太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムおよび太陽電池裏面保護膜
【課題】優れた機械的性質、耐熱性、耐湿性を有しながら、薄膜シリコン太陽電池においても発電効率を向上させることができ、可視光領域および近赤外光領域の双方において高い反射特性を備える、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムを提供する。
【解決手段】６００ｎｍから１４００ｎｍの波長範囲における平均反射率が７０％以上であることを特徴とする、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【解決手段】６００ｎｍから１４００ｎｍの波長範囲における平均反射率が７０％以上であることを特徴とする、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムは、クリーンエネルギーを利用する発電手段の一つとして、普及が進んでいる。太陽電池モジュールは、例えば実開平６−３８２６４号公報に記載があるように、一般的には、受光側のガラス基板と、裏面保護膜との間に、複数の板状太陽電池素子を挟み、内部の隙間に封止樹脂を充填した構造をとる。
【０００３】
裏面保護膜には、優れた機械的性質、耐熱性、耐湿性を有するプラスチックフィルムが用いられる。例えば、特開２００２−２６３５４号公報や特開２００３−６０２１８号公報には、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた裏面保護膜が提案されている。そして、太陽電池の発電効率を高める目的で、白色の裏面保護膜を用いることがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６３５４号公報
【特許文献２】特開２００３−６０２１８号公報
【特許文献３】特開昭６０−２５０９４６号公報
【特許文献４】特開２００４−２４７３９０号公報
【特許文献５】特開２００２−１３４７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池のうち電池素子としてシリコンを用いるシリコン太陽電池には、従来からあるバルク結晶シリコン太陽電池と、近年注目されている薄膜シリコン太陽電池がある。このうち薄膜シリコン太陽電池では、光を吸収するシリコンの層が非常に薄く、そのままでは光吸収量が少ないため、薄膜シリコンへの光吸収量を増加させる工夫が重要である。
【０００６】
薄膜シリコンとしては、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、シリコンとゲルマニウムとのアモルファス合金、あるいはこれらの組み合わせが用いられている。このうち、微結晶シリコン、シリコンとゲルマニウムのアモルファス合金は、その吸収波長が５００〜１４００ｎｍの範囲にあり、可視光領域から近赤外光領域にかけて広がっている。そのため、裏面保護膜の反射特性は、可視光領域のみならず近赤外光領域が重要となる。
【０００７】
この近赤外光域の反射特性は、薄膜シリコンを用いた太陽電池の他、近赤外光領域に吸収のあるナローギャップ半導体を用いた太陽電池でも同様に重要である。
従来の白色ポリエステルフィルムを太陽電池裏面保護膜として用いても、可視光領域では一定の反射光を得られるものの、近赤外光領域において反射率が低下し、薄膜シリコン太陽電池の効率を向上させることができなかった。
【０００８】
本発明は、優れた機械的性質、耐熱性および耐湿性を有しながら、かかる従来技術の問題点を解消し、薄膜シリコン太陽電池においても発電効率を向上させることができ、可視光領域および近赤外光領域の双方において高い反射特性を備える、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、６００ｎｍから１４００ｎｍの波長範囲における平均反射率が７０％以上であることを特徴とする、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、優れた機械的性質、耐熱性および耐湿性を有しながら、かかる従来技術の問題点を解消し、薄膜シリコン太陽電池においても発電効率を向上させることができ、可視光領域および近赤外光領域の双方において高い反射特性を備える、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム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】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
［プラスチックフィルム］
本発明の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムは、熱可塑性樹脂のフィルムから構成される。熱可塑性樹脂としては、機械的性質、耐熱性および耐湿性の観点から、好ましくはポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、アラミド、ポリエーテルアミド、ポリアリレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、炭化水素樹脂、シクロオレフィン樹脂、フッ素樹脂、セルロース系樹脂、特に好ましくはポリエステルを用いる。
【００１２】
プラスチックフィルムは、本発明の反射特性を達成するために少なくとも１軸方向へ延伸されていることが好ましく、特にポリエステルの延伸フィルムが好ましい。
【００１３】
ポリエステルとしては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸、４，４′―ジフェニルジカルボン酸といった芳香族ジカルボン酸成分と、例えばエチレングリコール、１，４―ブタンジオール、１，４―シクロヘキサンジメタノール、１，６―ヘキサンジオールといったグリコール成分とから構成される芳香族ポリエステルを用いることができる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン―２，６―ナフタレンジカルボキシレートを用いる。これらのポリエステルは共重合ポリエステルであってもよい。
【００１４】
本発明においてプラスチックフィルムは、６００ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲における平均反射率が７０％以上、好ましくは７５％以上、さらに好ましくは８０％以上、特に好ましくは８５％以上である。この波長範囲における平均反射率が７０％未満であると、特に薄膜シリコン太陽電池の裏面保護膜に使用した場合に、光発電効率を向上させる効果が低い。
【００１５】
［白色着色剤］
この反射特性を達成するためには、プラスチックフィルムを構成するプラスチックに白色着色剤を配合する。白色着色剤としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウムなどの無機白色顔料を例示することができ、好ましくは二酸化チタン、硫酸バリウム、特に好ましくは硫酸バリウムを用いる。
【００１６】
白色着色剤は、平均粒径が好ましくは０．２５μｍ以上、さらに好ましくは０．２８μｍ以上、特に好ましくは０．３０μｍ以上である。平均粒径が０．２５μｍ未満であると、効率的に散乱できる光の波長が低波長側へずれるため、近赤外光領域での反射率が低下することがあり好ましくない。白色着色剤の平均粒径は１０μｍを超えると粒度分布によっては粗大な粒子を含有するため、フィルムにピンホールを生じるなどの不具合が発生することがあることから、白色着色剤は平均粒径１０μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
白色着色剤の含有量は、プラスチックフィルムを構成する熱可塑性樹脂の組成物１００重量％あたり、好ましくは５〜６５重量％、さらに好ましくは１０〜６０重量％、特に好ましくは２０〜５５重量％である。プラスチックに高濃度で白色着色剤を配合すると、延伸などの加工を行う場合に破断が発生しやすくなることがある。そのため、プラスチックフィルムを少なくとも２層、好ましくは３層の構造とし、その中の１つの層、３層構成の場合には好ましくは中心の層、に高濃度に白色着色剤を配合し、他の層には配合しないか少量配合することにより、延伸などの加工が可能となる。
【００１８】
白色着色剤を高濃度に配合する場合には、着色剤の表面を樹脂親和性の処理剤で処理することも、加工性を向上させる目的で有効である。表面処理剤としては、アルミニウム、ケイ素、チタニウム、ジルコニウム、錫、セリウム、ビスマスなどの金属の酸化物または含水酸化物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物、有機ジルコニウム化合物などの有機金属化合物、シランカップリング剤やポリシロキサンなどの有機ケイ素化合物、リン酸アルミニウムや有機リン酸エステルなどのリン化合物などが挙げられる。この中でも特にアルミニウム、ケイ素、ジルコニウムの酸化物または含水酸化物、および有機ケイ素化合物が好ましい。
【００１９】
［中心線平均表面粗さ］
本発明におけるプラスチックフィルムは、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）を、好ましくは３０ｎｍ以上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上とする。中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍ以上あると表面での光線の反射において、鏡面反射成分が減少し散乱成分が増えるため、太陽電池内部に光が閉じこもりやすくなり、光のエネルギーを有効に活用できるようになる。
【００２０】
中心線表面粗さ（Ｒａ）の上限は好ましくは５００ｎｍである。これを超えると、フィルム表面が粗すぎるために、太陽電池を封止している樹脂と接着させる際に、気泡が入るなどの不具合が発生することがあり好ましくない。
【００２１】
中心線平均表面粗さ（Ｒａ）をこの範囲にするためには、プラスチックフィルムに滑剤を含有させるとよい。滑剤としては、無機微粒子および／または有機微粒子を用いることができる。無機微粒子としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、酸化珪素の微粒子を例示することができる。有機微粒子としては、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、尿素樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子を例示することができる。なかでも、カオリン、酸化珪素が好ましく、特に酸化珪素の塊状粒子が好ましい。例えば平均粒径３μｍ程度の塊状酸化珪素を０．５〜１重量％添加するとよい。
【００２２】
［紫外線吸収剤］
本発明におけるプラスチックフィルムには、フィルムの耐候性を向上させるために、紫外線吸収剤を含有させてもよい。紫外線吸収剤としては、少量で効果のある吸光係数の大きい化合物が好ましく、例えば２，２’−ｐ−フェニレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（４，４’−ジフェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）および２，２’−（２，６−ナフチレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）を用いることができる。
【００２３】
［フィルムの製造方法］
本発明におけるプラスチックフィルムは、近赤外光領域において高い反射率を得るために、予め熱可塑性樹脂に白色着色剤を配合した熱可塑性樹脂組成物をフィルム状に溶融押出し、さらに延伸加工を行うことによってプラスチックフィルムの内部に空隙を発生させることが好ましい。
【００２４】
ポリエステルフィルムを例に説明すると、予め硫酸バリウムなどの白色着色剤を所定の濃度で配合したポリエステル樹脂組成物をダイからフィルム状に溶融押出し、キャスティングドラムで冷却固化させて未延伸フィルムとし、この未延伸フィルムをＴｇ〜（Ｔｇ＋６０）℃で長手方向に１回もしくは２回以上合計の倍率が２倍〜５倍になるよう延伸し、その後Ｔｇ〜（Ｔｇ＋６０）℃で幅方向に倍率が２〜５倍になるように延伸し、必要に応じてさらに１８０℃〜２５５℃で１〜６０秒間熱処理を行うことにより得ることができる。ここで、Ｔｇはポリエステルのガラス転移温度である。
【００２５】
このとき、フィルム中に空隙を発生させやすくするために、フィルムの縦延伸倍率および横延伸倍率は、好ましくは３倍〜５倍、さらに好ましくは３．５倍〜４．５倍とする。フィルムの長手方向と横方向の延伸は、同時２軸製膜機を用いて同時に行ってもよく、この方法は白色着色剤を高濃度で添加した場合でもフィルムを延伸しやすいことから、好ましい方法である。
【００２６】
２層以上からなるプラスチックフィルムは、例えば予め準備した複数の熱可塑性樹脂組成物を、それぞれ別の押出機を用いて溶融し、ダイの手前で合流させて押出す共押出法によって製造することができる。
【００２７】
プラスチックフィルムとして延伸フィルムを用いる場合、加熱時の寸法安定性を高めるために、特開昭５７−５７６２８号公報に示されるような熱処理工程で縦方向に収縮せしめる方法や、特開平１−２７５０３１号公報に示されるようなフィルムを懸垂状態で弛緩熱処理する方法などを用いてもよい。
本発明におけるプラスチックフィルムの厚みは、好ましくは２５〜３００μｍ、さらに好ましくは３０〜２５０μｍである。
【００２８】
［易接着性コーティング］
本発明において、太陽電池の封止樹脂との接着性を向上させる目的で、プラスチックフィルムの片面に易接着性コーティングを施すことが好ましい。この易接着性コーティングは、（Ａ）ガラス転移点が２０〜１００℃の範囲であるポリエステル樹脂またはアクリル樹脂、またはこれらの樹脂とポリビニルアルコールの混合物０〜９０重量％と、（Ｂ）架橋剤１０〜１００重量％からなる固形分を含む塗液をフィルムに塗布して形成されたものであることが好ましい。架橋剤（Ｂ）としては、例えばオキサゾリン基含有ポリマー、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂を用いることができる。特にオキサゾリン基含有ポリマーが好ましい。
【００２９】
製膜で延伸加工を施す場合、延伸可能な状態のフィルムにコーティングを形成する成分を含む水性塗液を塗布した後、乾燥、延伸し、熱処理することにより行うことが好ましい。水性塗液の固形分濃度は、通常３０重量％以下、好ましくは１０重量％以下である。
【００３０】
なお、延伸可能な状態のフィルムとは、未延伸フィルム、一軸延伸フィルムであり、また延伸がまだ完了していない二軸延伸フィルムである。このうちフィルムの押出し方向（縦方向）に一軸延伸した縦延伸フィルムが特に好ましい。
【００３１】
水性塗液をフィルムに塗布する際には、塗布性を向上させるための予備処理としてフィルム表面にコロナ表面処理、火炎処理、プラズマ処理等の物理処理を施すか、あるいは組成物と共にこれと化学的に不活性な界面活性剤を併用することが好ましい。
【００３２】
水性塗液をフィルムに塗布するとき、芥、塵埃等を巻込みを防止するために、クリーンな雰囲気で塗布することが好ましく、このため、塗布をフィルムの延伸工程で行なう、いわゆるインラインコーティングが好ましい。そして、インラインコーティングを適用すると、塗膜とプラスチックフィルムとの密着性がさらに向上する。
【００３３】
塗布方法としては、公知の任意の塗布方法を適用することができる。例えばロールコート法、グラビアコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、含浸法およびカーテンコート法などを単独または組合せて用いることができる。塗布量は走行しているフィルム１ｍ２当り、例えば０．５〜２０ｇ、好ましくは１〜１０ｇである。水性塗液は水分散液または乳化液として用いるのが好ましい。なお、塗設は、必要に応じ、フィルムの片面のみに形成してもよいし、両面に形成してもよい。
【００３４】
水性塗液を塗布した延伸可能な状態のフィルムは、必要に応じて乾燥工程、延伸処理工程に導かれる。かかる処理は、従来から当業界に蓄積された条件で行うことができる。好ましい条件としては、乾燥条件は９０〜１３０℃×２〜１０秒であり、延伸温度は９０〜１５０℃、延伸倍率は縦方向３〜５倍、横方向３〜５倍、必要ならば再縦方向１〜３倍であり、熱固定する場合は１８０〜２５０℃×２〜６０秒である。このとき、塗膜の厚さは０．０１〜１μｍであることが好ましい。
【００３５】
［太陽電池裏面保護膜］
本発明の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムは、単独または２枚以上を貼り合わせて、太陽電池裏面保護膜として使用することができる。例えば、絶縁特性を向上させる目的で別の透明プラスチックフィルムと貼り合わせたり、耐候性を向上させる目的で、ポリフッ化ビニルなどの耐候性樹脂からなるフィルムと貼り合わせて太陽電池裏面保護膜とすることができる。
【００３６】
また、太陽電池裏面保護膜として用いる際には、水蒸気バリア性を付与する目的で、水蒸気バリア層を積層することが好ましい。この構成の太陽電池裏面保護膜は、ＪＩＳ Ｚ０２０８−７３に従い測定される水蒸気の透過率が５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましい。
【００３７】
かかる水蒸気バリア層としては、水蒸気バリア性を有するフィルムや箔を用いることができる。フィルムとしては、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニリデンコートフィルム、ポリフッ化ビニリデンコートフィルム、酸化ケイ素蒸着フィルム、酸化アルミニウム蒸着フィルム、アルミニウム蒸着フィルムを例示することができ、箔としては、アルミニウム箔、銅箔を例示することができる。
【００３８】
これらのフィルムまたは箔は、本発明の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムのエチレンビニルアセテート（以下「ＥＶＡ」という）接着面の反対側に積層したり、またさらにその外側に別の樹脂フィルムを積層して、フィルムで挟みこむ構造をとる形態で用いることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、各特性値は以下の方法で測定した。
【００４０】
（１）固有粘度
オルソクロロフェノール溶媒による溶液の粘度を３５℃にて測定して求めた。
【００４１】
（２）光線平均反射率
分光光度計（島津製作所製ＵＶ−３１０１ＰＣ）に積分球を取り付け、ＢａＳＯ４白板についての測定値を１００％として、フィルムサンプルの光線反射率を波長６００〜１４００ｎｍにわたって測定した。得られた測定チャートより２ｎｍ間隔で光線反射率を読み取り、平均値を求めて平均反射率とした。
【００４２】
（３）中心線平均表面粗さ（Ｒａ）
非接触式３次元粗さ計（小坂研究所製、ＥＴ３０ＨＫ）を用いて波長７８０ｎｍの半導体レーザー、ビーム径１．６μｍの光触針で測定長（ＬＸ）１ｍｍ、サンプリングピッチ２μｍ、カットオフ０．２５ｍｍ、縦方向拡大倍率５０００倍、横方向拡大倍率２００倍、走査線数１００本（従って、Ｙ方向の測定長ＬＹ＝０．２ｍｍ）の条件にてフィルム表面の突起プロファイルを測定し、その粗さ曲面をＺ＝Ｆ（Ｘ、Ｙ）で表したとき、次の式で得られる値（Ｒａ、単位ｎｍ）をフィルムの表面粗さとして定義した。
【００４３】
【数１】
【００４４】
（４）薄膜シリコン太陽電池の光発電効率
特開２００４−３３５７３４号公報の実施例１に記載の方法で、微結晶シリコン薄膜太陽電池素子を作成した。次に、光入射側より順番に、ガラス、ＥＶＡシート、太陽電池素子、ＥＶＡシート、本発明のフィルムを重ねた状態でラミネート装置に入れ、１５０℃で３０分間加熱して十分にＥＶＡシートを熱融着させ、太陽電池モジュールを作成した。なお、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）が表裏で異なる場合には、Ｒａの大きい表面がＥＶＡシートと接するように配置した。
【００４５】
５００Ｗのキセノンランプ（ウシオ電気社製）に太陽光シミュレーション用補正フィルター（オリエール社製ＡＭ１．５Ｇｌｏｂａｌ）を装着し、上記の太陽電池モジュールに対し、入射光強度が１００ｍＷ／ｃｍ２の模擬太陽光を、水平面に対して垂直になるよう照射した。システムは屋内、気温１８℃、湿度５０％の雰囲気に静置した。電流電圧測定装置（ケースレー製ソースメジャーユニット２３８型）を用いて、システムに印加するＤＣ電圧を１０ｍＶ／秒の定速でスキャンし、素子の出力する光電流を計測することにより、光電流−電圧特性を測定し、光発電効率を算出した。
【００４６】
［実施例１］
着色剤として、堺化学工業株式会社製沈降性硫酸バリウム３００Ｒ、（以下「白色Ａ」という。平均粒径０．７μｍ）を３５重量％含有する、２，６−ナフタレンジカルボン酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を、２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に１００℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記の塗剤Ａをロールコーターで均一に塗布した。この塗布フィルムを引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２５℃で３．６倍に延伸し、２０５℃で幅方向に２％収縮させながら熱固定し、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを得た。塗膜の厚さは０．０５μｍであった。また、フィルムのＲａは１２０ｎｍであった。
【００４７】
このフィルムの６００〜１４００ｎｍにおける光線平均反射率は８９％であった。このフィルムを用いて微結晶シリコン薄膜太陽電池モジュールを作成し、光発電効率を測定したところ、５．３％であり、良好な光発電性能を示した。
【００４８】
＜塗剤Ａ＞
２，６−ナフタレンジカルボン酸ジメチル４８部、イソフタル酸ジメチル１４部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル４部、エチレングリコール３１部、ジエチレングリコール２部を反応器に仕込み、これにテトラブトキシチタン０．０５部を添加して窒素雰囲気下で温度を２３０℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで反応系の温度を徐々に２５５℃まで上昇させ系内を１ｍｍＨｇの減圧にして重縮合反応を行い、ポリエステルを得た。このポリエステル２５部をテトラヒドロフラン７５部に溶解させ、得られた溶液に１００００回転／分の高速攪拌下で水７５部を滴下して乳白色の分散体を得、次いでこの分散体を２０ｍｍＨｇの減圧下で蒸留し、テトラヒドロフランを留去し、固形分が２５重量％のポリエステルの水分散体を得た。
【００４９】
次に、四つ口フラスコに、界面活性剤としてラウリルスルホン酸ナトリウム３部、およびイオン交換水１８１部を仕込んで窒素気流中で６０℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム０．５部、亜硝酸水素ナトリウム０．２部を添加し、更にモノマー類である、メタクリル酸メチル３０．１部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン２１．９部、ポリエチレンオキシド（ｎ＝１０）メタクリル酸３９．４部、アクリルアミド８．６部の混合物を３時間にわたり、液温が６０〜７０℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に２時間保持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が３５％重量のアクリルの水分散体を得た。
【００５０】
一方で、シリカフィラー（平均粒径：１００ｎｍ）（日産化学株式会社製 商品名スノーテックスＺＬ）を０．２重量％、濡れ剤として、ポリオキシエチレン（ｎ＝７）ラウリルエーテル（三洋化成株式会社製 商品名ナロアクティーＮ−７０）の０．３重量％添加した水溶液を作成した。
上記のポリエステルの水分散体１０重量部、アクリルの水分散体５重量部と水溶液８５重量部を混合して、塗剤Ａを作成した。
【００５１】
［実施例２］
着色剤として、テイカ株式会社製ルチル型酸化チタンＪＲ３０１（以下「白色Ｂ」という。平均粒径０．３μｍ）を１０重量％含有する、イソフタル酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を樹脂Ａ、着色剤として、白色Ｂを３５重量％含有する、イソフタル酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を樹脂Ｂとし、それぞれ２台の押出機に供給して樹脂Ａと樹脂Ｂを、樹脂Ａの層／樹脂Ｂの層／樹脂Ａの層となるように３層フィードブロック装置を使用して合流させ、その積層状態を保持したままダイスより押出し、２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に９５℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記の塗剤Ａをロールコーターで均一に塗布した。この塗布フィルムを引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２０℃で３．６倍に延伸し、２０５℃で幅方向に２％収縮させながら熱固定し、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを得た。樹脂Ａ層と樹脂Ｂ層の厚み比（樹脂Ａ層／樹脂Ｂ層／樹脂Ａ層）は、２０／６０／２０であった。なお、塗膜の厚さは０．０５μｍ、フィルムのＲａは８２ｎｍであった。
【００５２】
このフィルムの６００〜１４００ｎｍにおける光線平均反射率は８２％であった。またこのフィルムを用いて微結晶シリコン薄膜太陽電池モジュールを作成し、光発電効率を測定したところ、５．２％であり、良好な光発電性能を示した。
【００５３】
［実施例３］
着色剤として、実施例１と同じ白色Ａを１０重量％含有する、２，６−ナフタレンジカルボン酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を樹脂Ａ、着色剤として白色Ａを５０重量％含有する、２，６−ナフタレンジカルボン酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を樹脂Ｂとし、それぞれ２台の押出機に供給して樹脂Ａと樹脂Ｂを、樹脂Ａの層／樹脂Ｂの層となるように２層フィードブロック装置を使用して合流させ、その積層状態を保持したままダイスより押出し、２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に１００℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記の塗剤Ａをロールコーターで均一に塗布した。この塗布フィルムを引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２５℃で３．６倍に延伸し、２０５℃で幅方向に２％収縮させながら熱固定し、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを得た。樹脂Ａ層と樹脂Ｂ層の厚み比（樹脂Ａ層／樹脂Ｂ層）は、２０／８０であった。なお、塗膜の厚さは０．０５μｍ、フィルムのＲａは、樹脂Ａ層側が９１ｎｍ、樹脂Ｂ層側が１３５ｎｍであった。
【００５４】
このフィルムの６００〜１４００ｎｍにおける光線平均反射率は９３％であった。またこのフィルムを用いて微結晶シリコン薄膜太陽電池モジュールを作成し、光発電効率を測定したところ、５．４％であり、良好な光発電性能を示した。
【００５５】
［比較例１］
着色剤として、テイカ株式会社製アナターゼ型酸化チタンＪＡ−１（以下、「白色Ｃ」という。平均粒径０．１８μｍ）を１２重量％含有するポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．６４）を、２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に１００℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記の塗剤Ａをロールコーターで均一に塗布した。この塗布フィルムを引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２５℃で３．６倍に延伸し、２０５℃で幅方向に２％収縮させながら熱固定し、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを得た。なお、塗膜の厚さは０．０５μｍであった。また、フィルムのＲａは４８ｎｍであった。
【００５６】
このフィルムの６００〜１４００ｎｍにおける光線平均反射率は６６％であった。またこのフィルムを用いて微結晶シリコン薄膜太陽電池モジュールを作成し、光発電効率を測定したところ、４．９％であり、不十分な光発電性能であった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムは、太陽電池の裏面保護膜、特に薄膜シリコン太陽電池の裏面保護膜として好適に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムは、クリーンエネルギーを利用する発電手段の一つとして、普及が進んでいる。太陽電池モジュールは、例えば実開平６−３８２６４号公報に記載があるように、一般的には、受光側のガラス基板と、裏面保護膜との間に、複数の板状太陽電池素子を挟み、内部の隙間に封止樹脂を充填した構造をとる。
【０００３】
裏面保護膜には、優れた機械的性質、耐熱性、耐湿性を有するプラスチックフィルムが用いられる。例えば、特開２００２−２６３５４号公報や特開２００３−６０２１８号公報には、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた裏面保護膜が提案されている。そして、太陽電池の発電効率を高める目的で、白色の裏面保護膜を用いることがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６３５４号公報
【特許文献２】特開２００３−６０２１８号公報
【特許文献３】特開昭６０−２５０９４６号公報
【特許文献４】特開２００４−２４７３９０号公報
【特許文献５】特開２００２−１３４７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池のうち電池素子としてシリコンを用いるシリコン太陽電池には、従来からあるバルク結晶シリコン太陽電池と、近年注目されている薄膜シリコン太陽電池がある。このうち薄膜シリコン太陽電池では、光を吸収するシリコンの層が非常に薄く、そのままでは光吸収量が少ないため、薄膜シリコンへの光吸収量を増加させる工夫が重要である。
【０００６】
薄膜シリコンとしては、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、シリコンとゲルマニウムとのアモルファス合金、あるいはこれらの組み合わせが用いられている。このうち、微結晶シリコン、シリコンとゲルマニウムのアモルファス合金は、その吸収波長が５００〜１４００ｎｍの範囲にあり、可視光領域から近赤外光領域にかけて広がっている。そのため、裏面保護膜の反射特性は、可視光領域のみならず近赤外光領域が重要となる。
【０００７】
この近赤外光域の反射特性は、薄膜シリコンを用いた太陽電池の他、近赤外光領域に吸収のあるナローギャップ半導体を用いた太陽電池でも同様に重要である。
従来の白色ポリエステルフィルムを太陽電池裏面保護膜として用いても、可視光領域では一定の反射光を得られるものの、近赤外光領域において反射率が低下し、薄膜シリコン太陽電池の効率を向上させることができなかった。
【０００８】
本発明は、優れた機械的性質、耐熱性および耐湿性を有しながら、かかる従来技術の問題点を解消し、薄膜シリコン太陽電池においても発電効率を向上させることができ、可視光領域および近赤外光領域の双方において高い反射特性を備える、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、６００ｎｍから１４００ｎｍの波長範囲における平均反射率が７０％以上であることを特徴とする、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、優れた機械的性質、耐熱性および耐湿性を有しながら、かかる従来技術の問題点を解消し、薄膜シリコン太陽電池においても発電効率を向上させることができ、可視光領域および近赤外光領域の双方において高い反射特性を備える、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム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】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
［プラスチックフィルム］
本発明の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムは、熱可塑性樹脂のフィルムから構成される。熱可塑性樹脂としては、機械的性質、耐熱性および耐湿性の観点から、好ましくはポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、アラミド、ポリエーテルアミド、ポリアリレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、炭化水素樹脂、シクロオレフィン樹脂、フッ素樹脂、セルロース系樹脂、特に好ましくはポリエステルを用いる。
【００１２】
プラスチックフィルムは、本発明の反射特性を達成するために少なくとも１軸方向へ延伸されていることが好ましく、特にポリエステルの延伸フィルムが好ましい。
【００１３】
ポリエステルとしては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸、４，４′―ジフェニルジカルボン酸といった芳香族ジカルボン酸成分と、例えばエチレングリコール、１，４―ブタンジオール、１，４―シクロヘキサンジメタノール、１，６―ヘキサンジオールといったグリコール成分とから構成される芳香族ポリエステルを用いることができる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン―２，６―ナフタレンジカルボキシレートを用いる。これらのポリエステルは共重合ポリエステルであってもよい。
【００１４】
本発明においてプラスチックフィルムは、６００ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲における平均反射率が７０％以上、好ましくは７５％以上、さらに好ましくは８０％以上、特に好ましくは８５％以上である。この波長範囲における平均反射率が７０％未満であると、特に薄膜シリコン太陽電池の裏面保護膜に使用した場合に、光発電効率を向上させる効果が低い。
【００１５】
［白色着色剤］
この反射特性を達成するためには、プラスチックフィルムを構成するプラスチックに白色着色剤を配合する。白色着色剤としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウムなどの無機白色顔料を例示することができ、好ましくは二酸化チタン、硫酸バリウム、特に好ましくは硫酸バリウムを用いる。
【００１６】
白色着色剤は、平均粒径が好ましくは０．２５μｍ以上、さらに好ましくは０．２８μｍ以上、特に好ましくは０．３０μｍ以上である。平均粒径が０．２５μｍ未満であると、効率的に散乱できる光の波長が低波長側へずれるため、近赤外光領域での反射率が低下することがあり好ましくない。白色着色剤の平均粒径は１０μｍを超えると粒度分布によっては粗大な粒子を含有するため、フィルムにピンホールを生じるなどの不具合が発生することがあることから、白色着色剤は平均粒径１０μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
白色着色剤の含有量は、プラスチックフィルムを構成する熱可塑性樹脂の組成物１００重量％あたり、好ましくは５〜６５重量％、さらに好ましくは１０〜６０重量％、特に好ましくは２０〜５５重量％である。プラスチックに高濃度で白色着色剤を配合すると、延伸などの加工を行う場合に破断が発生しやすくなることがある。そのため、プラスチックフィルムを少なくとも２層、好ましくは３層の構造とし、その中の１つの層、３層構成の場合には好ましくは中心の層、に高濃度に白色着色剤を配合し、他の層には配合しないか少量配合することにより、延伸などの加工が可能となる。
【００１８】
白色着色剤を高濃度に配合する場合には、着色剤の表面を樹脂親和性の処理剤で処理することも、加工性を向上させる目的で有効である。表面処理剤としては、アルミニウム、ケイ素、チタニウム、ジルコニウム、錫、セリウム、ビスマスなどの金属の酸化物または含水酸化物、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物、有機ジルコニウム化合物などの有機金属化合物、シランカップリング剤やポリシロキサンなどの有機ケイ素化合物、リン酸アルミニウムや有機リン酸エステルなどのリン化合物などが挙げられる。この中でも特にアルミニウム、ケイ素、ジルコニウムの酸化物または含水酸化物、および有機ケイ素化合物が好ましい。
【００１９】
［中心線平均表面粗さ］
本発明におけるプラスチックフィルムは、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）を、好ましくは３０ｎｍ以上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上とする。中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍ以上あると表面での光線の反射において、鏡面反射成分が減少し散乱成分が増えるため、太陽電池内部に光が閉じこもりやすくなり、光のエネルギーを有効に活用できるようになる。
【００２０】
中心線表面粗さ（Ｒａ）の上限は好ましくは５００ｎｍである。これを超えると、フィルム表面が粗すぎるために、太陽電池を封止している樹脂と接着させる際に、気泡が入るなどの不具合が発生することがあり好ましくない。
【００２１】
中心線平均表面粗さ（Ｒａ）をこの範囲にするためには、プラスチックフィルムに滑剤を含有させるとよい。滑剤としては、無機微粒子および／または有機微粒子を用いることができる。無機微粒子としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、酸化珪素の微粒子を例示することができる。有機微粒子としては、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、尿素樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子を例示することができる。なかでも、カオリン、酸化珪素が好ましく、特に酸化珪素の塊状粒子が好ましい。例えば平均粒径３μｍ程度の塊状酸化珪素を０．５〜１重量％添加するとよい。
【００２２】
［紫外線吸収剤］
本発明におけるプラスチックフィルムには、フィルムの耐候性を向上させるために、紫外線吸収剤を含有させてもよい。紫外線吸収剤としては、少量で効果のある吸光係数の大きい化合物が好ましく、例えば２，２’−ｐ−フェニレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（４，４’−ジフェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）および２，２’−（２，６−ナフチレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）を用いることができる。
【００２３】
［フィルムの製造方法］
本発明におけるプラスチックフィルムは、近赤外光領域において高い反射率を得るために、予め熱可塑性樹脂に白色着色剤を配合した熱可塑性樹脂組成物をフィルム状に溶融押出し、さらに延伸加工を行うことによってプラスチックフィルムの内部に空隙を発生させることが好ましい。
【００２４】
ポリエステルフィルムを例に説明すると、予め硫酸バリウムなどの白色着色剤を所定の濃度で配合したポリエステル樹脂組成物をダイからフィルム状に溶融押出し、キャスティングドラムで冷却固化させて未延伸フィルムとし、この未延伸フィルムをＴｇ〜（Ｔｇ＋６０）℃で長手方向に１回もしくは２回以上合計の倍率が２倍〜５倍になるよう延伸し、その後Ｔｇ〜（Ｔｇ＋６０）℃で幅方向に倍率が２〜５倍になるように延伸し、必要に応じてさらに１８０℃〜２５５℃で１〜６０秒間熱処理を行うことにより得ることができる。ここで、Ｔｇはポリエステルのガラス転移温度である。
【００２５】
このとき、フィルム中に空隙を発生させやすくするために、フィルムの縦延伸倍率および横延伸倍率は、好ましくは３倍〜５倍、さらに好ましくは３．５倍〜４．５倍とする。フィルムの長手方向と横方向の延伸は、同時２軸製膜機を用いて同時に行ってもよく、この方法は白色着色剤を高濃度で添加した場合でもフィルムを延伸しやすいことから、好ましい方法である。
【００２６】
２層以上からなるプラスチックフィルムは、例えば予め準備した複数の熱可塑性樹脂組成物を、それぞれ別の押出機を用いて溶融し、ダイの手前で合流させて押出す共押出法によって製造することができる。
【００２７】
プラスチックフィルムとして延伸フィルムを用いる場合、加熱時の寸法安定性を高めるために、特開昭５７−５７６２８号公報に示されるような熱処理工程で縦方向に収縮せしめる方法や、特開平１−２７５０３１号公報に示されるようなフィルムを懸垂状態で弛緩熱処理する方法などを用いてもよい。
本発明におけるプラスチックフィルムの厚みは、好ましくは２５〜３００μｍ、さらに好ましくは３０〜２５０μｍである。
【００２８】
［易接着性コーティング］
本発明において、太陽電池の封止樹脂との接着性を向上させる目的で、プラスチックフィルムの片面に易接着性コーティングを施すことが好ましい。この易接着性コーティングは、（Ａ）ガラス転移点が２０〜１００℃の範囲であるポリエステル樹脂またはアクリル樹脂、またはこれらの樹脂とポリビニルアルコールの混合物０〜９０重量％と、（Ｂ）架橋剤１０〜１００重量％からなる固形分を含む塗液をフィルムに塗布して形成されたものであることが好ましい。架橋剤（Ｂ）としては、例えばオキサゾリン基含有ポリマー、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂を用いることができる。特にオキサゾリン基含有ポリマーが好ましい。
【００２９】
製膜で延伸加工を施す場合、延伸可能な状態のフィルムにコーティングを形成する成分を含む水性塗液を塗布した後、乾燥、延伸し、熱処理することにより行うことが好ましい。水性塗液の固形分濃度は、通常３０重量％以下、好ましくは１０重量％以下である。
【００３０】
なお、延伸可能な状態のフィルムとは、未延伸フィルム、一軸延伸フィルムであり、また延伸がまだ完了していない二軸延伸フィルムである。このうちフィルムの押出し方向（縦方向）に一軸延伸した縦延伸フィルムが特に好ましい。
【００３１】
水性塗液をフィルムに塗布する際には、塗布性を向上させるための予備処理としてフィルム表面にコロナ表面処理、火炎処理、プラズマ処理等の物理処理を施すか、あるいは組成物と共にこれと化学的に不活性な界面活性剤を併用することが好ましい。
【００３２】
水性塗液をフィルムに塗布するとき、芥、塵埃等を巻込みを防止するために、クリーンな雰囲気で塗布することが好ましく、このため、塗布をフィルムの延伸工程で行なう、いわゆるインラインコーティングが好ましい。そして、インラインコーティングを適用すると、塗膜とプラスチックフィルムとの密着性がさらに向上する。
【００３３】
塗布方法としては、公知の任意の塗布方法を適用することができる。例えばロールコート法、グラビアコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、含浸法およびカーテンコート法などを単独または組合せて用いることができる。塗布量は走行しているフィルム１ｍ２当り、例えば０．５〜２０ｇ、好ましくは１〜１０ｇである。水性塗液は水分散液または乳化液として用いるのが好ましい。なお、塗設は、必要に応じ、フィルムの片面のみに形成してもよいし、両面に形成してもよい。
【００３４】
水性塗液を塗布した延伸可能な状態のフィルムは、必要に応じて乾燥工程、延伸処理工程に導かれる。かかる処理は、従来から当業界に蓄積された条件で行うことができる。好ましい条件としては、乾燥条件は９０〜１３０℃×２〜１０秒であり、延伸温度は９０〜１５０℃、延伸倍率は縦方向３〜５倍、横方向３〜５倍、必要ならば再縦方向１〜３倍であり、熱固定する場合は１８０〜２５０℃×２〜６０秒である。このとき、塗膜の厚さは０．０１〜１μｍであることが好ましい。
【００３５】
［太陽電池裏面保護膜］
本発明の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムは、単独または２枚以上を貼り合わせて、太陽電池裏面保護膜として使用することができる。例えば、絶縁特性を向上させる目的で別の透明プラスチックフィルムと貼り合わせたり、耐候性を向上させる目的で、ポリフッ化ビニルなどの耐候性樹脂からなるフィルムと貼り合わせて太陽電池裏面保護膜とすることができる。
【００３６】
また、太陽電池裏面保護膜として用いる際には、水蒸気バリア性を付与する目的で、水蒸気バリア層を積層することが好ましい。この構成の太陽電池裏面保護膜は、ＪＩＳ Ｚ０２０８−７３に従い測定される水蒸気の透過率が５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましい。
【００３７】
かかる水蒸気バリア層としては、水蒸気バリア性を有するフィルムや箔を用いることができる。フィルムとしては、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニリデンコートフィルム、ポリフッ化ビニリデンコートフィルム、酸化ケイ素蒸着フィルム、酸化アルミニウム蒸着フィルム、アルミニウム蒸着フィルムを例示することができ、箔としては、アルミニウム箔、銅箔を例示することができる。
【００３８】
これらのフィルムまたは箔は、本発明の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムのエチレンビニルアセテート（以下「ＥＶＡ」という）接着面の反対側に積層したり、またさらにその外側に別の樹脂フィルムを積層して、フィルムで挟みこむ構造をとる形態で用いることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、各特性値は以下の方法で測定した。
【００４０】
（１）固有粘度
オルソクロロフェノール溶媒による溶液の粘度を３５℃にて測定して求めた。
【００４１】
（２）光線平均反射率
分光光度計（島津製作所製ＵＶ−３１０１ＰＣ）に積分球を取り付け、ＢａＳＯ４白板についての測定値を１００％として、フィルムサンプルの光線反射率を波長６００〜１４００ｎｍにわたって測定した。得られた測定チャートより２ｎｍ間隔で光線反射率を読み取り、平均値を求めて平均反射率とした。
【００４２】
（３）中心線平均表面粗さ（Ｒａ）
非接触式３次元粗さ計（小坂研究所製、ＥＴ３０ＨＫ）を用いて波長７８０ｎｍの半導体レーザー、ビーム径１．６μｍの光触針で測定長（ＬＸ）１ｍｍ、サンプリングピッチ２μｍ、カットオフ０．２５ｍｍ、縦方向拡大倍率５０００倍、横方向拡大倍率２００倍、走査線数１００本（従って、Ｙ方向の測定長ＬＹ＝０．２ｍｍ）の条件にてフィルム表面の突起プロファイルを測定し、その粗さ曲面をＺ＝Ｆ（Ｘ、Ｙ）で表したとき、次の式で得られる値（Ｒａ、単位ｎｍ）をフィルムの表面粗さとして定義した。
【００４３】
【数１】
【００４４】
（４）薄膜シリコン太陽電池の光発電効率
特開２００４−３３５７３４号公報の実施例１に記載の方法で、微結晶シリコン薄膜太陽電池素子を作成した。次に、光入射側より順番に、ガラス、ＥＶＡシート、太陽電池素子、ＥＶＡシート、本発明のフィルムを重ねた状態でラミネート装置に入れ、１５０℃で３０分間加熱して十分にＥＶＡシートを熱融着させ、太陽電池モジュールを作成した。なお、フィルムの表面粗さ（Ｒａ）が表裏で異なる場合には、Ｒａの大きい表面がＥＶＡシートと接するように配置した。
【００４５】
５００Ｗのキセノンランプ（ウシオ電気社製）に太陽光シミュレーション用補正フィルター（オリエール社製ＡＭ１．５Ｇｌｏｂａｌ）を装着し、上記の太陽電池モジュールに対し、入射光強度が１００ｍＷ／ｃｍ２の模擬太陽光を、水平面に対して垂直になるよう照射した。システムは屋内、気温１８℃、湿度５０％の雰囲気に静置した。電流電圧測定装置（ケースレー製ソースメジャーユニット２３８型）を用いて、システムに印加するＤＣ電圧を１０ｍＶ／秒の定速でスキャンし、素子の出力する光電流を計測することにより、光電流−電圧特性を測定し、光発電効率を算出した。
【００４６】
［実施例１］
着色剤として、堺化学工業株式会社製沈降性硫酸バリウム３００Ｒ、（以下「白色Ａ」という。平均粒径０．７μｍ）を３５重量％含有する、２，６−ナフタレンジカルボン酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を、２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に１００℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記の塗剤Ａをロールコーターで均一に塗布した。この塗布フィルムを引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２５℃で３．６倍に延伸し、２０５℃で幅方向に２％収縮させながら熱固定し、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを得た。塗膜の厚さは０．０５μｍであった。また、フィルムのＲａは１２０ｎｍであった。
【００４７】
このフィルムの６００〜１４００ｎｍにおける光線平均反射率は８９％であった。このフィルムを用いて微結晶シリコン薄膜太陽電池モジュールを作成し、光発電効率を測定したところ、５．３％であり、良好な光発電性能を示した。
【００４８】
＜塗剤Ａ＞
２，６−ナフタレンジカルボン酸ジメチル４８部、イソフタル酸ジメチル１４部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル４部、エチレングリコール３１部、ジエチレングリコール２部を反応器に仕込み、これにテトラブトキシチタン０．０５部を添加して窒素雰囲気下で温度を２３０℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで反応系の温度を徐々に２５５℃まで上昇させ系内を１ｍｍＨｇの減圧にして重縮合反応を行い、ポリエステルを得た。このポリエステル２５部をテトラヒドロフラン７５部に溶解させ、得られた溶液に１００００回転／分の高速攪拌下で水７５部を滴下して乳白色の分散体を得、次いでこの分散体を２０ｍｍＨｇの減圧下で蒸留し、テトラヒドロフランを留去し、固形分が２５重量％のポリエステルの水分散体を得た。
【００４９】
次に、四つ口フラスコに、界面活性剤としてラウリルスルホン酸ナトリウム３部、およびイオン交換水１８１部を仕込んで窒素気流中で６０℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム０．５部、亜硝酸水素ナトリウム０．２部を添加し、更にモノマー類である、メタクリル酸メチル３０．１部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン２１．９部、ポリエチレンオキシド（ｎ＝１０）メタクリル酸３９．４部、アクリルアミド８．６部の混合物を３時間にわたり、液温が６０〜７０℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に２時間保持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が３５％重量のアクリルの水分散体を得た。
【００５０】
一方で、シリカフィラー（平均粒径：１００ｎｍ）（日産化学株式会社製 商品名スノーテックスＺＬ）を０．２重量％、濡れ剤として、ポリオキシエチレン（ｎ＝７）ラウリルエーテル（三洋化成株式会社製 商品名ナロアクティーＮ−７０）の０．３重量％添加した水溶液を作成した。
上記のポリエステルの水分散体１０重量部、アクリルの水分散体５重量部と水溶液８５重量部を混合して、塗剤Ａを作成した。
【００５１】
［実施例２］
着色剤として、テイカ株式会社製ルチル型酸化チタンＪＲ３０１（以下「白色Ｂ」という。平均粒径０．３μｍ）を１０重量％含有する、イソフタル酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を樹脂Ａ、着色剤として、白色Ｂを３５重量％含有する、イソフタル酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を樹脂Ｂとし、それぞれ２台の押出機に供給して樹脂Ａと樹脂Ｂを、樹脂Ａの層／樹脂Ｂの層／樹脂Ａの層となるように３層フィードブロック装置を使用して合流させ、その積層状態を保持したままダイスより押出し、２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に９５℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記の塗剤Ａをロールコーターで均一に塗布した。この塗布フィルムを引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２０℃で３．６倍に延伸し、２０５℃で幅方向に２％収縮させながら熱固定し、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを得た。樹脂Ａ層と樹脂Ｂ層の厚み比（樹脂Ａ層／樹脂Ｂ層／樹脂Ａ層）は、２０／６０／２０であった。なお、塗膜の厚さは０．０５μｍ、フィルムのＲａは８２ｎｍであった。
【００５２】
このフィルムの６００〜１４００ｎｍにおける光線平均反射率は８２％であった。またこのフィルムを用いて微結晶シリコン薄膜太陽電池モジュールを作成し、光発電効率を測定したところ、５．２％であり、良好な光発電性能を示した。
【００５３】
［実施例３］
着色剤として、実施例１と同じ白色Ａを１０重量％含有する、２，６−ナフタレンジカルボン酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を樹脂Ａ、着色剤として白色Ａを５０重量％含有する、２，６−ナフタレンジカルボン酸を１０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．７５）を樹脂Ｂとし、それぞれ２台の押出機に供給して樹脂Ａと樹脂Ｂを、樹脂Ａの層／樹脂Ｂの層となるように２層フィードブロック装置を使用して合流させ、その積層状態を保持したままダイスより押出し、２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に１００℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記の塗剤Ａをロールコーターで均一に塗布した。この塗布フィルムを引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２５℃で３．６倍に延伸し、２０５℃で幅方向に２％収縮させながら熱固定し、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを得た。樹脂Ａ層と樹脂Ｂ層の厚み比（樹脂Ａ層／樹脂Ｂ層）は、２０／８０であった。なお、塗膜の厚さは０．０５μｍ、フィルムのＲａは、樹脂Ａ層側が９１ｎｍ、樹脂Ｂ層側が１３５ｎｍであった。
【００５４】
このフィルムの６００〜１４００ｎｍにおける光線平均反射率は９３％であった。またこのフィルムを用いて微結晶シリコン薄膜太陽電池モジュールを作成し、光発電効率を測定したところ、５．４％であり、良好な光発電性能を示した。
【００５５】
［比較例１］
着色剤として、テイカ株式会社製アナターゼ型酸化チタンＪＡ−１（以下、「白色Ｃ」という。平均粒径０．１８μｍ）を１２重量％含有するポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．６４）を、２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムとした。次いで縦方向に１００℃で３．３倍に延伸した後、その両面に下記の塗剤Ａをロールコーターで均一に塗布した。この塗布フィルムを引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２５℃で３．６倍に延伸し、２０５℃で幅方向に２％収縮させながら熱固定し、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを得た。なお、塗膜の厚さは０．０５μｍであった。また、フィルムのＲａは４８ｎｍであった。
【００５６】
このフィルムの６００〜１４００ｎｍにおける光線平均反射率は６６％であった。またこのフィルムを用いて微結晶シリコン薄膜太陽電池モジュールを作成し、光発電効率を測定したところ、４．９％であり、不十分な光発電性能であった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムは、太陽電池の裏面保護膜、特に薄膜シリコン太陽電池の裏面保護膜として好適に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
６００ｎｍから１４００ｎｍの波長範囲における平均反射率が７０％以上であることを特徴とする、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【請求項２】
少なくとも片面の中心線平均表面粗さＲａが３０ｎｍ以上である、請求項１記載の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【請求項３】
太陽電池が薄膜シリコン太陽電池である、請求項１または２に記載の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【請求項４】
プラスチックフィルムが着色剤として平均粒径０．２５μｍ以上の無機粒子を含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムを含んでなる太陽電池裏面保護膜。
【請求項１】
６００ｎｍから１４００ｎｍの波長範囲における平均反射率が７０％以上であることを特徴とする、太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【請求項２】
少なくとも片面の中心線平均表面粗さＲａが３０ｎｍ以上である、請求項１記載の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【請求項３】
太陽電池が薄膜シリコン太陽電池である、請求項１または２に記載の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【請求項４】
プラスチックフィルムが着色剤として平均粒径０．２５μｍ以上の無機粒子を含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用プラスチックフィルムを含んでなる太陽電池裏面保護膜。
【公開番号】特開２００７−２０８１７９（Ｐ２００７−２０８１７９Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８３１７（Ｐ２００６−２８３１７）
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【出願人】（３０１０２０２２６）帝人デュポンフィルム株式会社 (517)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【出願人】（３０１０２０２２６）帝人デュポンフィルム株式会社 (517)
【Ｆターム（参考）】
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