JP2013045980A - 太陽電池用ポリマーシート、及び、太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】白色度分布が、0.5%〜20%の範囲内であるポリマー基材を含む太陽電池用ポリマーシート
【選択図】なし
Description
また、接着性に優れ、厚みを薄くすることができる太陽電池用バックシートとして、例えば、Si蒸着したポリマーシート等の水不透過性シートの一方の面に、硬化性官能基を含有するフッ素系ポリマー塗料の硬化塗膜を形成した太陽電池用バックシートが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、フルオロコポリマー、架橋剤等を含む塗布液を塗布して、アモルファスフルオロコポリマー層を設けた太陽電池用バックシートが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特に、太陽電池用に用いられる白色のポリマーシートにおいては、反射率向上の観点から、白色度分布をより均一にすることが通常であり、このような均一な白色度分布は、反射率の向上には寄与するものの、本発明者の知見によれば、耐候性の点からは未だ充分とは言えないことが見出された。
<1> 白色度分布が、0.5%〜20%の範囲内であるポリマー基材を含む太陽電池用ポリマーシート。
<2> 前記ポリマー基材の一方の面上に、シリコーンポリマーを含有するポリマー層1と、フッ素ポリマーを含有するポリマー層2とを、前記ポリマー基材側から順次有する<1>に記載の太陽電池用ポリマーシート。
<3> 前記ポリマー基材が、二酸化チタン及び硫酸バリウムから選択される白色無機微粒子を含有する<1>又は<2>に記載の太陽電池用ポリマーシート。
<4> 前記ポリマー層1及びポリマー層2を有する側における白色度分布が、5%以下である<3>に記載の太陽電池用ポリマーシート。
<5> 前記ポリマー基材が、面配向度0.160〜0.178を有するポリエチレンテレフタレートである<1>〜<4>のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシート。
<7> 前記ポリマー層1における前記白色無機微粒子の含有量が、1g/m2〜15g/m2である<6>に記載の太陽電池用ポリマーシート。
<8> 前記ポリマー層2が、酸化チタン、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、及び水酸化アルミニウムから選択される少なくとも1種の無機微粒子を含有する<2>〜<7>のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシート。
<9> 前記ポリマー層2が、前記無機微粒子であるコロイダルシリカと、アルコキシシラン化合物とを含有する<8>に記載の太陽電池用ポリマーシート。
<11> 前記ポリマー基材における前記ポリマー層1及び前記ポリマー層2を有する側とは反対側の面上に、接着剤を介して貼り合わせられたポリマーシートを有する<2>〜<10>のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシート。
前記フロント基板の上に設けられ、太陽電池素子及び前記太陽電池素子を封止する封止材を有するセル構造部分と、
前記セル構造部分の前記フロント基板が位置する側と反対側に設けられ、前記封止材と隣接して配置された、<1>〜<10>のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシートと、
を備えた太陽電池モジュール。
また、本発明によれば、安定した発電効率を有する安価な太陽電池モジュールを提供することができる。
なお、以下における本発明の構成要素の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明の太陽電池用ポリマーシート(以下、単に「本発明のポリマーシート」とも称する。)は、白色度分布が、0.5%〜20%の範囲内であるポリマー基材を含む太陽電池用ポリマーシート太陽電池用ポリマーシートである。
本発明のポリマーシートは、太陽電池発電モジュールを構成するバックシートとして好適に用いられる。
測定対象のポリマーシートから、長手方向に任意の5cm間隔で10点、及び、その直交方向(幅方向)に任意の5cm間隔で10点、それぞれサンプリングし、計20点の各サンプルにおける白色度(%)を上記の方法にて測定する。
得られた20点の白色度(%)の測定値の中から、最大値と最小値との差を白色度分布(%)として求める。
本発明におけるポリマー基材は、白色度分布が、0.5%〜20%の範囲内にあるポリマー基材である。本発明における白色度及び白色度分布に関する事項は、既述の通りである。
本発明において好適に用いられる二軸押出機の構成例を図1に示す。二軸押出機100は、図1に示すように、ホッパー12及び押出口14を有するシリンダ(バレル)10と、スクリュ20A及び20Bとを備えており、両スクリュには、第1のニーディングディスク部24A、第2のニーディングディスク部24Bが設けられている。スクリュ20A,20Bの形状としては、例えば、等ピッチの1条のらせん状フライト22が設けられたフルフライトスクリュが用いられる。バレル10の周囲には、バレル内の温度を制御する温度制御手段30が配置されており、押出口14の先(押出方向)にはフィルタ42とダイ40が設けられている。スクリュの押出口14の側には、ピッチの短いスクリュ28が設けられている。これより、バレル10壁面の樹脂移動速度が高まり、温調効率を上げることができる。温度制御手段30は、原料供給口12から押出口14に向けて長手方向に9つに分割された加熱/冷却装置C1〜C9で構成されており、このようにバレル10の周囲に分割配置された加熱/冷却装置C1〜C9により、例えば加熱溶融部C1〜C7と冷却部C8〜C9の各領域(ゾーン)に区画し、バレル10内を領域ごとに所望の温度に制御することが可能である。また、ニーディングディスク部24A,24Bの各々の下流側には、真空ベント16A,16Bが設けられている。また、逆スクリュ26を用いることにより、樹脂をせき止め、ベント16A,16Bを引く際のメルトシールを形成することができる。また、シリンダの内部は、ホッパー側から原料供給部、スクリュ圧縮部、計量部となっている。スクリュ圧縮部は、図示しないが、シリンダ内においてスクリュ溝深さが供給部のスクリュ溝深さより減少する(例えばスクリュ溝深さが供給部のスクリュ溝深さから漸減する)領域となっており、スクリュ溝深さが減少するシリンダ内において樹脂が移動できる容積(シリンダ空隙容積)が樹脂押出方向に向かって漸減するため、スクリュ圧縮部から計量部にかけて樹脂にかかる剪断応力が大きくなる。これより、この領域で特に発熱しやすい。
本態様においては、シリンダと、シリンダの内部に配置された2本のスクリュと、前記スクリュの樹脂押出方向における上流端を起点としてスクリュ長の10%の位置から65%の位置までの領域の少なくとも一部に配置されたニーディングディスク部とを備えた二軸押出機により溶融押出を行なう。
ニーディングディスク部の配置位置がスクリュ長の10%位置より上流側であると、樹脂が予熱されないために可塑化が不十分なまま、軟化されない状態で剪断を加えることになり、結果として剪断発熱がより顕著に生じ、またニーディングディスク部の配置位置がスクリュ長の65%位置より下流側であると、樹脂を剪断した後、樹脂温度を下げる冷却ゾーンの距離が短くなり、メルト樹脂温度の冷却効果が不十分となって樹脂が劣化し易くなる。
ニーディングディスク部は、混練スクリュの一部であり、通常は複数のディスクエレメントを用いて、例えば、複数の楕円型のディスクエレメントをずらして配置することによりディスクエレメントをずらす角度に応じてディスクエレメント間の流れを分断することが可能であり、これにより混練促進が図れる。1つのニーディングディスク部とは、ニーディングディスク部を形成する複数のディスクエレメントの一端を担うエレメントの露出面から他端を担うエレメントの露出面まで(この距離が1つのニーディングディスク部の長さである。)をさす。
本態様においては、二軸押出機による溶融押出は、押出時に二軸押出機の内部で発生する最大剪断速度(γ)が10sec−1〜2000sec−1となる範囲で行なわれることが好ましい。最大剪断速度(γ)が10sec−1未満であると、バレル−フライト間で逆流するメルト成分が増加し滞留時間が長くなった樹脂が増えて分解物が増加することに加え、ポリマー原料樹脂の混練、あるいは添加剤を添加するときには添加剤の均一分散が難しく、凝集による表面粗大な突起物が多発し、延伸による微粒子の脱落や、表面に突起高さの増大が顕著になる。また、最大剪断速度(γ)が2000sec−1を超えると、ポリマー分子の切断を招き、例えばポリエステルなどのポリマー末端カルボキシル基量(末端COOH量)が増加して耐加水分解性が低下する。
なお、最大剪断速度(γ)は、下記の式(1)により求めることができる。
γ=π・D・N/60h ・・・式(1)
γ:最大剪断速度[s−1]
D:スクリュ径[mm]
N:スクリュ回転数[rpm]
h:フライトクリアランス[mm]
本態様においては、スクリュによる樹脂と添加剤の混練において、スクリュ回転数N(rpm)に0.01%〜5%の変動を付与することが好ましい。すなわち、スクリュ回転数を一定に保ったまま押し出しを続けるのではなく、スクリュ回転数Nを、0.01%〜5%の範囲で、大きくしたり、小さくする。スクリュ回転数に変動を与えることで、シリンダ中のメルトの流れが速まったり、抑制されるため、樹脂と添加剤との混練度合に振動が与えられると考えられる。そして、かかる振動により、本発明における範囲内に白色度分布を制御できる。
ポリエステルなどポリマー樹脂原料が高温に曝された際の加水分解反応の進行を抑制するには、樹脂に残存する水分及びエステル化反応で生成した水分をできる限り、系外(シリンダ外)に排除することが効果的である。そのため、二軸押出機はベント付きのものが好ましく、ベントにより真空吸引しながら水分などを排除することが好ましい態様である。このようなベント吸引は、押出機内を不活性ガス(窒素等)の気流を通して置換後、真空排気しながら実施することが好ましい。
カルボキシル基含量の下限は、ポリエステルに形成される層(例えば着色層)との間の接着性を保持する点で、2当量/tが望ましい。カルボキシル基含量が30当量/t以下であると、耐加水分解性を保持し、湿熱経時したときの強度低下を小さく抑制することができる。
ポリエステル中のカルボキシル基含量は、重合触媒種、製膜条件(製膜温度や時間)により調整することが可能である。
固有粘度(IV)は、溶液粘度(η)と溶媒粘度(η0)の比ηr(=η/η0;相対粘度)から1を引いた比粘度(ηsp=ηr−1)濃度で割った値を濃度がゼロの状態に外挿した値である。IVは、ウベローデ型粘度計を用い、ポリエステルを1,1,2,2−テトラクロルエタン/フェノール(=2/3[質量比])混合溶媒に溶解させ、25℃の溶液粘度から求められる。
未延伸フィルム形成工程は、記押出工程で溶融押出されたポリエステル樹脂をキャストロール(冷却ロール)上で冷却固化することにより未延伸フィルムを形成する。帯状に吐出された溶融樹脂(メルト)は、キャストロール上で冷却、固化されて所望厚のポリエステルフィルムが得られる。
二軸延伸工程は、前記未延伸フィルム形成工程で形成された未延伸フィルムを縦方向及び横方向に二軸延伸する。具体的には、未延伸のポリエステルフィルムを、70℃以上140℃以下の温度に加熱されたロール群に導き、長手方向(縦方向、すなわちフィルムの進行方向)に3倍以上5倍以下の延伸率で延伸し、20℃以上50℃以下の温度のロール群で冷却することが好ましい。続いて、フィルムの両端をクリップで把持しながらテンターに導き、80℃以上150℃以下の温度に加熱された雰囲気中で、長手方向に直角な方向(幅方向)に3倍以上5倍以下の延伸率で延伸する。
熱固定工程は、前記二軸延伸工程で二軸延伸して形成された延伸フィルムを熱固定する。熱固定は、180℃以上240℃以下の温度で好適に行なうことができる。熱固定時の温度が180℃以上であると、熱収縮率の絶対値が小さい点で好ましく、逆に熱固定時の温度が240℃以下であると、フィルムが不透明になり難く、また破断頻度が少なくなる点で好ましい。この場合、熱固定する時間は、2〜60秒が好ましく、3秒〜40秒がより好ましく、4秒〜30秒がさらに好ましい。
上記の熱固定に加え、熱固定された延伸フィルムの長手方向及び幅方向に緩和処理を施す緩和工程を設けることが好ましい。熱固定された延伸フィルムに対し、さらにフィルム長手方向及び幅方向の緩和を行なうことで、フィルム端縁部の熱収縮率を小さくすることができる。例えば、フィルム長手方向の緩和処理は、クリップ間に屈曲可能な構造を持たせ、縦方向のクリップ間隔を調整することで、クリップの進行方向の間隔が収縮し、長手方向が緩和される。
長手方向及び幅方向の緩和率は、それぞれ1%〜10%が好ましく、2%〜8%が更に好ましい。
熱緩和時における温度(熱緩和温度)としては、170℃〜240℃が好ましく、180℃〜230℃がより好ましい。
ポリマー基材が、面配向度(Δn)が上記の範囲にあるポリエチレンテレフタレートシートであると、耐加水分解性をより向上させることができる。
従来のポリマー基材では、白色顔料等の白色無機微粒子を添加することで、分子の配向度合が損なわれ、面配向度が低下していた。一方、本発明においては、白色無機微粒子を添加しても、ポリマー基材の面配向度が高く維持でき、耐加水分解性を良好に保持できる。なお、面配向度が0.178を越えると、2軸延伸工程が不安定になり、量産上現実的ではない場合がある。
面配向度としては、0.163〜0.177がより好ましく、0.167〜0.175が更に好ましい。
また、面配向度(Δn)の制御は、延伸時の縦及び又は横延伸倍率や延伸温度、熱固定温度、緩和率を調整することにより行なうことができる。
本発明におけるポリマー基材は、白色無機微粒子を少なくとも一種を含有することが好ましい。白色無機微粒子は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
以下、ポリマー層1及びポリマー層2について詳細に説明する。
ポリマー層1は、シリコーンポリマーを含有する層であり、ポリマー基材の表面に接触させてあるいは他の層を介して配置される。本発明においてポリマー層1が設けられる場合、その上に後述するポリマー層2が設けられる。
ポリマー層1は、シリコーンポリマーを含有する。
シリコーンポリマーは、ポリマー層1における主バインダーとして含有される。ここで、ポリマー層1における主バインダーとは、第2のポリマー層において含有量が最も多いバインダーである。
中でも、調製が容易なこと及び耐加水分解性に優れる点から、ビニル系重合体及びポリウレタン系重合体が好ましく、ビニル系重合体が特に好ましい。
なお、非シロキサン系構造単位を構成する重合体は、一種単独でもよいし、2種以上の併用であってもよい。
前記(ii)の方法で用いられるシラン化合物としては、各種シラン化合物が挙げられるが、アルコキシシラン化合物が特に好ましい。
また、前記(ii)の方法によりシリコーンポリマーを調製する場合、例えば、前駆ポリマーとアルコキシシラン化合物の混合物に、水とシラノール縮合触媒を添加して、20〜150℃程度の温度で30分〜30時間程度(好ましくは50〜130℃で1〜20時間)加水分解縮合を行なうことにより調製することができる。
ポリマー層1は、少なくとも一種の白色無機微粒子を含有することが好ましい。
白色無機微粒子を含有させることで、ポリマー層1を反射層として機能させることができる。
ポリマー層1における白色無機微粒子としては、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カオリン、及びタルクから選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
中でも、二酸化チタンが好ましい。
なお、ポリマー層1が2種類以上の白色無機微粒子を含有する場合は、ポリマー層1中の全白色無機微粒子の添加量の合計が、1g/m2〜15g/m2の範囲であることが好ましい。
ポリマー層1は、必要に応じて、架橋剤、界面活性剤等の他の添加剤を含有してもよい。
ポリマー層1は、シリコーンポリマー等のバインダー間を架橋する架橋剤由来の構造部分を有していることが好ましい。つまり、ポリマー層1は、シリコーンポリマー等のバインダー間を架橋しうる架橋剤を用いて構成することができる。架橋剤で架橋されることにより、湿熱経時後の接着性、具体的には湿熱環境下に曝された場合のポリマー基材に対する接着、及び層間の接着をより向上させることができる。
また、オキサゾリン基を有する化合物として、エポクロスK2010E、同K2020E、同K2030E、同WS-500、同WS-700(いずれも日本触媒化学工業(株)製)等も利用できる。
界面活性剤としては、アニオン系やノニオン系等の公知の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤を添加する場合、その添加量は0.1〜10mg/m2が好ましく、より好ましくは0.5〜3mg/m2である。界面活性剤の添加量は、0.1mg/m2以上であると、ハジキの発生を抑えて良好な層形成が得られ、10mg/m2以下であると、ポリマー支持体及び第1のポリマー層との接着を良好に行なうことができる。
ポリマー層1の厚みは、1μm〜15μmであることが好ましい。ポリマー層1の厚みが2μm〜13μmの範囲にあると、ポリマー層1の耐久性と面状を両立し、且つ、ポリマー基材及び隣接層との接着性を更に高めることができることからより好ましい。ポリマー層1の厚みとしては、特に3μm〜12μmの範囲が好ましい。
ポリマー層1は、ポリマー層1を構成する各成分を含む塗布液を、ポリマー基材上に塗布して乾燥させることにより好適に形成することができる。乾燥後、加熱するなどして硬化させてもよい。塗布方法や用いる塗布液の溶媒には、特に制限はない。
塗布方法としては、例えばグラビアコーターやバーコーターを利用することができる。
塗布液に用いる溶媒は、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶媒でもよい。溶媒は1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。バインダーを水分散した水系塗布液を形成して、これを塗布する方法が好ましい。この場合、溶媒中の水の割合は60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。
ポリマー層2は、フッ素ポリマーを含有する層であり、ポリマー層1の表面に接触させてあるいは他の層を介して配置される。
ポリマー層2は、フッ素ポリマーを含有する。
フッ素ポリマーは、ポリマー層1における主バインダーとして含有される。ここで、ポリマー層2における主バインダーとは、ポリマー層2において含有量が最も多いバインダーである。
ポリマー層2は、反射率及び耐傷性向上の観点から、少なくとも一種の無機微粒子(フィラー)を含有することが好ましい。
ポリマー層2には、更に、アルコキシシラン化合物を添加してもよい。アルコキシシラン化合物としては、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシランなどが挙げられる。中でも、トリアルコキシシランが好ましく、特にアミノ基を有するアルコキシシラン化合物が好ましい。
ポリマー層2におけるコロイダルシリカの含有量としては、0.3mg/m2〜300mg/m2の範囲が好ましく、5mg/m2〜250mg/m2の範囲がより好ましく、10mg/m2〜200mg/m2の範囲がさらに好ましい。
ポリマー層2は、必要に応じて、架橋剤、界面活性剤等の他の添加剤を含有してもよい。
本発明におけるポリマー層2は、フッ素ポリマーを含むバインダーを架橋する架橋剤由来の構造部分を有していることが好ましい。つまり、ポリマー層2は、フッ素ポリマー等のバインダー間を架橋しうる架橋剤を用いて構成することができる。架橋剤で架橋されることにより、湿熱経時後の接着性、具体的には湿熱環境下に曝された場合のポリマー基材に対する接着、及び層間の接着をより向上させることができる。
本発明におけるポリマー層2の厚みは、0.5μm〜15μmの範囲が好ましい。ポリマー層2の厚みが1μm〜12μmの範囲にあると、ポリマー層1の耐久性と面状を両立し、且つ、隣接層との接着性を更に高めることができることからより好ましい。ポリマー層2の厚みは、特に2μm〜10μmの範囲であることが好ましい。
本発明の太陽電池用ポリマーシートは、ポリマー層2の上にさらに別の層を積層してもよいが、シートの耐久性の向上、軽量化、薄型化、低コスト化などの観点から、ポリマー層2が本発明のポリマーシートの最外層であることが好ましい。
ポリマー層2は、ポリマー層2を構成する各成分を含む塗布液を、ポリマー層1上に塗布して塗膜を乾燥させることにより好適に形成することができる。乾燥後、加熱するなどして硬化させてもよい。塗布方法や塗布液の溶媒には、特に制限はない。
塗布方法としては、例えばグラビアコーターやバーコーターを利用することができる。
塗布液に用いる溶媒は、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶媒でもよい。溶媒は1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
但し、フッ素ポリマー等のバインダー等を水分散した水系塗布液を形成して、これを塗布する方法が好ましい。この場合、溶媒中の水の割合は60質量%以上が好ましく、より好ましくは80質量%以上である。第1のポリマー層を形成する塗布液に含まれる溶媒の60質量%以上が水であれば、環境負荷が小さくなるので好ましい。
本発明の太陽電池用ポリマーシートは、ポリマー基材とポリマー層1及びポリマー層2以外に他の層(他の機能層)を有していてもよい。ポリマー層1及びポリマー層2を設けずに、他の層のみをポリマー基材上に設けてもよい。他の機能層としては、下塗り層、白色層などの着色層、易接着層を設けることができる。
本発明の太陽電池用ポリマーシートには、下塗り層を設けてもよい。
下塗り層は、ポリマー基材(支持体)とポリマー層1との間に設けてもよいし、ポリマー基材におけるポリマー層1及びポリマー層2を有する側とは反対側の面上に設けてもよい。
塗布方法としては、例えばグラビアコーターやバーコーターを利用することができる。
塗布液に用いる溶媒は、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶媒でもよい。溶媒は1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
また、ポリマー基材の作製に二軸延伸が適用される場合、下塗り層の塗布は、二軸延伸した後のポリマー基材に行ってもよいし、一軸延伸後のポリマー基材に、下塗り層を塗布した後に初めの延伸と異なる方向に延伸する方法でもよい。さらに、延伸前の基材に、下塗り層を塗布した後に2方向に延伸してもよい。
本発明のポリマーシートは、他の層として着色層を有してもよい。
着色層は、少なくとも顔料とバインダーを含有し、必要に応じて、さらに各種添加剤などの他の成分を含んで構成することができる。
一般に太陽電池モジュールをオモテ面側(ガラス基板側)から見ると、太陽電池セルの周囲にバックシートが見えており、ポリマーシートに着色層を設けることによりバックシートの装飾性を向上させて見栄えを改善することができる。
着色層は、顔料の少なくとも一種を含有することができる。
顔料としては、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、群青、紺青、カーボンブラック等の無機顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の有機顔料を、適宜選択して含有することができる。
前記バインダー成分の含有量は、顔料に対して、15〜200質量%の範囲が好ましく、17〜100質量%の範囲がより好ましい。バインダー成分の含有量は、15質量%以上であると、着色層の強度が充分に得られ、また200質量%以下であると、反射率や装飾性を良好に保つことができる。
前記着色層には、必要に応じて、架橋剤、界面活性剤、フィラー等を添加してもよい。
本発明のポリマーシートには、さらに易接着性層が設けられていてもよい。易接着性層は、ポリマーシートを電池側基板(電池本体)の太陽電池素子(以下、発電素子ともいう)を封止する封止材と強固に接着するための層である。
易接着性層は、バインダーの少なくとも一種を含有することができる。
易接着性層に好適なバインダーとしては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリオレフィン等が挙げられ、中でも耐久性の観点から、アクリル樹脂、ポリオレフィンが好ましい。また、アクリル樹脂として、アクリルとシリコーンとの複合樹脂も好ましい。
易接着性層は、無機微粒子の少なくとも一種を含有することができる。
無機微粒子としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化錫等が挙げられる。中でも、湿熱雰囲気に曝されたときの接着性の低下が小さい点で、酸化錫、シリカの微粒子が好ましい。
易接着性層には、架橋剤の少なくとも一種を含有することができる。
易接着性層に好適な架橋剤としては、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、メラミン系化合物、カルボジイミド系化合物、オキサゾリン系化合物等の架橋剤を挙げることができる。中でも、湿熱経時後の接着性を確保する観点から、オキサゾリン系化合物である架橋剤が特に好ましい。オキサゾリン系化合物の具体例については、既述のポリマー層1の項で説明した具体例と同様のものが挙げられる。
本発明における易接着性層には、必要に応じて、更に、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、シリカ等の公知のマット剤、アニオン系やノニオン系などの公知の界面活性剤などを添加してもよい。
易接着性層の形成は、易接着性を有するポリマーシートを基材に貼合する方法や、塗布による方法が挙げられる。中でも、塗布による方法は、簡便であると共に、均一性で薄膜での形成が可能である点で好ましい。塗布方法としては、例えば、グラビアコーターやバーコーターなどの公知の塗布法を利用することができる。塗布液の調製に用いる塗布溶媒は、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶媒でもよい。塗布溶媒は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
また、本発明の易接着性層は、着色層の効果を低減させないために、透明であることが必要である。
本発明の太陽電池用ポリマーシートは、既述のごとく、ポリマー基材のみで構成されていてもよいし、ポリマー層1及びポリマー層2等の他の層を有して構成されていてもよい。
また、ポリマー層1及びポリマー層2を形成した後、各ポリマー層を硬化させれば、湿熱経時後の接着性を高めることができる。
この方法により形成された本発明のポリマーシートの例としては、例えば、ポリマー層1及びポリマー層2が形成されている面とは反対側の面に白色顔料を含有するポリマーフィルムを貼合したもの、ポリマー層1及びポリマー層2が形成されている面とは反対側の面に着色顔料を含有する着色フィルム(シート)を貼合したもの、ポリマー層1及びポリマー層2が形成されている面とは反対側の面にアルミニウム薄膜と白色顔料を含有するポリマーフィルムを貼合したもの、ポリマー層1及びポリマー層2が形成されている面とは反側の面に無機バリア層を有するポリマーフィルムと白色顔料を含有するポリマーフィルムを貼合したものの如き構成のものが挙げられる。
本発明の太陽電池モジュールは、既述の本発明の太陽電池用ポリマーシート、又は既述の太陽電池用ポリマーシートの製造方法により製造された太陽電池用ポリマーシートを設けて構成されている。本発明の好ましい形態として、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池素子を、太陽光が入射する透明性のフロント基板と既述の本発明の太陽電池用ポリマーシートとの間に配置し、該フロント基板とポリマーシートとの間で太陽電池素子をエチレン−ビニルアセテート系等の封止材で封止、接着して構成されている。すなわち、フロント基板とポリマーシートとの間に、太陽電池素子及び前記太陽電池素子を封止する封止材を有するセル構造部分が設けられている。
本発明の太陽電池モジュールの構成の他の例としては、図2において、着色層5と封止材8との間に更に易接着性層(不図示)を有する構成が挙げられる。
また、以下において、体積平均粒子径は、レーザー解析/散乱式粒子径分布測定装置LA950〔(株)堀場製作所製〕を用いて測定した値である。
〜PET−1Aの作製〜
−ポリエステルの合成−
(エステル化反応)
第一エステル化反応槽に、高純度テレフタル酸4.7トンとエチレングリコール1.8トンを90分かけて混合してスラリー形成させ、3800kg/hの流量で連続的に第一エステル化反応槽に供給した。更にクエン酸がTi金属に配位したクエン酸キレートチタン錯体(VERTEC AC−420、ジョンソン・マッセイ社製)のエチレングリコール溶液を連続的に供給し、反応槽内温度250℃、攪拌下、平均滞留時間約4.3時間で反応を行なった。このとき、クエン酸キレートチタン錯体は、Ti添加量が元素換算値で9ppmとなるように連続的に添加した。このとき、得られたオリゴマーの酸価は600当量/トンであった。
上記で得られたエステル化反応生成物を連続的に第一重縮合反応槽に供給し、攪拌下、反応温度270℃、反応槽内圧力20torr(2.67×10−3MPa)で、平均滞留時間約1.8時間で重縮合させた。
得られたポリマーは、IV=0.65、末端カルボキシル基濃度AV=22当量/トン、融点=257℃、溶液ヘイズ=0.3%であった。
また、上記のようにして得た反応物1について、バッチ法で固相重合を実施した。すなわち、反応物1を容器に投入した後、真空にして撹拌しながら、以下の条件で固相重合した。
150℃で予備結晶化処理した後、190℃で30時間の固相重合反応を行った。
得られた原料ポリエステル1は、固有粘度IV=0.79、末端カルボキシル基濃度AV=12当量/トンであった。このようにして、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)を得た。
事前に120℃、4時間0.5mmHgの減圧下で乾燥したポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)50質量%に、平均粒径0.3μm(電顕法)のルチル型二酸化チタン50質量%を混合したものをベント式2軸押し出し機に供給して、混練りして脱気しながら275℃で押出し、冷水にストランド状に吐出、直ちにカッティングして、二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−1)のペレット(直径約3mm、長さ約7mm)を調製した。このペレットの酸価は、14(当量/トン)であった。
(二軸押出機)
押出機として、図1に示すように2箇所にベントが設けられたバレル内に下記構成のスクリュを備え、バレルの周囲には長手方向に9つのゾーンに分割して温度制御を行うことができるヒータ(温度制御手段)を備えたダブルベント式同方向回転噛合型の二軸押出機を準備した。
スクリュ径D:160mm
長さL[mm]/スクリュ径D[mm]:31.5(1ゾーンの幅:3.5D)
スクリュ形状:第1ベント直前に可塑化混練部、第2ベント直前に脱気促進混練部
原料樹脂としては、前述作製したポリエチレンテレフタレートの固相重合ペレット〔ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)〕と二酸化チタンのマスターバッチペレット(MB−1)を用い、ポリマー基材における二酸化チタンの含有量が、下記表1において白色微粒子の添加量の欄に示される含有量になるように、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)と二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−1)の使用比率を調整した。
二軸押出機の押出機出口以降には、下記構成のギアポンプ、金属繊維フィルタ及びダイを接続し、ダイを加熱するヒータの設定温度は280℃とし、平均滞留時間は10分とした。
ギアポンプ:2ギアタイプ
フィルタ:金属繊維焼結フィルタ(孔径20μm)
ダイ:リップ間隔4mm
押出機出口から押出された溶融体(メルト)をギアポンプ、金属繊維フィルタ(孔径20μm)を通した後、ダイから冷却(チル)ロールに押出した。押出されたメルトは、静電印加法を用いて冷却ロールに密着させた。冷却ロールは、中空のチルロールを用い、この中に熱媒として水を通して温調できるようになっている。
上記方法で冷却ロール上に押出し、固化した未延伸フィルムに対し、以下の方法で逐次2軸延伸を施し延伸フィルムを得た。
(a)縦延伸
未延伸フィルムを周速の異なる2対のニップロールの間に通し、縦方向(搬送方向)に延伸した。なお、予熱温度を95℃、延伸温度を95℃、延伸倍率を3.6倍、延伸速度を3000%/秒として実施した。
(b)横延伸
縦延伸した前記フィルムに対し、テンターを用いて下記条件にて横延伸した。
<条件>
・予熱温度:110℃
・延伸温度:130℃
・延伸倍率:3.9倍
・延伸速度:150%/秒
続いて、縦延伸及び横延伸を終えた後の延伸フィルムを下記条件で熱固定した。更に、熱固定した後、テンター幅を縮め下記条件で熱緩和した。
<熱工程条件>
・熱固定温度:215℃
・熱固定時間:5秒
<熱緩和条件>
(1)幅方向の熱緩和は以下の条件にて行なった。
・熱緩和温度:210℃
・熱緩和率 :7%
(2)長手方向の熱緩和は、以下の条件にて行なった。
長手方向の緩和処理は、複数のチェンリンクが環状に連結された屈曲可動な一対のクリップチェンに取り付けられたクリップで前記延伸フィルムの幅方向両端部を把持し、クリップを案内レールに沿って走行させてチェンリンクの屈曲角度が変位することでクリップ走行方向におけるクリップ間距離を収縮させることにより、前記延伸フィルムの長手方向を緩和処理した。
・熱緩和温度:210℃
・熱緩和率 :5%
熱固定及び熱緩和の後、両端を15cmずつトリミングした。その後、両端に幅10mmで押出し加工(ナーリング)を行なった後、張力80kg/mで巻き取った。このようにして、幅は4.8m、厚み250μm、巻長は2000mの2軸延伸ポリマー基材(PET−1A)を得た。
PET−1Aの作製において、最大剪断速度を1500sec−1とし、スクリュ回転数Nの変動を3%与えた。それ以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Bを作製した。
PET−1Aの作製において、最大剪断速度を1000sec−1とし、スクリュ回転数Nの変動を4%与えた。それ以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Cを作製した。
PET−1Aの作製において、最大剪断速度を500sec−1とし、スクリュ回転数Nの変動を5%与えた。それ以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Dを作製した。
PET−1Aの作製において、最大剪断速度を2000sec−1とし、スクリュ回転数Nの変動を0.5%与えた。それ以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Eを作製した。
PET−1Aの作製において、最大剪断速度を2000sec−1とし、スクリュ回転数Nの変動を0.1%与えた。それ以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Fを作製した。
PET−1Aの作製において、最大剪断速度は300sec−1とし、スクリュ回転数Nの変動を6%与えた。それ以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Gを作製した。
PET−1Aの作製において、ニーディングディスクの長さを40%に変更し、最大剪断速度を2500sec−1に変更した以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Hを作製した。
PET−1Aの作製における「フィルム状ポリマー基材の作製」において、二酸化チタンのマスターバッチを用いず、固相重合後のペレットのみを用いた以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Iを作製した。
PET−1Aの作製において、表1に示す白色微粒子(二酸化チタン)含有量になるように、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)及び二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−1)の使用比率を変更し、ニーディングディスク部24A及び24Bの設置位置を、それぞれ20%及び60%に変更した以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Jを作製した。
PET−1Aの作製において、表1に示す白色微粒子(二酸化チタン)含有量になるように、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)及び二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−1)の使用比率を変更し、ニーディングディスク部24Aと24Bの設置位置はそれぞれ18%及び50%に変更した以外、PET−1Aと同様にして、PET−1Kを作製した。
PET−1Aの作製において、表1に示すように二酸化チタン含有量になるように、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)及び二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−1)の使用比率を変更し、ニーディングディスク部24A及び24Bの設置位置を、それぞれ18%及び55%に変更した以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Lを作製した。
PET−1Aの作製において、表1に示す白色微粒子(二酸化チタン)含有量になるように、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)及び二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−1)の使用比率を変更し、ニーディングディスク部24A及び24Bの設置位置を、それぞれ12%及び40%に変更した以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Mを作製した。
PET−1Aの作製において、表1に示す白色微粒子(二酸化チタン)含有量になるように、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)及び二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−1)の使用比率を変更し、ニーディングディスク部24A及び24Bの設置位置を、それぞれ5%及び35%に変更した以外は、PET−1Aと同様にして、PET−1Nを作製した。
−ポリエステルの合成−
ポリエステルPET−1の合成法に準じて、以下に示す方法に従い、添加するTi触媒(チタンアルコキシド化合物)の量を変えて重合を行なうことにより、アンチモン(Sb)量を含み、チタン(Ti)量の異なる原料ポリエステルを得た。具体的な方法は、次の通りである。
ジメチルテレフタレート100トンとエチレングリコール70トンとを、エステル交換触媒として酢酸カルシウム1水塩及び酢酸マグネシウム4水塩を使用して、常法にしたがってエステル交換反応させた後、トリメチルフォスフェートを添加し、実質的にエステル交換反応を終了させた。更に、チタニウムテトラブトキサイドと三酸化アンチモンとを添加し、高温高真空下で常法にしたがって重縮合反応を行ない、反応物2を得た。
得られた反応物2について、高分解能型高周波誘導結合プラズマ−質量分析(HR-ICP-MS;SIIナノテクノロジー社製AttoM)を用いて以下に示すように測定した結果、Ti=0ppm、Sb=9ppmであった。
次いで、反応物2を容器に投入し、150℃で予備結晶化処理した後、真空にして撹拌しながら、190℃で30時間の固相重合反応を行って、固有粘度IV=0.78、末端カルボキシルキ濃度AV=27当量/トンのポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−2)を得た。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−1)を、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−2))に変更した以外は、二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−1)の作製法に準じて、二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−2)を得た。
前記PET−1Aの作製に準じて、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−2)及び二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−2)の使用比率を、表1に示す白色微粒子(二酸化チタン)含有量になるようにした変更した以外は、PET−1Aと同様にして、厚み250μmのPET−2Aを作製した。
PET−2Aの作製において、表1に示す白色微粒子(二酸化チタン)含有量になるように、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−2)及び二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−2)の使用比率を変更した以外は、PET−2Aと同様にして、PET−2Bを作製した。
PET−2Aの作製において、表1に示す白色微粒子(二酸化チタン)含有量になるように、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET−2)及び二酸化チタン微粒子含有マスターバッチ(MB−2)の使用比率を変更した以外は、PET−2Aと同様にして、PET−2Cを作製した。
(1)太陽電池用ポリマーシートの作製
<下塗り層>
−下塗り層用塗布液の調製−
下記組成中の成分を混合し、下塗り層用塗布液を調製した。
<下塗り層用塗布液の組成>
・アクリル樹脂 ・・・25.7部
(商品名:AS−563A、ダイセルファインケム(株)製、固形分28質量%)
・ポリオレフィン樹脂水分散液 ・・・35.6部
(商品名:アローベースSE−1013N、ユニチカ(株)製、固形分20.2質量%)
・アクリル粒子 ・・・10.0部
(商品名MP−1000、綜研化学(株)製、固形分5質量%)
・架橋剤 ・・・24.5部
(カルボジイミド化合物、商品名:カルボジライトV−02−L2、日清紡績(株)製、固形分10質量%)
・架橋剤 ・・・15.0部
(オキサゾリン化合物、商品名:エポクロスWS−700、日本触媒(株)製、固形分5質量%)
・界面活性剤 ・・・15.0部
(商品名:ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分1質量%)
・蒸留水 ・・・874.2部
上記にて作製したPET−1Aの両面に、下記条件でコロナ処理を施した。
・電極と誘電体ロールギャップクリアランス:1.6mm
・処理周波数:9.6kHz
・処理速度:20m/分
・処理強度:0.375kV・A・分/m2
上記にて得られた下塗り層用塗布液を、コロナ処理が施されたPET−1Aの一方の面上に、乾燥質量が124mg/m2となるように塗布し、180℃で1分間乾燥させて、0.5μmの下塗り層を形成した。
・PVFフィルム(25μm厚):DuPont社製、商品名:Tedlar(登録商標)
厚さ3mmの強化ガラスと、EVAシート(三井化学ファブロ(株)製のSC50B)と、結晶系太陽電池セルと、EVAシート(三井化学ファブロ(株)製のSC50B)と、上記にて得られたポリマーシートとをこの順に重ね合わせ、真空ラミネータ(日清紡(株)製、真空ラミネート機)を用いてホットプレスすることにより、EVAと接着させた。このとき、ポリマーシートを、そのフッ素樹脂フィルムと貼り合せ面の反対側がEVAシートと接触するように配置した。また、接着方法は、以下の通りである。
真空ラミネータを用いて、128℃で3分間の真空引き後、2分間加圧して仮接着した。その後、ドライオーブンにて150℃で30分間、接着処理を施した。
このようにして、実施例1の結晶系の太陽電池モジュールを作製した
実施例1において用いたポリマー基材であるPET−1Aを、表1に記載のポリマー基材に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜6及び比較例1〜3の太陽電池用ポリマーシートを作製した。
(1)太陽電池用ポリマーシートの作製
実施例1において用いたポリマー基材であるPET−1Aを、PET−2Aに変更し、更に、PET−2Aの一方の面上に、ポリマー層1及びポリマー層2を順次形成した。また、PET−2Aにおけるポリマー層1及び前記ポリマー層2を形成した側とは反対側の面上に、実施例1と同様にして下塗り層を形成し、更に、着色層(反射層であるポリマー層3)を形成した。
−ポリマー層1用塗布液の調製−
下記組成中の成分を混合し、ポリマー層1用塗布液調製した。
<ポリマー層1用塗布液の組成>
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル ・・・15.0部
(商品名:ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・シリコーンポリマー ・・・396.5部
(バインダー、商品名:セラネートWSA1070、DIC(株)製、固形分:37.4質量%)
・前記の二酸化チタン分散物(固形分:49質量%に調整) ・・・493.9部
・架橋剤 ・・・49.0部
(カルボジイミド化合物、商品名:カルボジライトV−02−L2、日清紡績(株)製、固形分20質量%)
・架橋剤 ・・・16.8部
(オキサゾリン化合物、商品名:エポクロスWS−700、日本触媒(株)製、固形分25質量%)
・蒸留水 ・・・28.8部
得られたポリマー層1用層塗布液をPET−2Aの下塗り層、反射層、及び易接着層が形成されていない側に、バインダー量がウェット塗布量で5.1g/m2になるように、ロッドバー#20により塗布し、175℃で2分間乾燥させて、乾燥厚み10μmのポリマー層1を形成した。
なお、ポリマー層1における二酸化チタンの乾燥後の塗布量は、10g/m2であった。
−ポリマー層2用塗布液の調製−
下記組成中の成分を混合し、ポリマー層1用塗布液調製した。
<ポリマー層2用塗布液の組成>
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル ・・・60.0部
(商品名:ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・コロイダルシリカ ・・・3.9部
(商品名:スノーテックス−UP、日産化学(株)製、固形分:20質量%)
・アルコキシシラン化合物 ・・・78.5部
(商品名:TSL8340、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアル社、固形分1質量%)
・架橋剤 ・・・62.3部
(カルボジイミド化合物、商品名:カルボジライトV−02−L2、日清紡績(株)製、固形分20質量%)
・ポリオレフィンワックス分散物 ・・・207.6部
(商品名:ケミパールW950、三井化学(株)、固形分:5質量%)
・フッ素ポリマー ・・・345.05部
(バインダー、商品名:オブリガートSW0011F、AGCコーテック(株)製、固形分:36.1質量%)
・蒸留水 ・・・242.8部
得られたポリマー層2用層塗布液を、ポリマー層1の上に、バインダー量がウェット塗布量で1.3g/m2になるように、ロッドバー#6により塗布し、175℃で2分間乾燥させて、乾燥厚み2μmのポリマー層2を形成した。
−二酸化チタン分散物の調製−
下記組成中の成分を混合し、その混合物をダイノミル型分散機により1時間、分散処理を施した。
<二酸化チタン分散物の組成>
・二酸化チタン(体積平均粒子径=0.42μm) ・・・455.8部
(タイペークCR−95、石原産業(株)製、固形分100質量%)
・ポリビニルアルコール ・・・227.9部
(PVA−105、(株)クラレ製、固形分:10質量%)
・界面活性剤 ・・・5.5部
(デモールEP、花王(株)製、固形分:25質量%)
・蒸留水 ・・・310.8部
下記組成中の成分を混合し、白色層用塗布液を調製した。
<反射層用塗布液の組成>
・前記の二酸化チタン分散物 ・・・298.5部
・ポリオレフィン樹脂水分散液 ・・・568.7部
(商品名:アローベースSE-1013N、日本純薬(株)製、固形分:20.2質量%)
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル ・・・23.4部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・架橋剤 ・・・58.4部
(オキサゾリン化合物、エポクロスWS−700、日本触媒化学工業(株)製、固形分:25質量%)
・蒸留水 ・・・51.0部
得られた反射層用塗布液を、PET−2Aに形成された下塗り層上に、二酸化チタン量がウェット塗布量で5.6g/になるように塗布し、塗布し、170℃で2分間乾燥させて、厚み10μmの白色の着色層(反射層であるポリマー層3)を形成した。
実施例1で得られた太陽電池用ポリマーシートに代えて、ポリマーシートを、その着色層(反射層であるポリマー層3)を形成した側がEVAシートと接触するように配置した以外は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュールを作製した。
実施例8〜14は、実施例7と同様にして、実施例8〜14の太陽電池用ポリマーシートを作製した
上記の実施例及び比較例で作製された太陽電池用ポリマーシート、及び、該太陽電池用ポリマーシートを用いて作製された太陽電池モジュールについて、下記の評価を行なった。
実施例1〜14及び比較例1〜3で得られた太陽電池用ポリマーシートについて、反射率を以下に示す測定方法により測定した。結果を表1に示す。
−測定方法−
分光光度計((株)日立製作所製、U−3410 Spectrophotomater)にφ60積分球130−0632((株)日立製作所)及び10°傾斜スペーサーを取り付け、各ポリマーシートの反射率を測定した。なお、サンプルとしたポリマーシートは、長手方向が上下方向になるようにセットし、バンドパラメーターは2/servoとし、ゲインは3と設定し、187nm〜2600nmの範囲を120nm/minの検出速度で測定した。また、反射率を基準化するため、標準反射板として付属のAl2O3を用いた。なお、反射率は、550nm波長における反射率として算出した。なお、赤外線吸収層が存在する側とは反対側の面について、測定を行った。
実施例1〜14及び比較例1〜3で得られた太陽電池用ポリマーシートに用いた各ポリマー基材について、面配向度(Δn)以下に示す測定方法により測定した。結果を表1に示す。
−測定方法−
アッベ屈折率計(アタゴ社(株)製)を用い、光源をナトリウムランプとして、フィルム屈折率の測定を行った。
Δn=(nMD+nTD)/2−nZD
上記式(A)におけるnMDは二軸配向フィルムの機械方向の屈折率を表し、nTDは機械方向と直交する方向の屈折率を表し、nZDはフィルム厚み方向の屈折率を表している。
実施例1〜14及び比較例1〜3で得られた太陽電池用ポリマーシートについて、易接着性層を形成した側とは反対側の面の白色度分布(%)を、前記した測定方法により測定した。結果を表1に示す。
実施例1〜14及び比較例1〜3で得られた太陽電池用ポリマーシートの耐候性について、以下に示す耐UV性及び耐加水分解性により評価した。結果を表1に示す。
<評価方法>
促進耐候性試験機であるアイスーパーUVテスター SUV−W131:岩崎電気(株)を用い、各ポリマーシートに対して、60℃、相対湿度50%雰囲気にて280〜385nm波長紫外線下、総照射強度45KWh/m2で紫外線照射を行った前後、テンシロン(ORIENTEC製 RTC−1210A)にてUL746Aに準じ、破断伸度を測定した。以下の評価基準にしたがってランクを付けした。
破断伸度保持率[%]=(サーモ処理後の破断伸度)/(サーモ処理前の破断伸度)×100
<評価基準>
◎:破断伸度保持率が70%以上
○:破断伸度保持率が50%以上70%未満
△:破断伸度保持率が30%以上50%未満
×:破断伸度保持率が30%未満
評価ランク◎、○、△が、実用上許容可能な範囲である。
<評価方法>
各ポリマーシートについて、120℃100%RH環境下で90時間サーモ促進試験を行った前後、テンシロン(ORIENTEC製 RTC−1210A)にてUL746Aに準じ、破断伸度を測定した。以下の評価基準にしたがってランクを付けした。
破断伸度保持率[%]=(サーモ処理後の破断伸度)/(サーモ処理前の破断伸度)×100
◎:破断伸度保持率が70%以上
○:破断伸度保持率が50%以上70%未満
△:破断伸度保持率が30%以上50%未満
×:破断伸度保持率が30%未満
評価ランク◎、○、△が、実用上許容可能な範囲である。
実施例8〜14で得られた太陽電池用ポリマーシートについて、密着性を以下に示す評価方法及び評価基準により評価した。結果を表1に示す。
<評価方法>
各ポリマーシートを、25℃、相対湿度60%の雰囲気で24時間調湿した。この後、120℃、相対湿度100%の条件で90時間経時させた。
JIS K−5400の碁盤目テープ法に準拠し、規定のカッターナイフ、カッターガイドを用いて1mm間隔で試料サンプルの縦横に切れ目を入れ、1mm角の碁盤目を100個つくった。規定のセロハン粘着テープをはりつけ消しゴムでこすって塗膜に付着する。テープを付着後2分後に塗面に直角方向に瞬間的に引き剥がす。100個のます目のうち剥れた碁盤目の数を、下記の評価基準に従って評価した。
<評価基準>
◎:剥れた碁盤目の数が5個未満
○:剥れた碁盤目の数が5以上15個未満
△:剥れた碁盤目の数が15以上30個未満
×:剥れた碁盤目の数が30以上
評価ランク◎、○、△が、実用上許容可能な範囲である。
実施例1〜14、比較例1〜3で得られた太陽電池モジュールについて、発電効率の保持率(%)を以下に示す評価方法及び評価基準により評価した。結果を表1に示す。
<評価方法>
得られた各太陽電池モジュールを85℃85%RH環境下で2000時間促進試験を行った後、さらに、UVテスター SUV−W131:岩崎電気(株)を用い、60℃、相対湿度50%雰囲気にて280〜385nm波長紫外線下、総照射強度45KWh/m2で紫外線照射を行った。IEC61215に準じた発電効率試験を行い、初期の発電効率に対する保持率を測定し、以下のとおり評価した。
<評価基準>
◎:太陽電池の発電効率の保持率が97%以上
○:太陽電池の発電効率の保持率が95%以上97%未満
△:太陽電池の発電効率の保持率が90%以上95%未満
×:太陽電池の発電効率の保持率が90%未満
評価ランク◎、○、△が、実用上許容可能な範囲である。
さらに、実施例で得られた各太陽電池モジュールは、いずれも発電効率の保持率に優れていることが分かる。
2 ポリマー基材
3A ポリマー層(ポリマー層1)
3B ポリマー層(ポリマー層2)
4 下塗り層
5 着色層
6 太陽電池用ポリマーシート
7 太陽電池素子
8 封止材
9 透明性のフロント基板
10 シリンダ(バレル)
14 押出口
12 ホッパー
20A,20B スクリュ
24A 第1のニーディングディスク部
24B 第2のニーディングディスク部
40 ダイ
42 フィルタ
Claims (12)
- 白色度分布が、0.5%〜20%の範囲内であるポリマー基材を含む太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー基材の一方の面上に、シリコーンポリマーを含有するポリマー層1と、フッ素ポリマーを含有するポリマー層2とを、前記ポリマー基材側から順次有する請求項1に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー基材が、二酸化チタン及び硫酸バリウムから選択される白色無機微粒子を含有する請求項1又は請求項2に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー層1及びポリマー層2を有する側における白色度分布が、5%以下である請求項2又は請求項3に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー基材が、面配向度0.160〜0.178を有するポリエチレンテレフタレートである請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー層1が、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カオリン、及びタルクから選択される少なくとも1種の白色無機微粒子を含有する特徴とする請求項2〜請求項5のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー層1における前記白色無機微粒子の含有量が、1g/m2〜15g/m2である請求項6に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー層2が、酸化チタン、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、及び水酸化アルミニウムから選択される少なくとも1種の無機微粒子を含有する請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー層2が、前記無機微粒子であるコロイダルシリカと、アルコキシシラン化合物とを含有する請求項8に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー基材における前記ポリマー層1及び前記ポリマー層2を有する側とは反対側の面上に、塗布により形成された下塗り層及び着色層を有する請求項2〜請求項9のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 前記ポリマー基材における前記ポリマー層1及び前記ポリマー層2を有する側とは反対側の面上に、接着剤を介して貼り合わせられたポリマーシートを有する請求項2〜請求項10のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシート。
- 太陽光が入射する透明性のフロント基板と、
前記フロント基板の上に設けられ、太陽電池素子及び前記太陽電池素子を封止する封止材を有するセル構造部分と、
前記セル構造部分の前記フロント基板が位置する側と反対側に設けられ、前記封止材と隣接して配置された、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の太陽電池用ポリマーシートと、
を備えた太陽電池モジュール。
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