説明

太陽電池用裏面封止用シート

【課題】
EVAとの接着性が良好で、かつ保存時にブロッキングの生じにくい太陽電池用裏面封止用シートを提供する。
【解決手段】
太陽電池モジュールを構成するエチレンービニルアセテート共重合体系充填材層と接着するための接着改善層と、延伸ポリエステルフィルム層を有し、該接着改善層がポリエステル系樹脂及びポリエステルポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂で構成された膜厚0.5〜3μmの層である太陽電池裏面封止用シート。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、剥離などの機械強度や耐環境性に優れた太陽電池裏面封止フィルムおよびそれを用いた太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、クリ−ンエネルギ−として太陽電池が急速に普及しつつある。この太陽電池モジュ−ルは、結晶シリコン太陽電池素子などの太陽電池素子を使用し、表面保護シ−ト層、充填剤層、光起電力素子としての太陽電池素子、エチレンービニルアセテート共重合体(以下EVAとする)に代表される充填材層、および、裏面封止シ−ト層等を積層し、真空吸引加熱ラミネ−ション法等を利用して製造されている。ここで太陽電池モジュ−ルを構成する裏面封止シ−トとしては、軽量かつ強度に優れたプラスチック性シートが、一般的に使用されている。この裏面封止シ−トには、機械強度、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐化学性、光反射性に優れ、また、水分、酸素等の侵入を防止する観点からガスバリア性にも優れることが要求される。代表的な構成としては、耐候性、ガスバリア性に優れたポリエステル系フィルムを積層した構成がある(特許文献1)。一般的にポリエチレンテレフタレート樹脂に代表されるポリエステルフィルムとEVA樹脂との接着性はそれほど高い強度を有しないため、接着強度向上の対策としてEVA系充填材層との接着性を改善するために、スチレン・オレフィン共重合体樹脂の熱接着層(ホットメルト接着剤層)を設けた物が提案されている(特許文献2)。
【特許文献1】特開平2002−026354号公報([0008]〜[0010]段落)
【特許文献2】特開平2003−060218号公報([0008]〜[0010]段落)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、ホットメルト系の熱接着層で良好な接着強度を得るためには、3μm程度の厚さが必要であり、コーティング時の乾燥速度が上げられず、かつ使用する塗材も多いことからコストが高くなる欠点があった。また、比較的粘着性が高いため、コートしたフィルムロールが、夏期に層間で疑似接着状態(ブロッキング)が発生しやすい難点があった。
【0004】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、太陽電池裏面封止シートとして必要とされるEVA系充填材層との十分な接着強度とフィルムロールの保存安定性、生産性に優れ、さらにガスバリア性、耐候性にも優れた太陽電池裏面封止シートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、上記問題点を解決するために、主として以下の構成を有する。すなわち、本発明の太陽電池裏面封止シートは、太陽電池モジュールを構成するエチレンービニルアセテート共重合体系充填材層と接着するための接着改善層と、延伸ポリエステルフィルム層を有し、該接着改善層がポリエステル系樹脂及びポリエステルポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂で構成された膜厚0.5〜3μmの層である太陽電池裏面封止用シートである。
【発明の効果】
【0006】
本発明の太陽電池裏面封止シートによれば、EVA系充填材層との良好な接着強度、太陽電池裏面封止シートの輸送、保存時の経時安定を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下本発明の好ましい形態について説明する。
【0008】
本発明の太陽電池裏面封止シートでは、太陽電池モジュールを構成するエチレンービニルアセテート共重合体(以下EVA)系充填材層と接着するための接着改善層を延伸ポリエステルフィルム層上に形成する。そして、この接着改善層をポリエステル系樹脂及びポリエステルポリウレタン系樹脂から選ばれる少なくとも一種の樹脂で構成している。ここで、「ポリエステル系樹脂及びポリエステルポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂」とは、ポリエステル系樹脂の中から1種類以上の樹脂を選択する場合や、ポリウレタン系樹脂の中から1種類以上の樹脂を選択する場合や、ポリエステル系樹脂及びポリウレタン系樹脂の中からそれぞれ1種類以上の樹脂を選択する場合を意味する。接着性改善層の樹脂としてこれらの樹脂を選択することで、EVAとの良好な接着性と、保存時にブロッキング、張り付きなどが起きない良好な保存性が得られる。とりわけポリエステル系樹脂がブロッキングを生じにくいことから好ましい。
【0009】
特に、前記の接着改善層を構成するポリエステル系樹脂、ポリエステルポリウレタン系樹脂が、アルキル化メラミン及び/又はポリイソシアネートの架橋剤により架橋されていることが、より高い接着強度が得られることから好ましい。さらに接着改善層を構成する樹脂が、アルキル化メラミン及び/又はポリイソシアネートの架橋剤により架橋されていることが、耐水性、接着性がさらに向上できることから好ましい。
【0010】
本発明の太陽電池裏面封止用シートに用いる延伸ポリエステルフィルム層としては、周知の2軸延伸ポリエステルフィルムが強度、寸法安定性、熱安定性に優れていることから好適に用いられる。
【0011】
接着改善層の形成方法としては周知のウエットコート法、たとえばダイレクトグラビアコート法、リバースグラビアコート法などが用いられる。
【0012】
接着改善層の厚さは、接着強度が高く、強度塗剤コストが低く、加工速度が高くできることから0.5〜3μmの膜厚である。さらに前述の効果が優れることから、0.1〜2μmが好ましい。
【0013】
太陽電池裏面封止シートに高い水蒸気バリア性が要求される場合には、さらに透明無機ガスバリア層を積層することが好ましい。具体的には、アルミナ蒸着ポリエステルフィルムやシリカ蒸着ポリエステルフィルムなどのガスバリアフィルムを接着剤を介して積層することが高い水蒸気バリア性が得られることから好ましい。
【0014】
また、太陽電池モジュールの発電効率を向上するために太陽電池裏面封止用シートに白色反射層を設けることが好ましい。白色反射層の形成方法としては白色塗料を前述の延伸ポリエステルフィルム上に塗布する方法、あるいは白色ポリエステル系フィルムなどの白色樹脂フィルムを積層する方法があげられる。材料コストが安価で、かつ高い反射率が得られることから白色のポリエステル系フィルムを接着剤を介して積層することが好ましい。
【0015】
上記のように透明無機ガスバリア層を形成したフィルムや白色ポリエステル系フィルムを積層する場合に使用する接着剤としては、ポリエーテルポリウレンタン系、ポリエステルポリウレタン系、ポリエステル系などを主剤としポリイソシアネートを硬化剤とするドライラミネート用接着剤を用いることが作業性がよいことから好適である。
【0016】
また、優れた耐候性を得るためには太陽電池裏面封止用シートの外気に触れる側の最外層にフッ素系フィルムや耐候性(耐加水分解性)の2軸延伸ポリエステルフィルムなど耐候性フィルムを積層する事がこのましい。
【0017】
本発明の太陽電池裏面封止用シートの好ましい態様の積層例を次に列記する(接着剤層は表記していない)。
・接着改善層/ガスバリアフィルム/白色フィルム/耐候性フィルム
・接着改善層/白色フィルム/ガスバリアフィルム/耐候性フィルム
・接着改善層/ガスバリアフィルム/白色の耐候性フィルム
【実施例】
【0018】
次に、本発明に用いる測定法について説明する。
【0019】
(1)膜厚測定
接着改善層の膜厚は、接着改善層を設けたフィルムまたはこれと他のフィルムを張り合わせたシートをフィルム面に対して垂直にカッターナイフで切断した小片を作成し、走査型電子顕微鏡で断面を観察することにより測定した。
【0020】
(2)EVAとの接着強度の測定
JISK 6854に準じ、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルムとの接着力を測定した。試験した疑似太陽電池サンプルは太陽電池裏面封止シートの接着改善層面にEVAフィルムを重ね、さらにその上に厚さ0.3mmの半強化ガラスを重ね、150℃加熱条件下、3Kg/cm2荷重で30分プレス処理をしたものを用いた。EVAフィルムは、三井化学ファブロ(株)製の0.7mm厚フィルムを用いた。接着強度試験の試験片の幅は10mmとした。接着強度は2kgw/10mm以上あることが実用上問題ないレベルと判断できる。
【0021】
(3)ブロッキングの測定
太陽電池裏面封止シート2枚を接着改善層面が向かい合わない方向で重ね合わせ(すなわち 接着改善層/基材層//接着改善層/基材層)、金属製板上に基材層が接するように置いた後、さらに底面3×4cmの直方体の金属製おもりを2枚のシート上に置き、そのまま気温40℃の環境に65時間放置する。その後、おもりを外し、2枚それぞれを平面に沿った対向方向(おもり底面の長軸方向相当)に引っ張り、剪断力を測定した。ブロッキングが発生しない場合には、剪断力は0、ブロッキングが大きいほど高い値となる。この測定法での剪断力は0.05kgw以下であれば実用上支障がない。
【0022】
(実施例1)
ガスバリアフィルムであるアルミナ透明蒸着フィルム(東レフィルム加工(株)製 HG−CR 、12μm厚)のPET基材面上に接着改善層として、下記の水性塗剤をダイレクトグラビアコーターで塗布し、その後温度120℃ 10秒の乾燥条件で乾燥し、膜厚1μmの接着改善層を形成した。
【0023】
水性塗剤:下記(A)成分の固形分100重量部に対して、(B)成分を固形分比で5重量部混合し、さらにブロッキング防止用粒子としてdegussa社のOK412を(A)成分と(B)成分の合計に対して0.05重量%添加し接着改善層用塗剤を得た。
(A):下記酸成分とグリコール成分からなるポリエステル樹脂のアンモニウム塩型水分散体
・酸成分:テレフタル酸 28モル%、イソフタル酸 9モル%、トリメリット酸 10モル%、セバシン酸 3モル%
・グリコール成分:エチレングリコール 15モル%、ネオペンチルグリコール18モル%、1,4−ブタンジオール 17モル%
(B):メチロール化メラミン樹脂。
【0024】
しかる後、アルミナ透明蒸着フィルムと白色フィルム(東レフィルム加工(株)製 E20 厚さ50μm)を市販のポリエステル系接着剤主剤LX703VLとポリイソシアネート硬化剤KR90(いずれも大日本インキ化学工業(株)製)を重量比で15:1に混合した接着剤(乾燥重量4g/m2)でアルミナ蒸着フィルムのアルミナ面と白色フィルム面が対向するようにドライラミネートした。さらに白色フィルム上に同様の接着剤を用いて、耐候性ポリエステルフィルム(東レ(株)性 X10S、188μm厚)を積層して、本発明の太陽電池裏面封止用シートを得た。
EVAとの接着強度の測定とブロッキングの評価を実施したところ、表1に示すように高い接着強度が得られ、ブロッキングの発生もなかった。
【0025】
(実施例2)
ポリエステル系主剤MET718NT(大日本インキ化学工業(株)製)100重量部に対し、ポリイソシアネート系硬化剤CVLハードナー10(大日本インキ化学工業(株)製)4重量部を加えた塗剤を使用して接着改善層とした他は、実施例1と同様の製造条件で、実施例1と同様の構成の太陽電池裏面封止用シートを作成した。
EVAとの接着強度の測定とブロッキングの評価を実施したところ、表1に示すように高い接着強度が得られ、ブロッキングの発生もなかった。
(実施例3)
ポリエステル・ウレタン系主剤MET719(大日本インキ化学工業(株)製)100重量部に対し、ポリイソシアネート系硬化剤CVLハードナー10(大日本インキ化学工業(株)製)4重量部を加えた塗剤を使用して接着改善層とした他は、実施例1と同様の製造条件で、実施例1と同様の構成の太陽電池裏面封止用シートを作成した。
EVAとの接着強度の測定とブロッキングの評価を実施したところ、表1に示すように高い接着強度が得られ、ブロッキングの発生もなかった。
【0026】
(比較例1)
スチレン・オレフィン共重合体樹脂“アロンメルト”PPET−1401SG(東亞合成(株)製)を重量比でトルエン/nーヘキサン=4/1の混合溶剤で20重量%に希釈しリバースコータにて塗布し、その後120℃ 30秒で乾燥し、膜厚3.5μmの接着改善層を形成した他は、実施例1と同様の構成の太陽電池裏面封止用シートを作成した。
EVAとの接着強度の測定とブロッキングの評価を実施したところ、表1に示すように高い接着強度が得られたが、ブロッキングが発生した。
【0027】
(比較例2)
実施例1において、接着改善層を形成しない他は実施例1と同様の構成の太陽電池裏面封止用シートを作成した。
EVAとの接着強度の測定とブロッキングの評価を実施したところ、表1に示すように低い接着強度しか得られなかった。
【0028】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽電池モジュールを構成するエチレンービニルアセテート共重合体系充填材層と接着するための接着改善層と、延伸ポリエステルフィルム層を有し、該接着改善層がポリエステル系樹脂及びポリエステルポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂で構成された膜厚0.5〜3μmの層である太陽電池裏面封止用シート。
【請求項2】
接着改善層を構成する前記樹脂が、アルキル化メラミン及び/又はポリイソシアネートの架橋剤により架橋されている請求項1に記載の太陽電池裏面封止用シート。
【請求項3】
透明無機ガスバリア層を有する請求項1又は2に記載の太陽電池裏面封止用シート
【請求項4】
白色反射層を有する請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池裏面封止用シート。

【公開番号】特開2007−136911(P2007−136911A)
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−335285(P2005−335285)
【出願日】平成17年11月21日(2005.11.21)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】