厚み、水蒸気透過率および耐食性を測定した。その結果を表１に示す。
【００５２】
表１において、「シート厚み」は、マイクロゲージで測定した。
【００５３】
「水蒸気透過率」の「初期」は、実施例１〜３、比較例１〜３の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０について、ＪＩＳ Ｚ０２０８「防湿包装材料の透湿度試験方法（カップ法）」に準拠して水蒸気透過率を測定した結果を示す。また、「水蒸気透過率」の「２０００時間後」は、別途作製された実施例１〜３、比較例１〜３の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を温度８５℃、湿度８５％の雰囲気で２０００時間保持した後に、上記と同様にして水蒸気透過率を測定した結果を示す。
【００５４】
「耐食性１」は、上記「水蒸気透過率」の「２０００時間後」と同様に作製した試料を用いて観察した結果を示す。実施例１、実施例３および比較例１の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０では、厚みが５０μｍの黒色ＰＥＴ層を剥がして厚み１８８μｍの透明ＰＥＴからなる透明樹脂フィルムの側から、実施例２、比較例２および比較例３の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０では、厚みが１２５μｍの透明ＰＥＴからなる透明樹脂フィルムの側から、アルミニウム箔層１２の表面を目視観察し、次のように評価した。腐食痕がなかった場合を「○」、一部腐食痕が観察された場合を「△」、相当数の腐食痕が観察された場合を「×」として表１に示す。
【００５５】
「耐食性２」は、実施例１〜３、比較例１〜３の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０について、ＪＩＳ Ｚ２３７１「塩水噴霧試験方法」に準拠して塩水噴霧を５００時間行なった後、「耐食性１」と同様に、アルミニウム箔層１２の表面を目視観察し、評価した結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
次に、表２に示す組成および厚みのアルミニウム箔をアルミニウム箔層１２の材料として用いた以外は、実施例２と同様にして、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。得られた太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の水蒸気透過率および耐食性を上記と同様にして測定した。その結果を表３に示す。合金１４の箔厚を３０μｍとしたのは、１７μｍの厚みまで圧延することができなかったからである。
【００５８】
なお、合金１では、厚みが５０μｍの合金１Ａと、圧延限界の厚みが３０μｍの合金１Ｂを評価した。
【００５９】
表２において、下線を付した数値は、本発明の範囲外の含有量であることを示す。
【００６０】
【表２】
【００６１】
【表３】
【００６２】
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１０：太陽電池用裏面保護シート、１１：第二の合成樹脂フィルム層、１２：アルミニウム箔層、１３：第一の合成樹脂フィルム層、１００：太陽電池モジュール。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、太陽電池モジュールの裏面側に配置される太陽電池モジュール用裏面保護シートに関し、特定的には、アモルファス（非晶質）薄膜シリコン太陽電池モジュール、ＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系化合物太陽電池、ＣＩＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ）系化合物太陽電池等の結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池の裏面側に配置される太陽電池モジュール用裏面保護シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、その性質上屋外に設置されることが多いので、太陽電池素子、電極、配線等を保護する目的で、太陽光が当たる表面側には透明ガラスを配置し、裏面側には、太陽電池モジュール用裏面保護シートとして積層材を配置することが提案されている。
【０００３】
たとえば、特開平７−７４３７８号公報（特許文献１）では、ガスバリヤー性のフィルムとして、蒸着により酸化シリコンを少なくとも片面に積層した高分子フィルムを用いた非晶質シリコン太陽電池が提案されている。
【０００４】
また、たとえば、特表２００２−５２０８２０号公報（特許文献２）では、バリヤー層として酸化アルミニウムまたは酸化シリコンからなる無機酸化物層が蒸着されたプラスチックフィルムの積層体を備えた光起電モジュールが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−７４３７８号公報
【特許文献２】特表２００２−５２０８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近、省資源という目的で発電層を薄くしてアモルファスシリコン、ＣＩＧＳ系化合物、ＣＩＳ系化合物を用いて製造された薄膜系太陽電池では、水蒸気等を遮断する性質が、結晶シリコンを用いて製造された太陽電池よりも高いレベルで、太陽電池モジュール用裏面保護シートに要求されている。この要求に応えるためには、上記の公報で提案されるように酸化アルミニウムまたは酸化シリコンが蒸着された積層体では不十分であるので、透湿性がない金属箔を含む積層体を太陽電池モジュール用裏面保護シートに用いることが必須となる。
【０００７】
金属箔としては、工業的にはアルミニウム箔、銅箔、ステンレス鋼箔、鉄箔等を使用することができるが、製造コストを考慮するとアルミニウム箔を用いるのが好ましい。従来から、太陽電池モジュール用裏面保護シートを構成する積層体にアルミニウム箔を含ませることが行われている。
【０００８】
しかしながら、屋外に設置される太陽電池モジュールには長期の耐久性が要求される。特に海岸に近い場所や工業地帯に設置される太陽電池モジュールでは、裏面保護シートが直接、大気には接しないが、裏面保護シートを構成するアルミニウム箔が塩分や酸性成分の存在により腐食するという問題があった。これにより、裏面保護シートにおいて水蒸気等を遮断する性質が低下し、太陽電池モジュールの発電能力が低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置され、アルミニウム箔を備えた太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、水蒸気を遮断する性質を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するためには、耐食性の高いアルミニウム箔を用いる必要がある。アルミニウム合金の腐食の形態には、孔食と全面腐食がある。耐孔食性を高めるためには、９９．９９質量％以上の純度の高いアルミニウム箔を用いればよい。一方、圧延加工が容易であること、製造コストが安価であること、ピンホールが生じないこと等を考慮すると、アルミニウム箔の最適な厚みは７〜１２０μｍである。また、このアルミニウム箔の厚みは、圧延加工が可能でピンホールが生じない等、水蒸気を遮断する性質が同等以上である限り、薄い方が好ましいことはいうまでもない。
【００１１】
ところで、９９．９９質量％以上の純度の高いアルミニウム箔は耐孔食性に優れるが、耐全面腐食性に劣る場合がある。屋外に設置される太陽電池モジュール、特に高温多湿の雰囲気に設置される太陽電池モジュールでは、上記の純度の高いアルミニウム箔は全面腐食が進行しやすくなることが発明者によって確認された。
【００１２】
そこで、発明者は、塩水・酸等の化学物質との接触および高温高湿下でも腐食が生じにくく、かつ、７〜１２０μｍ程度の厚みに圧延加工することが可能なアルミニウム箔の組成について鋭意検討するとともに、太陽電池モジュール用裏面保護シートに適用することによって、水蒸気を遮断する性質を高めることが可能な構成についても検討した。本願発明は、上記の検討結果により得られた発明者の知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
すなわち、この発明に従った太陽電池モジュール用裏面保護シートは、結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置して使用される太陽電池モジュール用裏面保護シートであって、第一の合成樹脂フィルム層、アルミニウム箔層、第二の合成樹脂フィルム層の順に積層されて構成され、アルミニウム箔層が、０．１質量％以上６質量％以下のマンガンと、０．０１質量％を超え０．４質量％以下の鉄と、０．０１質量％を超え０．３質量％以下のシリコンと、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金からなる。
【００１４】
この発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、アルミニウム合金が、０．０００１質量％以上０．０５質量％以下のチタン、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の亜鉛および０．０００１質量％以上０．０１質量％以下のガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１種をさらに含んでもよい。
【００１５】
また、この発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、アルミニウム箔層の厚みが７μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
さらに、この発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、第一の合成樹脂フィルム層が、５０μｍ以上３００μｍ以下の厚みを有し、かつ、ポリエチレンテレフタレートフィルムを含むことが好ましい。
【００１７】
この発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、第二の合成樹脂フィルム層が、２０μｍ以上２００μｍ以下の厚みを有し、かつ、ポリエチレンテレフタレートフィルムおよびエチレントリフルオロエチレンフィルムからなる群より選ばれた少なくとも１種の合成樹脂フィルムを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、耐食性に優れたアルミニウム箔層を備えているので、太陽電池モジュール用裏面保護シートの水蒸気を遮断する性質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に従った一つの実施の形態としての太陽電池用裏面保護シートが適用される太陽電池モジュールの概略的な断面構造を示す図である。
【図２】本発明の太陽電池用裏面保護シートの一つの実施の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、この発明に従った一つの実施の形態としての太陽電池用裏面保護シートが適用される太陽電池モジュールの概略的な断面構造を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、太陽電池モジュール１００には、多数個の太陽電池素子１が配列されている。これらの太陽電池素子１は電極２を介して相互に接続配線３によって電気的に接続され、太陽電池モジュール１００全体としてはリード線４によって裏面側に端子５が取り出され、端子５は端子箱６に収納されている。エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂等からなる充填材７が多数個の太陽電池素子１を封止するために配置されている。太陽電池モジュールの受光面側に位置する充填材７の外表面には、透明ガラス層８が固着されている。太陽電池モジュールの設置面側に位置する充填材７の外表面には、本発明の太陽電池用裏面保護シート１０が固着されている。なお、太陽電池モジュール１００の側面にはアルミニウム製枠部材９がシール材を介して取り付けられている。
【００２２】
図２は、本発明の太陽電池用裏面保護シートの一つの実施の形態を示す断面図である。
【００２３】
図２に示すように、太陽電池用裏面保護シート１０は、太陽電池モジュール１００（図１）から相対的に遠い側（外側）に配置される外層から、第二の合成樹脂フィルム層１１、アルミニウム箔層１２、第一の合成樹脂フィルム層１３の順に積層された積層体から構成される。第二の合成樹脂フィルム層１１とアルミニウム箔層１２との間、アルミニウム箔層１２と第一の合成樹脂フィルム層１３との間には、接着材層１４が配置されている。なお、この実施の形態では、第一の合成樹脂フィルム層１３の内側表面には、ポリエステル系またはアクリル系のプライマー層１５がコーティングされているが、プライマー層１５がコーティングされていなくてもよい。
【００２４】
言い換えれば、図２に示すように、この発明の一つの実施の形態である太陽電池モジュール用裏面保護シート１０においては、アルミニウム箔層１２の両面にそれぞれ、第一の合成樹脂フィルム層１３と第二の合成樹脂フィルム層１１が積層される。
【００２５】
第一の合成樹脂フィルム層１３および第二の合成樹脂フィルム層１１の材料は、特に限定されないが、たとえば、ポリエチレン（ＰＥ）（高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート系樹脂、フッ素樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アセタール系樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリアミド系樹脂、その他の各種の樹脂のフィルムまたはシートを使用することができる。これらの樹脂のフィルムまたはシートは、一軸または二軸方向に延伸されているものでもよい。
【００２６】
第一の合成樹脂フィルム層１３および第二の合成樹脂フィルム層１１の各々は、複数のフィルムまたはシートを積層することによって構成されてもよい。
【００２７】
第一の合成樹脂フィルム層１３および第二の合成樹脂フィルム層１１の各々における積層方法と、第一の合成樹脂フィルム層１３または第二の合成樹脂フィルム層１１とアルミニウム箔層１２との積層方法は、公知の方法を用いればよく、たとえば、２液硬化型ウレタン系接着剤、ポリエーテルウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルポリオール系接着剤、ポリエステルポリウレタンポリオール系接着剤等を用いたドライラミネート法、共押出し法、押出しコート法、アンカーコート剤を用いた熱ラミネート法等による方法を採用できるが、特に芳香族イソシアネートまたは脂肪族イソシアネートの少なくとも１種を含むウレタン系接着剤を用いてドライラミネート法により積層するのが好ましい。
【００２８】
なお、紫外線を吸収または反射する目的で、第一の合成樹脂フィルム層１３または第二の合成樹脂フィルム層１１の少なくともいずれかに、酸化チタンや硫酸バリウム等の白色顔料、または、カーボン等の黒色顔料を混入してもよい。また、着色顔料以外の公知の紫外線吸収剤、水分吸収剤（乾燥剤）、酸素吸収剤、酸化防止剤等公知の添加剤を第一の合成樹脂フィルム層１３または第二の合成樹脂フィルム層１１の少なくともいずれかに混入することもできる。
【００２９】
第一の合成樹脂フィルム層１３は、アルミニウム箔層１２の太陽電池（発電セル）側の表面の上に積層される。第一の合成樹脂フィルム層１３の厚みは、５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１２５μｍ以上２５０μｍ以下である。また、第一の合成樹脂フィルム層１３が透明や着色のポリエチレンテレフタレートを少なくとも一層含むと、強度、耐熱性、耐久性等の点でより好ましい。第一の合成樹脂フィルム層１３の厚みが５０μｍ未満であると、太陽電池（発電セル）とアルミニウム箔層１２との絶縁が十分でない。また、第一の合成樹脂フィルム層１３の厚みが３００μｍを超えると、絶縁性が飽和し、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の重量が過重になったり、柔軟性が損なわれたりする。第一の合成樹脂フィルム層１３を構成する着色ポリエチレンテレフタレートフィルムとしては、カーボン顔料で着色した黒色ポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に使用される。
【００３０】
また、第一の合成樹脂フィルム層１３の太陽電池（発電セル）側の表面には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂等からなる充填材７（図１）との密着性を改善するために、図２に示すようにプライマー層１５を形成してもよい。プライマー剤としてはアクリル系プライマー、ポリエステル系プライマー等を使用するのが好ましい。プライマー剤の塗布量は２〜１５ｇ／ｍ２程度とすればよい。
【００３１】
第二の合成樹脂フィルム層１１は、アルミニウム箔層１２の太陽電池（発電セル）側と反対側の表面の上に積層される。第二の合成樹脂フィルム層１１の厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。また、第二の合成樹脂フィルム層１１が透明や着色のポリエチレンテレフタレートフィルムまたはエチレントリフルオロエチレンを少なくとも一層含むと、強度、耐熱性、耐久性等の点でより好ましい。第二の合成樹脂フィルム層１１の厚みが２０μｍ未満であると、耐候性が十分でない。また、第二の合成樹脂フィルム層１１の厚みが２００μｍを超えると、耐候性が飽和し、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の重量が過重になったり、柔軟性が損なわれたりする。第二の合成樹脂フィルム層１１の耐候性をより高めるために、ポリエチレンナフタレートフィルム、または、ポリフッ化ビニリデンやポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂フィルムを含んでもよい。第二の合成樹脂フィルム層１１を構成する着色ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはエチレントリフルオロエチレンフィルムとしては、カーボン顔料で着色した黒色フィルム、または、酸化チタン顔料や硫酸バリウム顔料で着色された白色フィルムが好適に使用される。
【００３２】
アルミニウム箔層１２は、０．１質量％以上６質量％以下のマンガンと、０．０１質量％を超え０．４質量％以下の鉄と、０．０１質量％を超え０．３質量％以下のシリコンと、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金からなる。また、上記のアルミニウム合金は、０．０００１質量％以上０．０５質量％以下のチタン、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の亜鉛および０．０００１質量％以上０．０１質量％以下のガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１種をさらに含んでもよい。
【００３３】
以下、上記のアルミニウム合金の組成、合金元素の添加量の範囲、上記のアルミニウム合金の製造方法の条件等について詳細に説明する。
【００３４】
（１）マンガン（Ｍｎ）：０．１質量％以上６質量％以下
マンガンは、アルミニウム合金の耐食性を大きく低下させることなく、強度を向上させる元素である。マンガンの含有量が０．１質量％未満であると、十分な強度が得られない。また、マンガンの含有量が６質量％を超えると、伸び、成形性が低下する。そのため、マンガンの含有量を０．１質量％以上６質量％以下にする必要がある。アルミニウム合金の耐食性、強度、成形性および圧延性を兼ね備えるためには、マンガンの含有量を０．５質量％以上２．０質量％以下とするのがさらに好ましい。
【００３５】
（２）鉄（Ｆｅ）：０．０１質量％を超え０．４質量％以下
鉄は、上述のマンガンと共にアルミニウム−鉄−マンガンの金属間化合物を形成する。アルミニウム−鉄−マンガン系の金属間化合物は、Ａｌ６（Ｆｅ、Ｍｎ）等で表され、アルミニウム−マンガン系の金属間化合物Ａｌ６Ｍｎとは異なり、たとえば、海岸沿いなどの塩分濃度が高くなる地域や、強酸性となりうる環境下では、プラスティック材料でラミネートされていてもアルミニウム合金の耐食性を極端に低下させ、孔食および全面腐食の原因となる。鉄の含有量が０．４質量％を超えると、耐孔食性すなわち耐食性が著しく低下する。鉄の含有量が０．０１質量％以下になると、耐孔食性にはより優れるが、全面腐食が生じやすくなり、結果として耐食性が著しく低下する。
【００３６】
（３）シリコン（Ｓｉ）：０．０１質量％を超え０．３質量％以下
シリコンがアルミニウム合金中に存在すると、酸性の環境ではアルミニウム合金の耐食性を大幅に低下させ、特に孔食の原因となる。また、シリコンの含有量を少なくすると、アルミニウム合金の結晶粒径が小さくなる。これにより、アルミニウム合金の耐力、すなわち強度が大きくなるとともに、アルミニウム合金の伸び、すなわち成形性をも向上させることができる。これらの特性を発揮させるためには、シリコンの含有量を０．３質量％以下とする必要がある。シリコンの含有量が０．０１質量以下になると、耐孔食性にはより優れるが、全面腐食が生じやすくなり、結果として耐食性が著しく低下する。
【００３７】
（４）銅（Ｃｕ）：０．０００１質量％以上０．０１質量％以下
銅はアルミニウム合金内に微量に存在してもアルミニウム合金の耐食性を低下させる。そのため、銅の含有量は０．０１質量％以下とする。銅の含有量を０．０００１質量％以上としたのは、銅の含有量を０．０００１質量％未満としても、耐孔食性向上の効果は飽和する一方、コスト高になるためである。好ましくは、銅の含有量は０．００８質量％以下である。
【００３８】
また、不可避不純物として、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の亜鉛、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下のガリウムがアルミニウム合金内に含まれていてもよい。
【００３９】
チタンは、アルミニウム合金の耐食性を大きく低下させることなく、アルミニウム合金の強度を向上させる。特に、チタンを添加すると、成形の欠陥となる、粗大なアルミニウム−鉄−マンガンの金属間化合物を微細化する。また、これにより、アルミニウム合金に靭性を与えることができる。チタンの含有量が０．０００１質量％未満では、強度の向上や靭性の付与等の効果が十分に得られない。チタンの含有量が０．０５質量％を超えると、成形性が低下する。そのため、チタンの含有量を０．０００１質量％以上０．０５質量％以下とする必要がある。
【００４０】
以上のように、アルミニウム内に上述のような添加元素を最適量添加することによって、アルミニウム合金の再結晶組織が超微細化する。これにより、アルミニウム合金を圧延に適した強度に改善することができるとともに、マンガンと鉄の含有量を最適化することによって孔食および全面腐食を防止することができるだけの耐食性に優れている。このことが、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を構成するアルミニウム箔層１２に用いられるアルミニウム合金の特徴である。
【００４１】
なお、上記のアルミニウム合金は、上記の特性や効果に影響を与えない程度の含有量で、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）等の遷移元素、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等の元素を含んでいてもよい。
【００４２】
アルミニウム箔層１２の厚みは、７μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。マンガンの含有量が２．０質量％以下のとき、アルミニウム箔層１２の厚みは１０μｍ以上４０μｍ以下が好ましく、マンガンの含有量が２．０質量％を超えるとき、アルミニウム箔層１２の厚みは２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。アルミニウム箔層１２の厚みを７μｍ以下としたのは、アルミニウム箔を７μｍ未満の厚みに加工することが困難であるからである。また、アルミニウム箔層１２の厚みが１２０μｍを超えると、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の重量が過重になったり、柔軟性が損なわれたりする。
【実施例】
【００４３】
太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の実施例と比較例の試料を次のようにして作製した。
【００４４】
まず、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を構成するアルミニウム箔層１２の材料を次のようにして準備した。０．８質量％のマンガン、０．０２７質量％の鉄、０．０１５質量％のシリコン、０．００３質量％の銅、０．００１質量％の亜鉛、０．０００２質量％のガリウムおよび０．０００７質量％のチタンを含むアルミニウム合金を１７μｍの厚みに圧延し、温度３５０℃で焼鈍した。
【００４５】
（実施例１）
上記で得られたアルミニウム箔層１２の片面に、厚みが１８８μｍの透明ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＳ１０）からなる透明樹脂フィルムを、ドライラミネート用接着剤を用いてドライラミネート法で接着し、さらにその上に、厚みが５０μｍの黒色ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＸ３０）からなる黒色樹脂フィルムを同様にドライラミネート法で接着し、第一の合成樹脂フィルム層１３とした。次に、アルミニウム箔層１２の反対側の面に、厚みが５０μｍの白色ＰＥＴ（帝人デュポンフィルム株式会社製、製品名テトロンＵ２）からなる耐透湿樹脂フィルムを同様にドライラミネート法で接着し、第二の合成樹脂フィルム層１１とした。このようにして、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００４６】
（実施例２）
第一の合成樹脂フィルム層１３を、厚みが１２５μｍの透明ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＳ１０）とする以外は実施例１と同様にして、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００４７】
（実施例３）
上記で得られたアルミニウム箔層１２の片面に、厚みが１８８μｍの透明ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＳ１０）からなる透明樹脂フィルムを、ドライラミネート用接着剤を用いてドライラミネート法で接着し、その上に、厚みが５０μｍの黒色ＰＥＴ（東レ株式会社製、製品名ルミラーＸ３０）からなる黒色樹脂フィルムを同様にドライラミネート法で接着し、さらにその上に、厚みが５０μｍのＰＥ（東セロ株式会社製、製品名Ｔ．Ｕ．Ｘ−ＨＣ）をウレタン系接着剤（三井化学ポリウレタン株式会社製、製品名タケラックＡ３１５）で接着して第一の合成樹脂フィルム層１３とした。次に、アルミニウム箔層１２の反対側の面に、厚みが２５μｍの黒色ＥＴＦＥ（旭硝子株式会社製、製品名アフレックスＥＴＦＥ）からなる耐透湿樹脂フィルムをウレタン系接着剤で接着し、第二の合成樹脂フィルム層１１とした。このようにして、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００４８】
（比較例１）
アルミニウム箔層１２の材料として、０．１質量％のマンガン、０．６質量％の鉄、０．３５質量％のシリコン、０．１質量％の銅、０．１質量％の亜鉛および０．０３質量％のチタンを含むアルミニウム合金からなり、厚みが１７μｍのアルミニウム箔を用いた以外は実施例１と同様にして、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００４９】
（比較例２）
アルミニウム箔層１２の材料として、０．１質量％のマンガン、０．６質量％の鉄、０．３５質量％のシリコン、０．１質量％の銅、０．１質量％の亜鉛および０．０３質量％のチタンを含むアルミニウム合金からなり、厚みが１７μｍのアルミニウム箔を用いた以外は実施例２と同様にして、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００５０】
（比較例３）
アルミニウム箔層１２の材料として、０．８質量％のマンガン、０．００５質量％の鉄、０．００５質量％のシリコン、０．０００１質量％の銅、０．０００１質量％の亜鉛および０．０００１質量％のチタンを含むアルミニウム合金からなり、厚みが１７μｍのアルミニウム箔を用いた以外は実施例２と同様にして、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。
【００５１】
得られた太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の厚み、水蒸気透過率および耐食性を測定した。その結果を表１に示す。
【００５２】
表１において、「シート厚み」は、マイクロゲージで測定した。
【００５３】
「水蒸気透過率」の「初期」は、実施例１〜３、比較例１〜３の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０について、ＪＩＳ Ｚ０２０８「防湿包装材料の透湿度試験方法（カップ法）」に準拠して水蒸気透過率を測定した結果を示す。また、「水蒸気透過率」の「２０００時間後」は、別途作製された実施例１〜３、比較例１〜３の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を温度８５℃、湿度８５％の雰囲気で２０００時間保持した後に、上記と同様にして水蒸気透過率を測定した結果を示す。
【００５４】
「耐食性１」は、上記「水蒸気透過率」の「２０００時間後」と同様に作製した試料を用いて観察した結果を示す。実施例１、実施例３および比較例１の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０では、厚みが５０μｍの黒色ＰＥＴ層を剥がして厚み１８８μｍの透明ＰＥＴからなる透明樹脂フィルムの側から、実施例２、比較例２および比較例３の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０では、厚みが１２５μｍの透明ＰＥＴからなる透明樹脂フィルムの側から、アルミニウム箔層１２の表面を目視観察し、次のように評価した。腐食痕がなかった場合を「○」、一部腐食痕が観察された場合を「△」、相当数の腐食痕が観察された場合を「×」として表１に示す。
【００５５】
「耐食性２」は、実施例１〜３、比較例１〜３の太陽電池モジュール用裏面保護シート１０について、ＪＩＳ Ｚ２３７１「塩水噴霧試験方法」に準拠して塩水噴霧を５００時間行なった後、「耐食性１」と同様に、アルミニウム箔層１２の表面を目視観察し、評価した結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
次に、表２に示す組成および厚みのアルミニウム箔をアルミニウム箔層１２の材料として用いた以外は、実施例２と同様にして、太陽電池モジュール用裏面保護シート１０を作製した。得られた太陽電池モジュール用裏面保護シート１０の水蒸気透過率および耐食性を上記と同様にして測定した。その結果を表３に示す。合金１４の箔厚を３０μｍとしたのは、１７μｍの厚みまで圧延することができなかったからである。
【００５８】
なお、合金１では、厚みが５０μｍの合金１Ａと、圧延限界の厚みが３０μｍの合金１Ｂを評価した。
【００５９】
表２において、下線を付した数値は、本発明の範囲外の含有量であることを示す。
【００６０】
【表２】
【００６１】
【表３】
【００６２】
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１０：太陽電池用裏面保護シート、１１：第二の合成樹脂フィルム層、１２：アルミニウム箔層、１３：第一の合成樹脂フィルム層、１００：太陽電池モジュール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置して使用される太陽電池モジュール用裏面保護シートであって、
第一の合成樹脂フィルム層、アルミニウム箔層、第二の合成樹脂フィルム層の順に積層されて構成され、
前記アルミニウム箔層が、０．１質量％以上６質量％以下のマンガンと、０．０１質量％を超え０．４質量％以下の鉄と、０．０１質量％を超え０．３質量％以下のシリコンと、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金からなる、太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項２】
前記アルミニウム合金が、０．０００１質量％以上０．０５質量％以下のチタン、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の亜鉛および０．０００１質量％以上０．０１質量％以下のガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１種をさらに含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項３】
前記アルミニウム箔層の厚みが７μｍ以上１２０μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項４】
前記第一の合成樹脂フィルム層が、５０μｍ以上３００μｍ以下の厚みを有し、かつ、ポリエチレンテレフタレートフィルムを含む、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項５】
前記第二の合成樹脂フィルム層が、２０μｍ以上２００μｍ以下の厚みを有し、かつ、
ポリエチレンテレフタレートフィルムおよびエチレントリフルオロエチレンフィルムからなる群より選ばれた少なくとも１種の合成樹脂フィルムを含む、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項１】
結晶シリコンを用いないで製造された薄膜系太陽電池モジュールの裏面側に配置して使用される太陽電池モジュール用裏面保護シートであって、
第一の合成樹脂フィルム層、アルミニウム箔層、第二の合成樹脂フィルム層の順に積層されて構成され、
前記アルミニウム箔層が、０．１質量％以上６質量％以下のマンガンと、０．０１質量％を超え０．４質量％以下の鉄と、０．０１質量％を超え０．３質量％以下のシリコンと、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の銅とを含み、残部がアルミニウムと不可避不純物とを含む、アルミニウム合金からなる、太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項２】
前記アルミニウム合金が、０．０００１質量％以上０．０５質量％以下のチタン、０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の亜鉛および０．０００１質量％以上０．０１質量％以下のガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１種をさらに含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項３】
前記アルミニウム箔層の厚みが７μｍ以上１２０μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項４】
前記第一の合成樹脂フィルム層が、５０μｍ以上３００μｍ以下の厚みを有し、かつ、ポリエチレンテレフタレートフィルムを含む、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項５】
前記第二の合成樹脂フィルム層が、２０μｍ以上２００μｍ以下の厚みを有し、かつ、
ポリエチレンテレフタレートフィルムおよびエチレントリフルオロエチレンフィルムからなる群より選ばれた少なくとも１種の合成樹脂フィルムを含む、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−９３９２（Ｐ２０１１−９３９２Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５０４２４（Ｐ２００９−１５０４２４）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（３９９０５４３２１）東洋アルミニウム株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（３９９０５４３２１）東洋アルミニウム株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
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