太陽電池用バックシートおよび太陽電池
【課題】 高温・多湿下に静置した後でも、水蒸気バリア性に優れた太陽電池用バックシートを提供する。
【解決手段】 白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムと、第一の水性ラテックス層と、第一の無機蒸着層とを該順に連続して有する第一の積層ユニットと、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムと、第二の水性ラテックス層と、第二の無機蒸着層とを該順に連続して有する、第二の積層ユニットとを、接着層を介して、第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置された太陽電池用バックシート。
【解決手段】 白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムと、第一の水性ラテックス層と、第一の無機蒸着層とを該順に連続して有する第一の積層ユニットと、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムと、第二の水性ラテックス層と、第二の無機蒸着層とを該順に連続して有する、第二の積層ユニットとを、接着層を介して、第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置された太陽電池用バックシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水蒸気バリア性に優れた太陽電池用バックシートおよび太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池用バックシートが広く検討されている。例えば、特許文献１には、耐候性・耐加水分解性を有する基材フィルムと、透明プライマー層と、無機化合物からなる蒸着層と、オーバーコート層と、耐熱性を有する基材フィルムとからなる太陽電池用バックシートが記載されている。また、特許文献２には、基材フィルムの表面にバリア層を設けた積層ユニット同士を接着剤で、バリア層同士が対向するように貼り合わせた太陽電池用バックシートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２７２０３号公報
【特許文献２】特開２００８−１３０６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本願発明者が検討したところ、上述のような太陽電池用バックシートは、近年の太陽電池用バックシートの要求に見合ったものではないことが分かった。すなわち、特許文献１に記載の太陽電池用バックシートでは、水蒸気バリア性能が十分ではない。一方、特許文献２では、バリア層として、アルミ箔を用いることが想定されており、絶縁性保護のニーズに沿っていない。さらに、特許文献２において、アルミ箔を用いない場合、必要な水蒸気バリア性能を満たすようにすると、コストが高くなったり、薄膜化が難しくなったりする等の問題がある。
すなわち、新たな太陽電池用バックシートの開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる状況のもと、本願発明者が検討を行った結果、ラミネート型太陽電池用バックシートにおいて、バリア性能を高めるためには、基材フィルムの上に、有機層と無機蒸着層を該順に積層した積層ユニット同士を対向させた構成とすることが有効であることが分かった。しかしながら、本発明者がさらに検討したところ、単に、積層ユニット同士を対向させた構成では、高温下に静置した後の水蒸気バリア性が不十分であることが分かった。この理由として、基材フィルムと有機層の間の界面部において、基材フィルムが加水分解を起こしてしまうことが理由であることが分かった。そこで、基材フィルムとして、白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムと末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムをそれぞれ選択し、さらに、有機層として、水性ラテックスを用いることにより、上記課題を解決しうることを見出した。具体的には以下の手段により上記課題は解決された。
【０００６】
（１）白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムと、第一の水性ラテックス層と、第一の無機蒸着層とを該順に連続して有する第一の積層ユニットと、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムと、第二の水性ラテックス層と、第二の無機蒸着層とを該順に連続して有する、第二の積層ユニットとを、接着層を介して、第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置された太陽電池用バックシート。
（２）接着層の厚みが２μｍ以上１０μｍ未満である（１）に記載の太陽電池用バックシート。
（３）白色化剤が酸化チタン粒子である、（１）または（２）に記載の太陽電池用バックシート。
（４）前記末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ〜３０当量／ｔｏｎである、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（５）無機蒸着層が酸化アルミニウムまたは酸化珪素を主成分とする、（１）〜（４）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（６）第一の水性ラテックス層および第二の水性ラテックス層の少なくとも一方の厚みが、０．５〜３．０μｍである、（１）〜（５）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（７）第一の水性ラテックス層および第二の水性ラテックス層の少なくとも一方が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂およびオレフィン樹脂から選択されるいずれかの樹脂を主成分とする、（１）〜（６）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（８）接着層が二液型ポリウレタン系接着剤を硬化して形成される、（１）〜（７）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（９）第一の積層ユニットと、第二の積層ユニットをニップロールにより貼り合せてなる、（１）〜（８）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（１０）（１）〜（９）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシートを有する太陽電池素子。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、高温・高湿下に長時間放置した後においても、高い水蒸気バリア性を維持できる太陽電池用バックシートを提供可能になった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の太陽電池用バックシートの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【００１０】
本発明の太陽電池用バックシートの詳細について、図１を例にして説明する。本発明の太陽電池用シートは、白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム１１と、第一の水性ラテックス層１２と、第一の無機蒸着層１３とを該順に連続して有する第一の積層ユニット１と、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム２１と、第二の水性ラテックス層２２と、第二の無機蒸着層２３とを該順に連続して有する、第二の積層ユニット２とを、接着層３を介して、第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置されたものである。このような構成とすることにより、ポリエチレンテレフタレートフィルムの耐加水分解性が向上し、高温多湿下に長時間おいた場合でも、水蒸気バリア性を維持することが可能になる。
尚、図１は、本発明の構成の一例であり、他の層を有していても良い。具体的には、第一の積層ユニットおよび／または第二の積層ユニットに、水性ラテックス層および無機蒸着層が複数ずつ設けられていても良いし、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、他の機能性層が含まれていても良い。
【００１１】
白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム
白色化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム（白色化剤を含有するＰＥＴフィルム）は、ＰＥＴ樹脂に白色顔料を練り混んだ後製膜したものや、白色顔料を分散したバインダーをＰＥＴフィルム上に塗工したものが使用される。具体的には、特開２００２−２６３５４号公報や特開２００６−２１０５５７号公報に記載の技術を採用できる。
白色化剤を含有するＰＥＴフィルムの厚みは５０μｍ〜２００μｍが好ましく、１００μｍ〜２００μｍであることがより好ましい。このような厚さとすることにより、入射光を反射させて太陽電池素子に戻すことにより、太陽電池素子の電力変換効率を向上させることができる。また、同時に入射光を反射することにより、太陽電池モジュール内の加温を下げたり、入射側と反対側への太陽光の浸入を防いだりすることで、バックシートの部材の劣化を低減することができる。
白色化剤としては、酸化チタンや酸化ケイ素等の無機白色材料、有機白色顔料、有機白色染料などを適用することができ、無機白色材料が好ましく、酸化ケイ素がさらに好ましい。本発明では、白色化剤の含量は、０．５〜６０．０ｇ／ｍ2であることが好ましく、１．０〜５０．０ｇ／ｍ2であることがより好ましい。このような範囲とすることにより、太陽電池素子に入射されなかった入射光成分を十分に太陽電池素子側に反射させることができる。
白色化剤は、粒子状であることが好ましく、平均粒子径が１００ｎｍ〜３０μｍであることが好ましい。
白色化剤を含有するＰＥＴフィルムの数平均分子量は１３，０００〜５０，０００であることが望ましい。
【００１２】
水性ラテックス層
本発明では、白色乳化剤を含有するＰＥＴフィルムと第一の無機蒸着層の間および耐加水分解性ＰＥＴフィルムと第二の無機蒸着層の間に、それぞれ、水性ラテックス層を設ける。このような水性ラテックス層を設けることにより、それぞれのＰＥＴフィルムの耐加水分解性が向上し、高温下での水蒸気バリア性が向上する傾向にある。
尚、第一の水性ラテックス層と第二の水性ラテックス層は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていても良い。
【００１３】
水性ラテックス層とは、水性ラテックスを塗工したのちに分散媒を除去するとともに分散質（高分子材料）を融着させて形成させる連続層を意味する。
水性ラテックス層は、例えば、疎水性高分子材料を水系分散媒に分散させた水性ラテックスを、１００℃以上の温度で加熱乾燥して水系分散媒を蒸発除去して形成することができる。加熱乾燥の段階で、通常は、水性ラテックス層の下層に融着する。
ここで、疎水性高分子材料としては、ポリオレフィン系などの合成樹脂、シリコーンゴムなどのシリコーン樹脂、ポリエステル系などの合成繊維、ブタジエンゴムなどの合成ゴム、天然ゴムなどの天然高分子が例示され、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂およびオレフィン樹脂から選択されるいずれかの樹脂を主成分とする高分子材料が好ましい。水のみを用いることが望ましいが、水を主たる分散媒としており、本発明の要旨を越えない範囲であれば有機溶剤を含有していてもよい。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n-ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルセロソルブが例示され、イソプロピルアルコール、n-ブチルセロソルブが好ましい。分散媒に対する有機溶媒としては２０重量％以下であることが望ましい。水系ラテックス層を形成するための組成物は、疎水性高分子材料２０〜５０重量％と、水系分散媒８０〜５０重量％からなることが好ましい。また、これ以外の成分を含んでいてもよい。 例えば、架橋剤を含んでいても良い。架橋剤を含めることにより、架橋された高分子材料の層を形成できる。架橋剤としては、アクリレートや多官能イソシアネート、カルボジイミドが挙げられる。
水性ラテックス層の厚さは、０．５〜３．０μｍが好ましく、０．７〜２．０μｍであることがさらに好ましく、０．８〜１．５μｍであることがよりさらに好ましい。
【００１４】
無機蒸着層
無機層は、通常、金属化合物からなる薄膜の層である。無機層の形成方法は、目的の薄膜を形成できる方法であればいかなる方法でも用いることができる。例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、種々の化学的気相成長法（ＣＶＤ）がある。生産性ならびにコストの観点で真空蒸着法が好ましい。無機蒸着層に含まれる成分は、上記性能を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化窒化物または金属酸化炭化物であり、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、またはＴａから選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物などを好ましく用いることができる。これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましく、ＳｉまたはＡｌの金属酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物がさらに好ましく、ＳｉまたはＡｌの金属酸化物が特に好ましく、酸化珪素が最も好ましい。これらは、副次的な成分として他の元素を含有してもよい。
無機酸化物の平均表面粗さ（Ｒａ）は０．０５〜１０ｎｍの範囲が好ましく、０．１〜５ｎｍがより好ましく、０．１〜３ｎｍが最も好ましい。無機酸化物層のＲａは、平滑な基材や平滑なアンダーコート層を用いることで達成することが可能である。基材の入手性、ハンドリング性から平滑なアンダーコート層を設置することが好ましい。平滑な下地層は有機材料のコーティングによって得ることができる。
【００１５】
無機蒸着層の厚みに関しては特に限定されないが、１層に付き、通常、５〜３００ｎｍの範囲内であり、好ましくは１０〜１５０ｎｍであり、さらに好ましくは２０〜１００ｎｍである。膜厚を５ｎｍ以上とすることにより、より均一な膜とすることができ、ガスバリア性層としての機能を向上させることができる。また、膜厚を３００ｎｍ以下とすることにより、薄膜の柔軟性を十分に保つことができ、曲げや引張りなどの外力の要因により薄膜が破壊するのをより効果的に抑制することができる。無機蒸着層は複数のサブレイヤーから成る積層構造であってもよい。この場合、各サブレイヤーが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、上述したとおり、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示してあるように有機層との界面が明確で無く、組成が膜厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
【００１６】
末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム
本発明では、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム（耐加水分解性ＰＥＴフィルム）を用いる。このような範囲とすることにより、高温高湿環境下での使用でも強度低下を引き起こすまでの時間を延ばすことができる。また、耐加水分解性ＰＥＴの末端カルボキシル基量は、好ましくは１０当量／ｔｏｎ〜３０当量／ｔｏｎであり、より好ましくは１５当量／ｔｏｎ〜２５当量／ｔｏｎである。
このような末端カルボキシ基量を有するＰＥＴの製造方法は、公知の方法に従って製造でき、例えば、特許４３２０９２８号公報の記載を参酌できる。
耐加水分解性ＰＥＴフィルムの厚さは、５０〜２００μｍであることが好ましく、１００〜２００μｍであることがより好ましい。
耐加水分解性ＰＥＴフィルムの数平均分子量は１３，０００〜５０，０００であることが好ましく、１５，０００〜３５，０００であることがより好ましい。
また、耐加水分解性ＰＥＴフィルムは添加剤を含んでいてもよく、耐加水分解改質剤、固相重合促進剤、酸化防止材、着色剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、難燃材等が挙げられる。
【００１７】
接着層
本発明では、第一の積層ユニットと第二の積層ユニットが、無機蒸着層同士が対向するように接着層を介して配置されている。ここで、接着層は、接着剤を主成分とする層であり、通常、接着層の７０重量％以上が、接着剤であることをいい、接着層の８０重量％以上が接着剤であることが好ましい。接着剤の種類は特に定めるものではないが、ウェットラミネーション用接着剤、ホットメルトラミネーション用接着剤、ドライラミネーション用接着剤、ノンソルベント接着剤などが好ましく、ウェットラミネーション用接着剤、ドライラミネーション用接着剤が好ましい接着層の厚みを得る観点から好ましく、フィルム中の残留溶媒量を低くする観点から、ドライラミネーション用接着剤が好ましい。
ドライラミネーション用接着剤としては、酢酸ビニル系、アクリル樹脂系、塩化ビニル系、ポリアミド系、ポリビニルアセタール系、非晶性ポリエステル系などの熱可塑性樹脂を用いるもの、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴムなどのゴム・エラストマーを用いるもの、ポリウレタン系のように架橋反応を用いるものなどがある。材料の入手性、使いやすさ、接着性能の観点からポリウレタン系接着剤が好ましい。
ポリウレタン系接着剤には一液反応型と二液反応型があるが、接着強度の安定性やポットライフの観点、ならびに炭酸ガスなどの発泡による影響の少なさから二液混合型が好ましい。二液ポリウレタン型接着剤は、ポリエステルポリオールとジイソシアネートの硬化タイプ、ポリエーテルポリオールとジイソシアネートの硬化タイプを例示することができ、いずれも好ましい。
太陽電池は屋外で用いられるため、接着剤は耐候性材料であることが好ましい。接着剤は初期接着力だけでなく環境試験後の接着力を保持できることが望ましい。太陽電池用バックシートは通常促進評価として８５℃、８５％相対湿度（ＲＨ）の環境で２０００時間以上の保存が必要とされるが、１０５℃、１００％ＲＨ、１６８時間の保存の物性値に相当することが知られている。
接着層の厚さは、２μｍ以上１０μｍ未満が好ましく、３μｍ〜８μｍがより好ましく、４〜６μｍがさらに好ましい。
【００１８】
他の構成層
本発明の太陽電池用バックシートは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の構成層を含んでいても良い。例えば、耐加水分解性ＰＥＴフィルムおよび白色化剤を含有するＰＥＴフィルムのほかに必要に応じてＰＥＴフィルムや他の樹脂フィルムを積層して用いてもよい。このような樹脂フィルムは、例えば、太陽電池用バックシートとしての絶縁性、特に部分放電圧を確保するために用いられる。このような用途に用いられる樹脂フィルムの層厚は、例えば、部分放電圧１０００Ｖ以上の仕様であれば合計３００μｍ以上となるように構成することが好ましい。
また、他の構成層としては、無機蒸着層と有機層とからなるガスバリアユニットや、他の機能性層などが挙げられる。例えば、図１における第一の積層ユニット１または第二の積層ユニット２と接着層３の間に、易接着層等を設けることもできる。
【００１９】
第一の積層ユニットと第二の積層ユニットは接着層によって第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置される。ここで、第一の無機蒸着層側とは、第一の無機蒸着層と接着層の間に他の構成層が含まれない場合は、第一の無機蒸着層が接着層に接することをいい、上述のように、易接着層などが設けられている場合は、白色化剤を含有するＰＥＴフィルムよりも無機蒸着層に近い側が接着層側となることを意味する。第二の積層ユニットについても同様である。
【００２０】
第一の積層ユニットと第二の積層ユニットの貼り合わせ方法は公知の方法を採用できるが、通常、接着剤を、第一の積層ユニット側に塗布し、ニップロール等で貼り合わせる。ニップロールは合成ゴム、シリコンゴムなどの弾力性のある材質のものが望ましい。ニップロールは４０〜８０℃の温度で加熱することが好ましい。また、ニップロールは同じ材質のものを上下２本用意し、０．１〜１０ＭＰａの圧力をかけながら等速度で互いに反転させる方向に回転駆動させて試料を通過させる方法が好ましい。
【００２１】
水蒸気透過率
本発明における第一の積層ユニットおよび第二の積層ユニットは、ＭＯＣＯＮ社製ＡＱＵＡＴＲＡＮを用い、４０℃、相対湿度９０％の条件で測定した水蒸気透過率が、それぞれ、０．２ｇ／ｍ2・day以下であることが好ましく、０．０２ｇ／ｍ2・day以下であることがより好ましい。
【００２２】
（太陽電池）
本発明の太陽電池用バックシートは、太陽電池に用いる。太陽電池素子は通常、一対の基板の間に、太陽電池として働くアクテイブ部分が設けられた構成をしているが、この一対の基板のバックシート側に用いることができる。
本発明の太陽電池用バックシートが好ましく用いられる太陽電池素子としては、特に制限はないが、例えば、単結晶シリコン系太陽電池素子、多結晶シリコン系太陽電池素子、シングル接合型、またはタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池素子、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）やインジウム燐（ＩｎＰ）等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体太陽電池素子、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子、銅/インジウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＧＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系（いわゆる、ＣＩＧＳＳ系）等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、有機太陽電池素子等が挙げられる。中でも、本発明においては、上記太陽電池素子が、銅/インジウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＧＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系（いわゆる、ＣＩＧＳＳ系）等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子であることが好ましい。
その他本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、特開２００９−３８２３６号公報等の記載を参酌することができる。
【実施例】
【００２３】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
＜水蒸気透過率＞
水蒸気透過率測定装置として、ＭＯＣＯＮ社製ＡＱＵＡＴＲＡＮを用い、４０℃、相対湿度９０％の条件で測定した。
【００２４】
＜末端カルボキシル基量＞
ＰＥＴフィルムを１ｍｍ角以下の大きさに裁断したのち、試料０．１ｇをベンジルアルコール２０ｍｌに加えて２３０℃で溶解し、クロロホルムを加えて塩基性に対する安定溶液とした。次にこの溶液を、フェノールレッドを指示薬にして、０．０１ＮのＮａＯＨのベンジルアルコールで滴定して、末端カルボキシル基量を定量した。
【００２５】
＜湿熱耐性評価＞
実施例および比較例の太陽電池用バックシートは、それぞれ、ＰＥＴフィルム同士がＥＶＡシート（三井ファブロ製、ソーラーエバＲＣ０２Ｂ）を介して対向するようにして真空ラミネータ―（エヌシーピー社製）を用いてラミネートし、湿熱耐性評価用のモデル系で評価を行った。なお端面は１ｍｍのアルミシートで周囲をかしめて封止し湿熱経時中の端面からの水蒸気の浸入がおこらないようにした。このようにして作製した湿熱耐性評価用のモデル試料を８５℃８５％ＲＨ２０００時間前後の水蒸気透過率を比較することでバックシートの湿熱耐性を評価した。
【００２６】
実施例１
第一の積層ユニットの製造
１２５μｍ厚の白色ＰＥＴフィルム（東レ製ルミラーＥ２０、白色化剤として酸化チタン粒子を含む）上に、ポリエステル系ラテックス（東洋紡製バイロナールＭＤ−１２００）をバーコート塗布し、１６０℃１分間で乾燥し水性ラテックス層を設置した。固形分膜厚は１．０μｍであった。この水性ラテックス層上に、ＥＢ＋イオンガン方式でプラズマアシスト可能な蒸着装置（シンクロン製、ＡＣＥ１３５０ＩＡＤ）を用い、イオンアシスト電圧：９００Ｖ、酸素ガス流量：５０ｓｃｃｍ、アルゴンガス流量：８ｓｃｃｍ）の条件でＳｉＯ（大阪チタニウムテクノロジーズ製）を蒸着源にして蒸着膜を形成し、表面に珪素酸化物の薄膜が形成された第一の積層ユニットを作製した。成膜速度は５ｎｍ／ｓｅｃで、無機蒸着層の厚みは５０ｎｍであった。また、無機蒸着層の表面粗さ（Ｒａ）は１．５７ｎｍであった。第一の積層ユニットの水蒸気透過率は０．０５ｇ／ｍ2・ｄａｙであった。
【００２７】
第二の積層ユニットの製造
次に、テレフタル酸とジエチレングリコールを脱水縮合したのち、固相重合後に作製したＰＥＴ樹脂ペレットを、溶融製膜して作製したＰＥＴフィルム（厚み：１８８μｍ、数平均分子量１５，０００、末端カルボキシル基量３５当量／ｔｏｎの耐加水分解性ＰＥＴ上に、ポリエステル系ラテックス（東洋紡製バイロナールＭＤ−１２００）をバーコート塗布し、１６０℃１分間で乾燥し水性ラテックス層を設置した。固形分膜厚は１．０μｍであった。この水性ラテックス層上に、ＥＢ＋イオンガン方式でプラズマアシスト可能な蒸着装置（シンクロン製、ＡＣＥ１３５０ＩＡＤ）を用い、イオンアシスト電圧：９００Ｖ、酸素ガス流量：５０ｓｃｃｍ、アルゴンガス流量：８ｓｃｃｍ）の条件でＳｉＯ（大阪チタニウムテクノロジーズ製）を蒸着源にして蒸着膜を形成し、表面に珪素酸化物の薄膜が形成された第二の積層ユニットを作製した。成膜速度は５ｎｍ／ｓｅｃで、無機蒸着層の厚みは５０ｎｍであった。また、蒸着フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は１．５７ｎｍであった。第二の積層ユニットの水蒸気透過率は０．０５ｇ／ｍ2・ｄａｙであった。
【００２８】
貼り合わせ
次に、第一の積層ユニットと第の積層ユニットを蒸着面が対向するようにドライラミネーションを行った。接着剤として大日精化製セイカボンドＥ−３７２（主剤）とＣ−７６−２．０（硬化剤）を用いた。両者を配合比（質量）で１７：２となるよう秤量し、酢酸エチルで１０倍希釈した均一塗布液をスピンコーターで塗布した。接着剤濃度を変えるための希釈溶媒には酢酸エチルを用いた。９０℃５分で溶剤を乾燥したのち、７０℃のニップロールを通過させラミネートし、４０℃、４８時間のエージングを行った。
このようにして太陽電池用バックシート試料Ａ−１を作製した。接着層の厚さはエージング後の試料のマイクロメーターによる無作為測定点１０点の平均値とした。
【００２９】
実施例２
実施例１の接着剤塗工液の希釈倍率を変えることで接着厚みを変化させた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ａ−２〜５を作製した。
【００３０】
実施例３
実施例１の水性ラテックス層を塗布液の希釈倍率を変えることにより水性ラテックス層の厚みを変えた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ａ−６〜９を作製した。
【００３１】
実施例４
実施例１の耐加水分解性ＰＥＴを、固相重合条件を変えることにより末端カルボキシル基を変えた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ａ−１０〜１２を作製した。
【００３２】
比較例１
実施例１の水性ラテックス層を、非晶性ポリエステル樹脂（東洋紡績製バイロン２７０）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ）溶液（７．５質量％）で設置した以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ｒ−１を作製した。
【００３３】
比較例２
実施例１の耐加水分解ＰＥＴ樹脂を、固相重合せずに作製した以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ｒ−２を作製した。
【００３４】
比較例３
実施例１の白色ＰＥＴを透明ＰＥＴ（東レ製ルミラーＳ１０、１２５μｍ）に変えた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシートＲ−３を作製した。
【００３５】
実施例５
実施例１の第一の積層ユニットを、アクリル樹脂バインダーに酸化チタン粒子（平均粒径約0.4μm）を質量比１：１で分散した白色塗布層を固形分10g/m2透明PET（125μｍ厚、東レ製S10）に設置した以外は実施例１と同じ方法にて太陽電池用バックシートA-13を作製した。
【００３６】
実施例６
実施例５の白色塗布層を、酸化チタン粒子の代わりに硫酸バリウム（平均粒径約0.4μm）とした以外は実施例５と同じ方法にて太陽電池用バックシートA-14を作製した。
【００３７】
実施例７
実施例５の白色塗布層を、酸化チタン粒子の代わりに炭酸カルシウム（平均粒径約0.4μm）とした以外は実施例５と同じ方法にて太陽電池用バックシートA-15を作製した。
【００３８】
実施例８
接着剤として一液型ポリウレタン接着剤（ADEKA製ボンタイターU）を用いた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシートA-16を作製した。
【００３９】
実施例９
接着剤を非晶性ポリエステル樹脂（東洋紡績製バイロン６００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（PEGMEA）溶液（7.5質量％）を用いた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシートA-17を作製した。
【００４０】
実施例１０
実施例１の接着剤を二液型ポリウレタン接着剤（三井化学ポリウレタン製A-315/A10、脂肪族イソシアネート系）とした太陽電池用バックシートA-18、および二液型ポリウレタン接着剤（DIC製 LX-４０１A/SP-60、ポリエーテルポリウレタン系）とした太陽電池用バックシートA-19を作製した。
【００４１】
実施例１１
実施例１の貼り合わせをニップロールを使用する代わりに、油圧プレス機で１ＭＰａ、１０秒間プレスする以外は実施例１と同じ方法で太陽電調バックシートＡ−２０を作製した。
【００４２】
以下にバックシートの構成と湿熱耐性評価結果を示す
【表１】
【００４３】
上記の結果より、本発明の太陽電池用バックシートは、湿熱耐性の高い太陽電池用バックシートとして使用できることがわかった。
【符号の説明】
【００４４】
１ 第一の積層ユニット
１１ 白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム
１２ 第一の水性ラテックス層
１３ 第一の無機蒸着層
２ 第二の積層ユニット
２１ 末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム
２２ 第二の水性ラテックス層
２３ 第二の無機蒸着層
３ 接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水蒸気バリア性に優れた太陽電池用バックシートおよび太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池用バックシートが広く検討されている。例えば、特許文献１には、耐候性・耐加水分解性を有する基材フィルムと、透明プライマー層と、無機化合物からなる蒸着層と、オーバーコート層と、耐熱性を有する基材フィルムとからなる太陽電池用バックシートが記載されている。また、特許文献２には、基材フィルムの表面にバリア層を設けた積層ユニット同士を接着剤で、バリア層同士が対向するように貼り合わせた太陽電池用バックシートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２７２０３号公報
【特許文献２】特開２００８−１３０６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本願発明者が検討したところ、上述のような太陽電池用バックシートは、近年の太陽電池用バックシートの要求に見合ったものではないことが分かった。すなわち、特許文献１に記載の太陽電池用バックシートでは、水蒸気バリア性能が十分ではない。一方、特許文献２では、バリア層として、アルミ箔を用いることが想定されており、絶縁性保護のニーズに沿っていない。さらに、特許文献２において、アルミ箔を用いない場合、必要な水蒸気バリア性能を満たすようにすると、コストが高くなったり、薄膜化が難しくなったりする等の問題がある。
すなわち、新たな太陽電池用バックシートの開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる状況のもと、本願発明者が検討を行った結果、ラミネート型太陽電池用バックシートにおいて、バリア性能を高めるためには、基材フィルムの上に、有機層と無機蒸着層を該順に積層した積層ユニット同士を対向させた構成とすることが有効であることが分かった。しかしながら、本発明者がさらに検討したところ、単に、積層ユニット同士を対向させた構成では、高温下に静置した後の水蒸気バリア性が不十分であることが分かった。この理由として、基材フィルムと有機層の間の界面部において、基材フィルムが加水分解を起こしてしまうことが理由であることが分かった。そこで、基材フィルムとして、白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムと末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムをそれぞれ選択し、さらに、有機層として、水性ラテックスを用いることにより、上記課題を解決しうることを見出した。具体的には以下の手段により上記課題は解決された。
【０００６】
（１）白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムと、第一の水性ラテックス層と、第一の無機蒸着層とを該順に連続して有する第一の積層ユニットと、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムと、第二の水性ラテックス層と、第二の無機蒸着層とを該順に連続して有する、第二の積層ユニットとを、接着層を介して、第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置された太陽電池用バックシート。
（２）接着層の厚みが２μｍ以上１０μｍ未満である（１）に記載の太陽電池用バックシート。
（３）白色化剤が酸化チタン粒子である、（１）または（２）に記載の太陽電池用バックシート。
（４）前記末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ〜３０当量／ｔｏｎである、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（５）無機蒸着層が酸化アルミニウムまたは酸化珪素を主成分とする、（１）〜（４）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（６）第一の水性ラテックス層および第二の水性ラテックス層の少なくとも一方の厚みが、０．５〜３．０μｍである、（１）〜（５）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（７）第一の水性ラテックス層および第二の水性ラテックス層の少なくとも一方が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂およびオレフィン樹脂から選択されるいずれかの樹脂を主成分とする、（１）〜（６）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（８）接着層が二液型ポリウレタン系接着剤を硬化して形成される、（１）〜（７）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（９）第一の積層ユニットと、第二の積層ユニットをニップロールにより貼り合せてなる、（１）〜（８）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
（１０）（１）〜（９）のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシートを有する太陽電池素子。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、高温・高湿下に長時間放置した後においても、高い水蒸気バリア性を維持できる太陽電池用バックシートを提供可能になった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の太陽電池用バックシートの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【００１０】
本発明の太陽電池用バックシートの詳細について、図１を例にして説明する。本発明の太陽電池用シートは、白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム１１と、第一の水性ラテックス層１２と、第一の無機蒸着層１３とを該順に連続して有する第一の積層ユニット１と、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム２１と、第二の水性ラテックス層２２と、第二の無機蒸着層２３とを該順に連続して有する、第二の積層ユニット２とを、接着層３を介して、第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置されたものである。このような構成とすることにより、ポリエチレンテレフタレートフィルムの耐加水分解性が向上し、高温多湿下に長時間おいた場合でも、水蒸気バリア性を維持することが可能になる。
尚、図１は、本発明の構成の一例であり、他の層を有していても良い。具体的には、第一の積層ユニットおよび／または第二の積層ユニットに、水性ラテックス層および無機蒸着層が複数ずつ設けられていても良いし、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、他の機能性層が含まれていても良い。
【００１１】
白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム
白色化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム（白色化剤を含有するＰＥＴフィルム）は、ＰＥＴ樹脂に白色顔料を練り混んだ後製膜したものや、白色顔料を分散したバインダーをＰＥＴフィルム上に塗工したものが使用される。具体的には、特開２００２−２６３５４号公報や特開２００６−２１０５５７号公報に記載の技術を採用できる。
白色化剤を含有するＰＥＴフィルムの厚みは５０μｍ〜２００μｍが好ましく、１００μｍ〜２００μｍであることがより好ましい。このような厚さとすることにより、入射光を反射させて太陽電池素子に戻すことにより、太陽電池素子の電力変換効率を向上させることができる。また、同時に入射光を反射することにより、太陽電池モジュール内の加温を下げたり、入射側と反対側への太陽光の浸入を防いだりすることで、バックシートの部材の劣化を低減することができる。
白色化剤としては、酸化チタンや酸化ケイ素等の無機白色材料、有機白色顔料、有機白色染料などを適用することができ、無機白色材料が好ましく、酸化ケイ素がさらに好ましい。本発明では、白色化剤の含量は、０．５〜６０．０ｇ／ｍ2であることが好ましく、１．０〜５０．０ｇ／ｍ2であることがより好ましい。このような範囲とすることにより、太陽電池素子に入射されなかった入射光成分を十分に太陽電池素子側に反射させることができる。
白色化剤は、粒子状であることが好ましく、平均粒子径が１００ｎｍ〜３０μｍであることが好ましい。
白色化剤を含有するＰＥＴフィルムの数平均分子量は１３，０００〜５０，０００であることが望ましい。
【００１２】
水性ラテックス層
本発明では、白色乳化剤を含有するＰＥＴフィルムと第一の無機蒸着層の間および耐加水分解性ＰＥＴフィルムと第二の無機蒸着層の間に、それぞれ、水性ラテックス層を設ける。このような水性ラテックス層を設けることにより、それぞれのＰＥＴフィルムの耐加水分解性が向上し、高温下での水蒸気バリア性が向上する傾向にある。
尚、第一の水性ラテックス層と第二の水性ラテックス層は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていても良い。
【００１３】
水性ラテックス層とは、水性ラテックスを塗工したのちに分散媒を除去するとともに分散質（高分子材料）を融着させて形成させる連続層を意味する。
水性ラテックス層は、例えば、疎水性高分子材料を水系分散媒に分散させた水性ラテックスを、１００℃以上の温度で加熱乾燥して水系分散媒を蒸発除去して形成することができる。加熱乾燥の段階で、通常は、水性ラテックス層の下層に融着する。
ここで、疎水性高分子材料としては、ポリオレフィン系などの合成樹脂、シリコーンゴムなどのシリコーン樹脂、ポリエステル系などの合成繊維、ブタジエンゴムなどの合成ゴム、天然ゴムなどの天然高分子が例示され、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂およびオレフィン樹脂から選択されるいずれかの樹脂を主成分とする高分子材料が好ましい。水のみを用いることが望ましいが、水を主たる分散媒としており、本発明の要旨を越えない範囲であれば有機溶剤を含有していてもよい。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n-ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルセロソルブが例示され、イソプロピルアルコール、n-ブチルセロソルブが好ましい。分散媒に対する有機溶媒としては２０重量％以下であることが望ましい。水系ラテックス層を形成するための組成物は、疎水性高分子材料２０〜５０重量％と、水系分散媒８０〜５０重量％からなることが好ましい。また、これ以外の成分を含んでいてもよい。 例えば、架橋剤を含んでいても良い。架橋剤を含めることにより、架橋された高分子材料の層を形成できる。架橋剤としては、アクリレートや多官能イソシアネート、カルボジイミドが挙げられる。
水性ラテックス層の厚さは、０．５〜３．０μｍが好ましく、０．７〜２．０μｍであることがさらに好ましく、０．８〜１．５μｍであることがよりさらに好ましい。
【００１４】
無機蒸着層
無機層は、通常、金属化合物からなる薄膜の層である。無機層の形成方法は、目的の薄膜を形成できる方法であればいかなる方法でも用いることができる。例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、種々の化学的気相成長法（ＣＶＤ）がある。生産性ならびにコストの観点で真空蒸着法が好ましい。無機蒸着層に含まれる成分は、上記性能を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化窒化物または金属酸化炭化物であり、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、またはＴａから選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物などを好ましく用いることができる。これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましく、ＳｉまたはＡｌの金属酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物がさらに好ましく、ＳｉまたはＡｌの金属酸化物が特に好ましく、酸化珪素が最も好ましい。これらは、副次的な成分として他の元素を含有してもよい。
無機酸化物の平均表面粗さ（Ｒａ）は０．０５〜１０ｎｍの範囲が好ましく、０．１〜５ｎｍがより好ましく、０．１〜３ｎｍが最も好ましい。無機酸化物層のＲａは、平滑な基材や平滑なアンダーコート層を用いることで達成することが可能である。基材の入手性、ハンドリング性から平滑なアンダーコート層を設置することが好ましい。平滑な下地層は有機材料のコーティングによって得ることができる。
【００１５】
無機蒸着層の厚みに関しては特に限定されないが、１層に付き、通常、５〜３００ｎｍの範囲内であり、好ましくは１０〜１５０ｎｍであり、さらに好ましくは２０〜１００ｎｍである。膜厚を５ｎｍ以上とすることにより、より均一な膜とすることができ、ガスバリア性層としての機能を向上させることができる。また、膜厚を３００ｎｍ以下とすることにより、薄膜の柔軟性を十分に保つことができ、曲げや引張りなどの外力の要因により薄膜が破壊するのをより効果的に抑制することができる。無機蒸着層は複数のサブレイヤーから成る積層構造であってもよい。この場合、各サブレイヤーが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、上述したとおり、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示してあるように有機層との界面が明確で無く、組成が膜厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
【００１６】
末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム
本発明では、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム（耐加水分解性ＰＥＴフィルム）を用いる。このような範囲とすることにより、高温高湿環境下での使用でも強度低下を引き起こすまでの時間を延ばすことができる。また、耐加水分解性ＰＥＴの末端カルボキシル基量は、好ましくは１０当量／ｔｏｎ〜３０当量／ｔｏｎであり、より好ましくは１５当量／ｔｏｎ〜２５当量／ｔｏｎである。
このような末端カルボキシ基量を有するＰＥＴの製造方法は、公知の方法に従って製造でき、例えば、特許４３２０９２８号公報の記載を参酌できる。
耐加水分解性ＰＥＴフィルムの厚さは、５０〜２００μｍであることが好ましく、１００〜２００μｍであることがより好ましい。
耐加水分解性ＰＥＴフィルムの数平均分子量は１３，０００〜５０，０００であることが好ましく、１５，０００〜３５，０００であることがより好ましい。
また、耐加水分解性ＰＥＴフィルムは添加剤を含んでいてもよく、耐加水分解改質剤、固相重合促進剤、酸化防止材、着色剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、難燃材等が挙げられる。
【００１７】
接着層
本発明では、第一の積層ユニットと第二の積層ユニットが、無機蒸着層同士が対向するように接着層を介して配置されている。ここで、接着層は、接着剤を主成分とする層であり、通常、接着層の７０重量％以上が、接着剤であることをいい、接着層の８０重量％以上が接着剤であることが好ましい。接着剤の種類は特に定めるものではないが、ウェットラミネーション用接着剤、ホットメルトラミネーション用接着剤、ドライラミネーション用接着剤、ノンソルベント接着剤などが好ましく、ウェットラミネーション用接着剤、ドライラミネーション用接着剤が好ましい接着層の厚みを得る観点から好ましく、フィルム中の残留溶媒量を低くする観点から、ドライラミネーション用接着剤が好ましい。
ドライラミネーション用接着剤としては、酢酸ビニル系、アクリル樹脂系、塩化ビニル系、ポリアミド系、ポリビニルアセタール系、非晶性ポリエステル系などの熱可塑性樹脂を用いるもの、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴムなどのゴム・エラストマーを用いるもの、ポリウレタン系のように架橋反応を用いるものなどがある。材料の入手性、使いやすさ、接着性能の観点からポリウレタン系接着剤が好ましい。
ポリウレタン系接着剤には一液反応型と二液反応型があるが、接着強度の安定性やポットライフの観点、ならびに炭酸ガスなどの発泡による影響の少なさから二液混合型が好ましい。二液ポリウレタン型接着剤は、ポリエステルポリオールとジイソシアネートの硬化タイプ、ポリエーテルポリオールとジイソシアネートの硬化タイプを例示することができ、いずれも好ましい。
太陽電池は屋外で用いられるため、接着剤は耐候性材料であることが好ましい。接着剤は初期接着力だけでなく環境試験後の接着力を保持できることが望ましい。太陽電池用バックシートは通常促進評価として８５℃、８５％相対湿度（ＲＨ）の環境で２０００時間以上の保存が必要とされるが、１０５℃、１００％ＲＨ、１６８時間の保存の物性値に相当することが知られている。
接着層の厚さは、２μｍ以上１０μｍ未満が好ましく、３μｍ〜８μｍがより好ましく、４〜６μｍがさらに好ましい。
【００１８】
他の構成層
本発明の太陽電池用バックシートは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の構成層を含んでいても良い。例えば、耐加水分解性ＰＥＴフィルムおよび白色化剤を含有するＰＥＴフィルムのほかに必要に応じてＰＥＴフィルムや他の樹脂フィルムを積層して用いてもよい。このような樹脂フィルムは、例えば、太陽電池用バックシートとしての絶縁性、特に部分放電圧を確保するために用いられる。このような用途に用いられる樹脂フィルムの層厚は、例えば、部分放電圧１０００Ｖ以上の仕様であれば合計３００μｍ以上となるように構成することが好ましい。
また、他の構成層としては、無機蒸着層と有機層とからなるガスバリアユニットや、他の機能性層などが挙げられる。例えば、図１における第一の積層ユニット１または第二の積層ユニット２と接着層３の間に、易接着層等を設けることもできる。
【００１９】
第一の積層ユニットと第二の積層ユニットは接着層によって第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置される。ここで、第一の無機蒸着層側とは、第一の無機蒸着層と接着層の間に他の構成層が含まれない場合は、第一の無機蒸着層が接着層に接することをいい、上述のように、易接着層などが設けられている場合は、白色化剤を含有するＰＥＴフィルムよりも無機蒸着層に近い側が接着層側となることを意味する。第二の積層ユニットについても同様である。
【００２０】
第一の積層ユニットと第二の積層ユニットの貼り合わせ方法は公知の方法を採用できるが、通常、接着剤を、第一の積層ユニット側に塗布し、ニップロール等で貼り合わせる。ニップロールは合成ゴム、シリコンゴムなどの弾力性のある材質のものが望ましい。ニップロールは４０〜８０℃の温度で加熱することが好ましい。また、ニップロールは同じ材質のものを上下２本用意し、０．１〜１０ＭＰａの圧力をかけながら等速度で互いに反転させる方向に回転駆動させて試料を通過させる方法が好ましい。
【００２１】
水蒸気透過率
本発明における第一の積層ユニットおよび第二の積層ユニットは、ＭＯＣＯＮ社製ＡＱＵＡＴＲＡＮを用い、４０℃、相対湿度９０％の条件で測定した水蒸気透過率が、それぞれ、０．２ｇ／ｍ2・day以下であることが好ましく、０．０２ｇ／ｍ2・day以下であることがより好ましい。
【００２２】
（太陽電池）
本発明の太陽電池用バックシートは、太陽電池に用いる。太陽電池素子は通常、一対の基板の間に、太陽電池として働くアクテイブ部分が設けられた構成をしているが、この一対の基板のバックシート側に用いることができる。
本発明の太陽電池用バックシートが好ましく用いられる太陽電池素子としては、特に制限はないが、例えば、単結晶シリコン系太陽電池素子、多結晶シリコン系太陽電池素子、シングル接合型、またはタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池素子、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）やインジウム燐（ＩｎＰ）等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体太陽電池素子、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子、銅/インジウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＧＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系（いわゆる、ＣＩＧＳＳ系）等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、有機太陽電池素子等が挙げられる。中でも、本発明においては、上記太陽電池素子が、銅/インジウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＧＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系（いわゆる、ＣＩＧＳＳ系）等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子であることが好ましい。
その他本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、特開２００９−３８２３６号公報等の記載を参酌することができる。
【実施例】
【００２３】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
＜水蒸気透過率＞
水蒸気透過率測定装置として、ＭＯＣＯＮ社製ＡＱＵＡＴＲＡＮを用い、４０℃、相対湿度９０％の条件で測定した。
【００２４】
＜末端カルボキシル基量＞
ＰＥＴフィルムを１ｍｍ角以下の大きさに裁断したのち、試料０．１ｇをベンジルアルコール２０ｍｌに加えて２３０℃で溶解し、クロロホルムを加えて塩基性に対する安定溶液とした。次にこの溶液を、フェノールレッドを指示薬にして、０．０１ＮのＮａＯＨのベンジルアルコールで滴定して、末端カルボキシル基量を定量した。
【００２５】
＜湿熱耐性評価＞
実施例および比較例の太陽電池用バックシートは、それぞれ、ＰＥＴフィルム同士がＥＶＡシート（三井ファブロ製、ソーラーエバＲＣ０２Ｂ）を介して対向するようにして真空ラミネータ―（エヌシーピー社製）を用いてラミネートし、湿熱耐性評価用のモデル系で評価を行った。なお端面は１ｍｍのアルミシートで周囲をかしめて封止し湿熱経時中の端面からの水蒸気の浸入がおこらないようにした。このようにして作製した湿熱耐性評価用のモデル試料を８５℃８５％ＲＨ２０００時間前後の水蒸気透過率を比較することでバックシートの湿熱耐性を評価した。
【００２６】
実施例１
第一の積層ユニットの製造
１２５μｍ厚の白色ＰＥＴフィルム（東レ製ルミラーＥ２０、白色化剤として酸化チタン粒子を含む）上に、ポリエステル系ラテックス（東洋紡製バイロナールＭＤ−１２００）をバーコート塗布し、１６０℃１分間で乾燥し水性ラテックス層を設置した。固形分膜厚は１．０μｍであった。この水性ラテックス層上に、ＥＢ＋イオンガン方式でプラズマアシスト可能な蒸着装置（シンクロン製、ＡＣＥ１３５０ＩＡＤ）を用い、イオンアシスト電圧：９００Ｖ、酸素ガス流量：５０ｓｃｃｍ、アルゴンガス流量：８ｓｃｃｍ）の条件でＳｉＯ（大阪チタニウムテクノロジーズ製）を蒸着源にして蒸着膜を形成し、表面に珪素酸化物の薄膜が形成された第一の積層ユニットを作製した。成膜速度は５ｎｍ／ｓｅｃで、無機蒸着層の厚みは５０ｎｍであった。また、無機蒸着層の表面粗さ（Ｒａ）は１．５７ｎｍであった。第一の積層ユニットの水蒸気透過率は０．０５ｇ／ｍ2・ｄａｙであった。
【００２７】
第二の積層ユニットの製造
次に、テレフタル酸とジエチレングリコールを脱水縮合したのち、固相重合後に作製したＰＥＴ樹脂ペレットを、溶融製膜して作製したＰＥＴフィルム（厚み：１８８μｍ、数平均分子量１５，０００、末端カルボキシル基量３５当量／ｔｏｎの耐加水分解性ＰＥＴ上に、ポリエステル系ラテックス（東洋紡製バイロナールＭＤ−１２００）をバーコート塗布し、１６０℃１分間で乾燥し水性ラテックス層を設置した。固形分膜厚は１．０μｍであった。この水性ラテックス層上に、ＥＢ＋イオンガン方式でプラズマアシスト可能な蒸着装置（シンクロン製、ＡＣＥ１３５０ＩＡＤ）を用い、イオンアシスト電圧：９００Ｖ、酸素ガス流量：５０ｓｃｃｍ、アルゴンガス流量：８ｓｃｃｍ）の条件でＳｉＯ（大阪チタニウムテクノロジーズ製）を蒸着源にして蒸着膜を形成し、表面に珪素酸化物の薄膜が形成された第二の積層ユニットを作製した。成膜速度は５ｎｍ／ｓｅｃで、無機蒸着層の厚みは５０ｎｍであった。また、蒸着フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は１．５７ｎｍであった。第二の積層ユニットの水蒸気透過率は０．０５ｇ／ｍ2・ｄａｙであった。
【００２８】
貼り合わせ
次に、第一の積層ユニットと第の積層ユニットを蒸着面が対向するようにドライラミネーションを行った。接着剤として大日精化製セイカボンドＥ−３７２（主剤）とＣ−７６−２．０（硬化剤）を用いた。両者を配合比（質量）で１７：２となるよう秤量し、酢酸エチルで１０倍希釈した均一塗布液をスピンコーターで塗布した。接着剤濃度を変えるための希釈溶媒には酢酸エチルを用いた。９０℃５分で溶剤を乾燥したのち、７０℃のニップロールを通過させラミネートし、４０℃、４８時間のエージングを行った。
このようにして太陽電池用バックシート試料Ａ−１を作製した。接着層の厚さはエージング後の試料のマイクロメーターによる無作為測定点１０点の平均値とした。
【００２９】
実施例２
実施例１の接着剤塗工液の希釈倍率を変えることで接着厚みを変化させた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ａ−２〜５を作製した。
【００３０】
実施例３
実施例１の水性ラテックス層を塗布液の希釈倍率を変えることにより水性ラテックス層の厚みを変えた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ａ−６〜９を作製した。
【００３１】
実施例４
実施例１の耐加水分解性ＰＥＴを、固相重合条件を変えることにより末端カルボキシル基を変えた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ａ−１０〜１２を作製した。
【００３２】
比較例１
実施例１の水性ラテックス層を、非晶性ポリエステル樹脂（東洋紡績製バイロン２７０）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ）溶液（７．５質量％）で設置した以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ｒ−１を作製した。
【００３３】
比較例２
実施例１の耐加水分解ＰＥＴ樹脂を、固相重合せずに作製した以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシート試料Ｒ−２を作製した。
【００３４】
比較例３
実施例１の白色ＰＥＴを透明ＰＥＴ（東レ製ルミラーＳ１０、１２５μｍ）に変えた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシートＲ−３を作製した。
【００３５】
実施例５
実施例１の第一の積層ユニットを、アクリル樹脂バインダーに酸化チタン粒子（平均粒径約0.4μm）を質量比１：１で分散した白色塗布層を固形分10g/m2透明PET（125μｍ厚、東レ製S10）に設置した以外は実施例１と同じ方法にて太陽電池用バックシートA-13を作製した。
【００３６】
実施例６
実施例５の白色塗布層を、酸化チタン粒子の代わりに硫酸バリウム（平均粒径約0.4μm）とした以外は実施例５と同じ方法にて太陽電池用バックシートA-14を作製した。
【００３７】
実施例７
実施例５の白色塗布層を、酸化チタン粒子の代わりに炭酸カルシウム（平均粒径約0.4μm）とした以外は実施例５と同じ方法にて太陽電池用バックシートA-15を作製した。
【００３８】
実施例８
接着剤として一液型ポリウレタン接着剤（ADEKA製ボンタイターU）を用いた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシートA-16を作製した。
【００３９】
実施例９
接着剤を非晶性ポリエステル樹脂（東洋紡績製バイロン６００）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（PEGMEA）溶液（7.5質量％）を用いた以外は実施例１と同じ方法で太陽電池用バックシートA-17を作製した。
【００４０】
実施例１０
実施例１の接着剤を二液型ポリウレタン接着剤（三井化学ポリウレタン製A-315/A10、脂肪族イソシアネート系）とした太陽電池用バックシートA-18、および二液型ポリウレタン接着剤（DIC製 LX-４０１A/SP-60、ポリエーテルポリウレタン系）とした太陽電池用バックシートA-19を作製した。
【００４１】
実施例１１
実施例１の貼り合わせをニップロールを使用する代わりに、油圧プレス機で１ＭＰａ、１０秒間プレスする以外は実施例１と同じ方法で太陽電調バックシートＡ−２０を作製した。
【００４２】
以下にバックシートの構成と湿熱耐性評価結果を示す
【表１】
【００４３】
上記の結果より、本発明の太陽電池用バックシートは、湿熱耐性の高い太陽電池用バックシートとして使用できることがわかった。
【符号の説明】
【００４４】
１ 第一の積層ユニット
１１ 白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム
１２ 第一の水性ラテックス層
１３ 第一の無機蒸着層
２ 第二の積層ユニット
２１ 末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム
２２ 第二の水性ラテックス層
２３ 第二の無機蒸着層
３ 接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムと、第一の水性ラテックス層と、第一の無機蒸着層とを該順に連続して有する第一の積層ユニットと、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムと、第二の水性ラテックス層と、第二の無機蒸着層とを該順に連続して有する、第二の積層ユニットとを、接着層を介して、第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置された太陽電池用バックシート。
【請求項２】
接着層の厚みが２μｍ以上１０μｍ未満である請求項１に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項３】
白色化剤が酸化チタン粒子である、請求項１または２に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項４】
前記末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ〜３０当量／ｔｏｎである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項５】
無機蒸着層が酸化アルミニウムまたは酸化珪素を主成分とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項６】
第一の水性ラテックス層および第二の水性ラテックス層の少なくとも一方の厚みが、０．５〜３．０μｍである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項７】
第一の水性ラテックス層および第二の水性ラテックス層の少なくとも一方が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂およびオレフィン樹脂から選択されるいずれかの樹脂を主成分とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項８】
接着層が二液型ポリウレタン系接着剤を硬化して形成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項９】
第一の積層ユニットと、第二の積層ユニットをニップロールにより貼り合せてなる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシートを有する太陽電池素子。
【請求項１】
白色乳化剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムと、第一の水性ラテックス層と、第一の無機蒸着層とを該順に連続して有する第一の積層ユニットと、末端カルボキシル基量が５当量／ｔｏｎ〜４０当量／ｔｏｎの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムと、第二の水性ラテックス層と、第二の無機蒸着層とを該順に連続して有する、第二の積層ユニットとを、接着層を介して、第一の無機蒸着層側と第二の無機蒸着層側が対向するように配置された太陽電池用バックシート。
【請求項２】
接着層の厚みが２μｍ以上１０μｍ未満である請求項１に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項３】
白色化剤が酸化チタン粒子である、請求項１または２に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項４】
前記末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ〜３０当量／ｔｏｎである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項５】
無機蒸着層が酸化アルミニウムまたは酸化珪素を主成分とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項６】
第一の水性ラテックス層および第二の水性ラテックス層の少なくとも一方の厚みが、０．５〜３．０μｍである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項７】
第一の水性ラテックス層および第二の水性ラテックス層の少なくとも一方が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂およびオレフィン樹脂から選択されるいずれかの樹脂を主成分とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項８】
接着層が二液型ポリウレタン系接着剤を硬化して形成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項９】
第一の積層ユニットと、第二の積層ユニットをニップロールにより貼り合せてなる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシート。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池用バックシートを有する太陽電池素子。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−１７１４１７（Ｐ２０１１−１７１４１７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２１６６（Ｐ２０１０−３２１６６）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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