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TW201307468A - 太陽電池用聚合物片及太陽電池模組 - Google Patents

太陽電池用聚合物片及太陽電池模組 Download PDF

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TW201307468A
TW201307468A TW101125236A TW101125236A TW201307468A TW 201307468 A TW201307468 A TW 201307468A TW 101125236 A TW101125236 A TW 101125236A TW 101125236 A TW101125236 A TW 101125236A TW 201307468 A TW201307468 A TW 201307468A
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polymer layer
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TW101125236A
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Hitoshi Yamada
Kiyokazu Hashimoto
Ryuta Takegami
Kazumori Minami
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Abstract

一種太陽電池用聚合物片,其包含依序配置的第1聚合物層、第2聚合物層及聚合物支撐體,上述第1聚合物層含有選自由氟聚合物及矽酮聚合物所組成的組群中的聚合物,上述第1聚合物層與上述第2聚合物層接觸,且上述第1聚合物層與上述第2聚合物層的界面的粗糙度(Rz)為0.2 μm~3.0 μm的範圍。

Description

太陽電池聚合物片及太陽電池模組
本發明是有關於一種太陽電池用聚合物片及太陽電池模組。
太陽電池模組通常具有如下的構造:於太陽光所射入的玻璃或前板上依序積層有/密封劑/太陽電池元件/密封劑/背板。具體而言,太陽電池元件通常構成為如下的構造:由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)等樹脂(密封材)包埋,進而於其上貼附有太陽電池用保護片。另外,作為該太陽電池用保護片,先前使用聚酯膜,特別是聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)膜。
一般的PET膜於長時間用作太陽電池用保護片,其中,尤其於長時間用作成為最外層的太陽電池用的背板時,在太陽電池上容易產生剝落,PET膜單層的背板若長時間置於如室外等暴露在風雨中的環境下,則背板與EVA等密封材之間容易產生剝落。為了應對該耐候性的問題,先前主要使用將耐候性膜貼合於PET等基材膜的最外層側的積層體型的背板。貼合方式的積層體之中最通用者是聚氟乙烯膜等氟化碳系聚合物膜。
當將氟化碳系聚合物膜用作積層體型的太陽電池用背板時,存在如下的問題:聚酯膜與氟化碳系聚合物膜的層間的密接性(黏著性)弱,尤其若長時間使用,則容易發 生層間剝離。相對於此,近年來,開發出一種將包含氟化碳系聚合物的組成物塗佈於PET基材膜上而成的塗佈型背板(參照日本專利特開2010-95640號公報、日本專利特開2010-53317號公報、日本專利特開2007-35694號公報、國際公開第2008/143719號、日本專利特開2010-053317號公報)。例如,於日本專利特開2010-53317號公報等中揭示有一種聚合物片,其藉由塗佈而將特定厚度的聚對苯二甲酸乙二酯支撐體與作為含氟聚合物層的耐候性層積層。
另一方面,除耐候性層以外,於太陽電池用背板上亦積層有各種其他功能層。例如,於日本專利特開2003-060218號公報中揭示有如下的方法等:向背板中添加氧化鈦等白色無機微粒子,並積層具有光反射性能的白色層,使穿過單元的光進行漫反射後返回至單元,藉此提昇發電效率。進而,為了獲得背板與EVA密封材之間的牢固的黏著,有時於背板的最表層設置易黏著層等聚合物層。於日本專利特開2003-060218號公報中記載有在白色的聚對苯二甲酸乙二酯膜上設置熱黏著層的技術。為了賦予如上所述的功能,背板變成於基材聚合物上積層有具有其他功能的各種功能層的構造。
欲使基材聚合物本身多層化的方法亦為人所知。例如,於日本專利特開2010-95640號公報中揭示有一種含有3層構造的聚合物支撐體及氟化碳系樹脂的積層膜。於上述日本專利特開2010-95640號公報中,使用3層構造的聚合物支撐體,而使層構成多層化。
如上述般存在進行多層化的傾向的太陽電池用保護片隨著積層數增加,越來越容易產生各層間的密接性不充分的問題。
進而,近年來,就進一步提高太陽電池的發電效率的觀點或集中設置來降低成本的觀點等而言,要求在室外等嚴酷的場所利用太陽電池,且伴隨太陽電池的長壽命化,要求改善高溫高濕環境下的長期保存性。
但是,於上述任一個文獻中,關於高溫高濕環境下的長期保存性,均未進行任何研究。
於此種狀況下,本發明者等人使用日本專利特開2010-53317號公報中所記載的積層膜、或日本專利特開2010-95640號公報中所記載的積層構造的支撐體,對其密接性進行了研究。其結果,獲得了如下的發現:該積層膜或積層構造的支撐體於通常的環境下,層間的密接性在某種程度上不易產生問題,但當供於設想為用於室外等的加速試驗時,於高溫高濕環境下且在濕熱經時的情況下,聚合物層間的密接性會下降。因此,可知就近年來對太陽電池所要求的高溫高濕環境下的長期保存性的觀點而言,如日本專利特開2010-95640號公報及日本專利特開2010-53317號公報等上述先前技術文獻中所記載的先前的積層膜或積層構造的支撐體仍有不足。尤其,可知越增加積層數,不適合高濕熱環境下的黏著劑層越增加,因此存在黏著層因經時劣化而剝離的傾向,於設想長壽命化的情況下,存在進一步改良的餘地。
進而,對於使含有氟聚合物及矽酮聚合物等聚合物的聚合物層鄰接於其他聚合物層來設置時的層間黏著性,要求進一步的改良。
本發明是考慮上述實際情況而完成的發明。本發明可提供一種設置於支撐體上的聚合物層間的密接性高、濕熱環境下的耐久性優異的太陽電池用聚合物片,以及具備該太陽電池用聚合物片且長期具有穩定的發電效率的太陽電池模組。
用於解決上述課題的具體手段如下所述。
[1]一種太陽電池用聚合物片,其包含依序配置的第1聚合物層、第2聚合物層及聚合物支撐體,上述第1聚合物層含有選自由氟聚合物及矽酮聚合物所組成的組群中的聚合物,上述第1聚合物層與上述第2聚合物層接觸,且上述第1聚合物層與上述第2聚合物層的界面的粗糙度(Rz)為0.2 μm~3.0 μm的範圍。
[2]如[1]所述之聚合物片,其中上述第2聚合物層含有矽酮聚合物。
[3]如[1]或[2]所述之聚合物片,其中上述第2聚合物層含有體積平均粒徑為0.2 μm~1.5 μm的範圍的粒子。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之聚合物片,其中上述第2聚合物層含有體積平均粒徑為0.3 μm~0.6 μm的範圍的粒子。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之聚合物片,其中上述第2聚合物層含有二氧化鈦粒子。
[6]如[1]至[5]中任一項所述之聚合物片,其中上述第1聚合物層及上述第2聚合物層是藉由塗佈而形成的層。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之聚合物片,其中上述第1聚合物層為最外層。
[8]如[1]至[7]中任一項所述之聚合物片,其中相對於構成聚合物支撐體的聚合物的總質量,含有0.1質量%~10質量%的末端封端劑。
[9]如[1]至[8]中任一項所述之聚合物片,其中聚合物支撐體含有作為無機粒子或有機粒子的微粒子,微粒子的平均粒徑為0.1 μm~10 μm,且相對於聚合物支撐體的總質量,微粒子的含量為0質量%~50質量%。
[10]一種製造如[1]至[9]中任一項所述之聚合物片的方法,其包括聚合物支撐體及底塗層的形成步驟以及於底塗層上依序配置第2聚合物層與第1聚合物層的步驟,上述聚合物支撐體及底塗層的形成步驟包括:供給包含構成聚合物支撐體的聚合物的未延伸片材;使未延伸片材於第一方向上延伸;朝已於第一方向上延伸的片材的至少一個表面上賦予底塗層形成用組成物;以及使被賦予了底塗層形成用組成物的片材在與第一方向正交的方向上延伸。
[11]一種製造如[1]至[9]中任一項所述之聚合物片的 方法,其包括利用選自由電暈處理、火焰處理、輝光放電處理所組成的組群中的方法對聚合物支撐體的表面進行處理。
[12]一種太陽電池模組,其包括:太陽光所射入的透明性的前基板;單元構造部分,其設置於上述前基板的一側的面上,具有太陽電池元件及對上述太陽電池元件進行密封的密封材;以及作為如[1]至[9]中任一項所述之聚合物片的背板,其設置於上述單元構造部分的與上述前基板所在之側相反一側,並與上述密封材鄰接來配置。
根據本發明,可提供一種設置於支撐體上的聚合物層間的密接性高、濕熱環境下的耐久性優異的太陽電池用聚合物片,以及具備該太陽電池用聚合物片且長期具有穩定的發電效率的太陽電池模組。
以下,對本發明的太陽電池用保護片及其製造方法進行詳細說明。
以下所記載的構成要件的說明有時基於本發明的具有代表性的實施形態,但本發明並不限定於此種實施形態。
本說明書中的數值範圍的表示是指如下的範圍:包含作為該數值範圍的下限值所表示的數值作為最小值,且包含作為該數值範圍的上限值所表示的數值作為最大值。
當言及組成物中的某一成分的量時,於在組成物中存在多個相當於該成分的物質的情況下,只要未特別另外定 義,則該量表示組成物中所存在的該多個物質的合計量。
「步驟」這一用語不僅是指獨立的步驟,當無法與其他步驟明確地加以區分時,只要為達成本步驟的預期的作用的步驟,則亦包含於本用語中。
<太陽電池用聚合物片>
作為本發明的一實施形態的太陽電池用聚合物片(以下,亦簡稱為「聚合物片」)是如下的太陽電池用聚合物片:於聚合物支撐體上具有含有選自氟聚合物及矽酮聚合物中的至少1種的第1聚合物層、及鄰接於上述第1聚合物層的上述聚合物支撐體側的第2聚合物層,且上述第1聚合物層與上述第2聚合物層的界面的粗糙度(Rz)為0.2 μm~3.0 μm的範圍。
本發明的一實施形態的聚合物片適合用作構成太陽電池發電模組的背板。
藉由使第1聚合物層與第2聚合物層的界面具有特定的範圍的粗糙度來增加界面面積,可提高該聚合物層間的密接性,並可獲得濕熱環境下的優異的耐久性。
此處,作為用以表示第1聚合物層與第2聚合物層的界面的粗糙度的指標的「Rz」可藉由以下的測定方法來決定。
-Rz的測定方法-
相對於測定對象的聚合物片的平面,在該平面的垂直的方向上切斷該聚合物片而成的剖面中,將鄰接的觀察部位的間隔設為3 cm來選擇5處觀察部位,使用掃描型電子 顯微鏡(商品名:S4700,日立製作所股份有限公司製造)以6000倍~10000倍的倍率對上述5處觀察部位的剖面進行拍攝。於所獲得的5處的剖面照片中,測定自聚合物支撐體與第2聚合物層的界面至第2聚合物層與第1聚合物層的界面為止的最大距離與最小距離的差變成最大的長度,並將5處的該長度的平均值設為Rz。
將Rz設定為0.2 μm~3.0 μm的範圍。若Rz為0.2 μm以上,則設置於支撐體上的聚合物層間的密接性於濕熱環境下的耐久性可變高。若Rz為3.0 μm以下,則第1聚合物層具有充分的厚度,因此可滿足第一聚合物層的性能,可確保第1聚合物層與第2聚合物層之間的充分的密接性,另外,濕熱環境下的耐久性亦可變高。
作為用以將第1聚合物層與第2聚合物層的界面的粗糙度(Rz)控制成0.2 μm~3.0 μm的範圍的方法的較佳例,可列舉:使第2聚合物層含有具有特定的粒徑的粒子的方法;藉由附有凹凸的轉印輥將粗糙度轉印至第2聚合物層上後,積層第1聚合物層的方法。
為了控制Rz,作為第2聚合物層可含有的粒子,就可提高設置於支撐體上的聚合物層間的密接性,濕熱環境下的耐久性可優異的觀點而言,較佳為體積平均粒徑為0.2 μm~1.5 μm的範圍的粒子(以下,適宜稱為「特定粒子」),更佳為體積平均粒徑為0.3 μm~0.6 μm的範圍的粒子。
特定粒子的體積平均粒徑是藉由雷射分析/散射式粒徑分布測定裝置LA950[堀場製作所(股份)製造]所測定 的值。
特定粒子可為無機粒子,亦可為有機粒子。
作為特定粒子的無機粒子例如可較佳地列舉:氧化鈦(例如二氧化鈦)、氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)等金屬氧化物的粒子、玻璃珠、膠體二氧化矽等粒子。作為該無機粒子,亦可應用市售品,例如可列舉:Tipaque(註冊商標)CL95、Tipaque(註冊商標)PF-691、Tipaque(註冊商標)CR-60-2(以上、石原產業(股份)製造)等。
作為特定粒子的有機粒子例如可較佳地列舉:丙烯酸樹脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(Polymethylmethacrylate,PMMA))、聚苯乙烯等的聚合物粒子。作為該有機粒子,亦可應用市售品,例如可列舉MP-2000(商品名,總研化學(股份)製造)等。
特定粒子的形狀並無特別限定,可列舉:球形、圓柱形、鱗片(flake)狀粉體、中空粒子、多孔質粒子、不定形粒子、針狀等。就可穩定地控制Rz的觀點而言,較佳為球狀。
於某一實施形態中,就亦兼具作為著色層的功能,減少積層數並提高整個聚合物片於濕熱環境下的密接性的觀點而言,較佳為特定粒子是作為白色顏料而發揮功能的無機粒子。就上述觀點而言,特佳為特定粒子中的二氧化鈦粒子。
於第2聚合物層中,相對於第2聚合物層的主黏合劑,為了控制Rz而含有的特定粒子的含量較佳為大於0質量 %、且為25質量%以下,更佳為3質量%~20質量%,特佳為5質量%~10質量%。若特定粒子的含量相對於第2聚合物層的主黏合劑為25質量%以下,則可更良好地保持第2聚合物層的面狀。此處,所謂第2聚合物層中的主黏合劑,是指第2聚合物層中所含有的黏合劑之中含量最多的黏合劑。
除上述以外,關於第2聚合物層的合適的形態將後述。
以下,關於聚合物片中的各構成要素,以聚合物支撐體、第1聚合物層、第2聚合物層、層構成及聚合物片的特性的順序更詳細地進行說明。
(聚合物支撐體)
作為本發明的一實施形態的聚合物片包含聚合物支撐體。
聚合物支撐體較佳為單層、且厚度為220 μm以上的聚合物支撐體。
作為構成聚合物支撐體(基材)的聚合物,可列舉:聚酯、聚丙烯或聚乙烯等聚烯烴、或者聚氟乙烯等氟化碳系聚合物等。該些之中,較佳為聚酯,其中,就力學物性或成本的平衡的觀點而言,特佳為聚對苯二甲酸乙二酯。
用作聚合物支撐體的聚對苯二甲酸乙二酯的羧基含量較佳為2當量/t~35當量/t,更佳為5當量/t~25當量/t,特佳為7當量/t~25當量/t。藉由將羧基含量設為2當量/t~35當量/t,可保持耐水解性,並可將濕熱經時的情況下的強度下降抑制得小。
再者,「當量/t」是表示每1 t的莫耳當量的單位。
當使聚合物支撐體中所使用的的聚酯聚合時,就將羧基含量抑制成規定的範圍以下的觀點而言,較佳為將Sb系、Ge系、及/或Ti系的化合物用作觸媒,其中,特佳為Ti系化合物。於合成使用Ti系化合物的聚酯時,例如可應用日本專利特公平8-301198號公報、日本專利第2543624號、日本專利第3335683號、日本專利第3717380號、日本專利第3897756號、日本專利第3962226號、日本專利第3979866號、日本專利第3996871號、日本專利第4000867號、日本專利第4053837號、日本專利第4127119號、日本專利第4134710號、日本專利第4159154號、日本專利第4269704號、日本專利第4313538號各公報等中所記載的方法。
聚合物支撐體更佳為包含於鈦觸媒下進行了聚合的聚合物。
構成聚合物支撐體的聚酯較佳為於聚合後進行固相聚合。藉此,可達成較佳的羧基含量。固相聚合是如下的方法:於真空中或氮氣中,以170℃~240℃左右的溫度將作為預聚物的聚合後的聚酯加熱5小時~100小時左右,從而使聚合度增大。具體而言,固相聚合可應用日本專利第2621563號、日本專利第3121876號、日本專利第3136774號、日本專利第3603585號、日本專利第3616522號、日本專利第3617340號、日本專利第3680523號、日本專利第3717392號、日本專利第4167159號等中所記載的方法。
就機械強度的觀點而言,聚合物支撐體中所使用的聚酯較佳為經雙軸延伸的聚酯。
聚合物支撐體較佳為於延伸後以180℃~220℃的溫度進行熱處理,更佳為以190℃~215℃的溫度進行熱處理,特佳為以195℃~215℃的溫度進行熱處理。就緩和延伸後的聚合物支撐體的應變並改善聚合物支撐體的尺寸變化的觀點而言,較佳為將熱處理溫度設為180℃以上,就於緩和延伸後的聚合物支撐體的應變時,以聚合物的配向不過度進行的方式加以控制,而同時改善聚合物支撐體的耐水解性與尺寸變化的觀點而言,較佳為將熱處理溫度設為220℃以下。
構成聚合物支撐體的聚合物較佳為經固層聚合。作為上述固層聚合,例如可列舉如下的聚合方法:將作為預聚物的聚合物投入至耐真空容器中,使容器內變成真空,然後一面攪拌一面進行反應。
~厚度~
聚合物支撐體的厚度為220 μm以上,較佳為220 μm~250 μm。
視需要,可利用如電暈處理、火焰處理、輝光放電處理的方法對聚合物支撐體的表面進行處理,亦可不進行處理。於某一實施形態中,可利用選自由電暈處理、火焰處理、輝光放電處理所組成的組群中的方法對聚合物支撐體的表面進行處理,然後於經該處理的聚合物支撐體的表面上依序配置第2聚合物層與第1聚合物層。
電暈放電處理通常對與包覆有衍生物的金屬輥(介電體輥)絕緣的電極間施加高頻、高電壓,而產生電極間的空氣的絕緣破壞,藉此使電極間的空氣離子化,而使電極間產生電暈放電。而且,放電,藉由使支撐體通過來進行電暈放電處理。
於某一實施形態中,電暈放電處理的條件較佳為電極與介電體輥的間隙為1 mm~3 mm,頻率為1 kHz~100 kHz,施加能量為0.2 kV.A.min/m2~5 kV.A.min/m2左右。
輝光放電處理是亦被稱為真空電漿處理或輝光放電處理的方法,其是藉由在低壓環境的氣體(電漿氣體)中的放電來產生電漿,而對基材表面進行處理的方法。此處使用的低壓電漿是於電漿氣體的壓力低的條件下生成的非平衡電漿。藉由將被處理膜置於該低壓電漿環境內,可實施輝光放電處理。
作為於輝光放電處理中使電漿產生的方法,可列舉:直流輝光放電、高頻放電、微波放電等。用於放電的電源可為直流,亦可為交流。當使用交流時,較佳為30 Hz~20 MHz左右的範圍。當使用交流時,可使用50 Hz或60 Hz的商用的頻率,亦可使用10 kHz~50 kHz左右的高頻。另外,使用13.56 MHz的高頻的方法亦較佳。
作為輝光放電處理中所使用的電漿氣體,可列舉氧氣、氮氣、水蒸氣、氬氣、氦氣等無機氣體,較佳為氧氣、或氧氣與氬氣的混合氣體。於某一實施形態中,理想的是使用氧氣與氬氣的混合氣體。當使用氧氣與氬氣時,兩者 的比率以分壓比計較佳為氧氣:氬氣=100:0~30:70左右,更佳為90:10~70:30左右。另外,不特別將氣體導入至處理容器中,將藉由洩漏而進入處理容器中的大氣或自被處理物產生的水蒸氣等氣體用作電漿氣體的方法亦較佳。
作為電漿氣體的壓力,需要達成非平衡電漿條件的低壓。作為具體的電漿氣體的壓力,較佳為0.005 Torr~10 Torr,更佳為0.008 Torr~3 Torr左右的範圍。若電漿氣體的壓力為0.005 Torr以上,則可期待充分的黏著性改良效果,若為10 Torr以下,則可防止由電流增大所引起的放電的不穩定化。
電漿輸出功率根據處理容器的形狀或大小、電極的形狀等而無法一概而論,但較佳為100 W~2500 W左右,更佳為500 W~1500 W左右。
於某一實施形態中,輝光放電處理的處理時間較佳為0.05秒~100秒,更佳為0.5秒~30秒左右。若處理時間為0.05以上,則可期待充分的黏著性改良效果,若為100秒以下,則可防止被處理膜的變形或著色等。
輝光放電處理的放電處理強度雖然取決於電漿輸出功率與處理時間,但較佳為0.01 kV.A.min/m2~10 kV.A.min/m2的範圍,更佳為0.1 kV.A.min/m2~7 kV.A.min/m2。藉由將放電處理強度設為0.01 kV.A.min/m2以上,可獲得充分的黏著性改良效果,藉由將放電處理強度設為10 kV.A.min/m2以下,可避免被處理膜的變形或著 色等。
於輝光放電處理中,事先對被處理膜進行加熱亦較佳。藉由該方法,與未進行加熱的情況相比,可於短時間內獲得良好的黏著性。加熱的溫度較佳為40℃~被處理膜的軟化溫度+20℃的範圍,更佳為70℃~被處理膜的軟化溫度的範圍。藉由將加熱溫度設為40℃以上,可獲得充分的黏著性的改良效果。另外,藉由將加熱溫度設為被處理膜的軟化溫度以下,可於處理中確保良好的膜的處理性。
作為於真空中提高被處理膜的溫度的具體方法,可列舉利用紅外線加熱器的加熱、藉由與熱輥接觸的加熱等。
聚合物支撐體可含有末端封端劑,亦可不含有。含有末端封端劑的聚合物支撐體可具有已提昇的耐水解性(耐候性)。
聚合物支撐體可含有無機粒子或有機粒子,亦可不含有。含有無機粒子或有機粒子的聚合物支撐體可具有已提昇的光的反射率(白色度)。
(末端封端劑)
於某一實施形態中,相對於構成聚合物支撐體的聚合物的總質量,聚合物支撐體可含有0.1質量%~10質量%以下的末端封端劑,亦可不含有。於某一實施形態中,末端封端劑的含量較佳可為0.2質量%~5質量%,更佳可為0.3質量%~2質量%。
聚合物的水解藉由自末端羧基等所產生的氫離子的觸媒效果而得到加速,因此於提昇耐水解性(耐候性)時, 有效的是可添加與末端羧基進行反應的末端封端劑。若末端封端劑的含量為上述範圍內,則末端封端劑對於聚合物則作為塑化劑而發揮作用,可避免聚合物支撐體的力學強度、耐熱性下降。
作為末端封端劑,可列舉:環氧化合物、碳二醯亞胺化合物、噁唑啉化合物、碳酸酯化合物等。較佳為與PET的親和性高、末端封端能力高的碳二醯亞胺。
若末端封端劑(特別是碳二醯亞胺末端封端劑)為高分子量,則可減少熔融製膜中的昇華。分子量以重量平均分子量計較佳為200~10萬,更佳為2000~8萬,進而更佳為1萬~5萬。若末端封端劑(特別是碳二醯亞胺末端封端劑)的重量平均分子量為5萬以下,則容易均勻地分散於聚合物中,並可充分地顯現耐候性改良效果。若上述重量平均分子量為1萬以上,則可抑制擠出及/或製膜過程中的昇華,並可顯現耐候性提昇效果。
碳二醯亞胺末端封端劑
碳二醯亞胺末端封端劑是具有碳二醯亞胺基的碳二醯亞胺化合物。碳二醯亞胺化合物有單官能性碳二醯亞胺與多官能性碳二醯亞胺。作為單官能性碳二醯亞胺,可列舉:二環己基碳二醯亞胺、二異丙基碳二醯亞胺、二甲基碳二醯亞胺、二異丁基碳二醯亞胺、二辛基碳二醯亞胺、第三丁基異丙基碳二醯亞胺、二苯基碳二醯亞胺、二-第三丁基碳二醯亞胺及二-β-萘基碳二醯亞胺等。較佳為二環己基碳二醯亞胺或二異丙基碳二醯亞胺。
作為多官能性碳二醯亞胺,可較佳地使用聚合度為3~15的碳二醯亞胺。具體而言,可例示:1,5-萘碳二醯亞胺、4,4'-二苯基甲烷碳二醯亞胺、4,4'-二苯基二甲基甲烷碳二醯亞胺、1,3-伸苯基碳二醯亞胺、1,4-伸苯基二異氰酸酯、2,4-甲伸苯基碳二醯亞胺、2,6-甲伸苯基碳二醯亞胺、2,4-甲伸苯基碳二醯亞胺與2,6-甲伸苯基碳二醯亞胺的混合物、六亞甲基碳二醯亞胺、環己烷-1,4-碳二醯亞胺、苯二甲基碳二醯亞胺、異佛爾酮碳二醯亞胺、異佛爾酮碳二醯亞胺、二環己基甲烷-4,4'-碳二醯亞胺、甲基環己烷碳二醯亞胺、四甲基苯二甲基碳二醯亞胺、2,6-二異丙基苯基碳二醯亞胺及1,3,5-三異丙基苯-2,4-碳二醯亞胺等。
碳二醯亞胺化合物藉由熱分解而產生異氰酸酯系氣體,因此末端封端劑較佳為耐熱性高的碳二醯亞胺化合物。為了提高耐熱性,碳二醯亞胺化合物的分子量(聚合度)越高越佳,另外,較佳為碳二醯亞胺化合物的末端為耐熱性高的結構。碳二醯亞胺化合物若產生一次熱分解,則容易產生進一步的熱分解,因此於製造聚合物支撐體時,可設法使聚合物的擠出溫度儘可能處於低溫下等。
於某一實施形態中,末端封端劑的碳二醯亞胺化合物較佳為具有環狀結構的碳二醯亞胺化合物(例如日本專利特開2011-153209中所記載的碳二醯亞胺化合物)。該些碳二醯亞胺化合物即便為低分子量,亦可顯現與上述高分子量碳二醯亞胺同等的效果。其原因在於:聚合物的末端羧基與環狀的碳二醯亞胺進行開環反應,一側與該末端羧基 進行反應,已開環的另一側與其他末端羧基進行反應而高分子量化,因此可抑制異氰酸酯系氣體的產生。
於某一實施形態中,作為具有環狀結構的碳二醯亞胺化合物的末端封端劑較佳為包含如下的環狀結構,即碳二醯亞胺基的第一氮與第二氮藉由鍵結基而鍵結的環狀結構。於某一實施形態中,末端封端劑較佳為如下的碳二醯亞胺(亦稱為芳香族環狀碳二醯亞胺),該碳二醯亞胺具有至少1個鄰接於芳香環的碳二醯亞胺基、且包含上述鄰接於芳香環的碳二醯亞胺基的第一氮與第二氮藉由鍵結基而鍵結的環狀結構。
芳香族環狀碳二醯亞胺亦可具有多個環狀結構。
芳香族環狀碳二醯亞胺亦可較佳地使用分子內不具有2個以上的碳二醯亞胺基的第一氮與第二氮藉由連結基而鍵結的環結構的芳香族碳二醯亞胺,即單環的芳香族碳二醯亞胺。
環狀結構具有1個碳二醯亞胺基(-N=C=N-)、且其第一氮與第二氮藉由鍵結基而鍵結。於一個環狀結構中僅具有1個碳二醯亞胺基,但例如於螺環等分子中具有多個環狀結構的情況下,只要鍵結於螺原子的各個環狀結構中具有1個碳二醯亞胺基,則作為化合物,亦可具有多個碳二醯亞胺基。環狀結構中的原子數較佳為8~50,更佳為10~30,進而更佳為10~20,特佳為10~15。
此處,所謂環狀結構中的原子數,是指直接構成環狀結構的原子的數量,例如,若為8員環,則原子數為8, 若為50員環,則原子數為50。若環狀結構中的原子數為8以上,則環狀碳二醯亞胺化合物可維持穩定性,可適合於保管、使用。就反應性的觀點而言,環員數的上限值並無特別限制,但就可抑制因難以合成而引起的成本上昇的觀點而言,環狀碳二醯亞胺化合物的環員數較佳為50以下。就上述觀點而言,環狀結構中的原子數的範圍較佳可為10~30,更佳可為10~20,進而更佳可為10~15。
作為上述具有環狀結構的碳二醯亞胺密封劑的具體例,可列舉以下的化合物。但是,本發明並不受以下的具體例限定。
環氧基末端封端劑
環氧基末端封端劑是環氧化合物。作為環氧化合物的較佳例,可列舉縮水甘油酯化合物或縮水甘油醚化合物等。
作為縮水甘油酯化合物的具體例,可列舉:苯甲酸縮水甘油酯、第三丁基-苯甲酸縮水甘油酯、P-甲苯甲酸縮水甘油酯、環己烷羧酸縮水甘油酯、壬酸縮水甘油酯、硬脂酸縮水甘油酯、月桂酸縮水甘油酯、棕櫚酸縮水甘油酯、二十二酸縮水甘油酯、叔碳酸縮水甘油酯、油酸縮水甘油 酯、亞麻油酸縮水甘油酯、亞麻油酸縮水甘油酯、蘿炔酸縮水甘油酯、硬炔酸縮水甘油酯、對苯二甲酸二縮水甘油酯、間苯二甲酸二縮水甘油酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、萘二甲酸二縮水甘油酯、甲基對苯二甲酸二縮水甘油酯、六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、環己烷二羧酸二縮水甘油酯、己二酸二縮水甘油酯、丁二酸二縮水甘油酯、癸二酸二縮水甘油酯、十二烷二酮酸二縮水甘油酯、十八烷二羧酸二縮水甘油酯、偏苯三甲酸三縮水甘油酯及均苯四甲酸四縮水甘油酯等。該些可使用1種或2種以上。
另外,作為縮水甘油醚化合物的具體例,可列舉:苯基縮水甘油醚、O-苯基縮水甘油醚、1,4-雙(β,γ-環氧基丙氧基)丁烷、1,6-雙(β,γ-環氧基丙氧基)己烷、1,4-雙(β,γ-環氧基丙氧基)苯、1-(β,γ-環氧基丙氧基)-2-乙氧基乙烷、1-(β,γ-環氧基丙氧基)-2-苄氧基乙烷、2,2-雙-[對(β,γ-環氧基丙氧基)苯基]丙烷及2,2-雙-(4-羥苯基)丙烷或2,2-雙-(4-羥苯基)甲烷等藉由雙酚與表氯醇的反應而獲得的雙縮水甘油基聚醚等。該些可使用1種或2種以上。
噁唑啉系末端封端劑
噁唑啉系末端封端劑是噁唑啉化合物。作為噁唑啉化合物,較佳為雙噁唑啉化合物,具體而言,可例示:2,2'-雙(2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-乙基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4,4'-二乙基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-丙基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-丁基-2- 噁唑啉)、2,2'-雙(4-己基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-苯基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-環己基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-苄基-2-噁唑啉)、2,2'-對伸苯基雙(2-噁唑啉)、2,2'-間伸苯基雙(2-噁唑啉)、2,2'-鄰伸苯基雙(2-噁唑啉)、2,2'-對伸苯基雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-對伸苯基雙(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-間伸苯基雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-間伸苯基雙(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-伸乙基雙(2-噁唑啉)、2,2'-四亞甲基雙(2-噁唑啉)、2,2'-六亞甲基雙(2-噁唑啉)、2,2'-八亞甲基雙(2-噁唑啉)、2,2'-十亞甲基雙(2-噁唑啉)、2,2'-伸乙基雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-四亞甲基雙(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-9,9'-二苯氧基乙烷雙(2-噁唑啉)、2,2'-伸環己基雙(2-噁唑啉)及2,2'-二伸苯基雙(2-噁唑啉)等。該些之中,就與聚酯的反應性的觀點而言,最佳為使用2,2'-雙(2-噁唑啉)。進而,只要達成本發明的目的,則上述所列舉的雙噁唑啉化合物可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
此種末端封端劑是藉由摻入等方法而導入至構成聚合物支撐體的聚合物中。藉由使末端封端劑與聚合物分子直接接觸來進行反應,可獲得上述效果。即便將末端封端劑添加至PET上的塗佈層中,聚合物與末端封端劑亦不會進行反應。
(混合有無機粒子或有機粒子的聚合物支撐體)
可使構成聚合物支撐體的聚合物中含有作為無機粒子或有機粒子的微粒子。藉此,可提昇光的反射率(白色度)並提昇太陽電池的發電效率。微粒子的平均粒徑較佳為0.1 μm~10 μm,更佳為可為0.1 μm~5 μm,進而更佳為可為0.15 μm~1 μm,含量相對於聚合物總質量可為0質量%~50質量%,較佳可為1質量%~10質量%,更佳可為2質量%~5質量%。若粒子的平均粒徑為0.1 μm~10 μm,則容易使聚合物支撐體的白色度變成50以上。若粒子的含量為1質量%以上,則容易使白色度變成50以上。若粒子的含量為50質量%以下,則聚合物支撐體的重量不會變得過大,於加工等時容易處理。再者,此處所述的平均粒徑、含量於聚合物支撐體為多層構造的情況下,是指基於各層的平均值的加權平均值。即,平均粒徑是指針對各層算出(各層的粒徑的平均值)×(各層的厚度/所有層的厚度),並將其總和設為平均粒徑,含量是指針對各層算出(各層的粒子含量的平均值)×(各層的厚度/所有層的厚度),並將其總和設為含量。
再者,微粒子的平均粒徑是藉由電子顯微術來求出。具體而言,利用以下的方法。
將利用掃描型電子顯微鏡觀察微粒子,並對應於粒子的大小適宜改變倍率來對拍照所得的照片進行放大複製。繼而,針對隨機選擇的至少200個以上的微粒子,追蹤各粒子的外周。藉由圖像分析裝置並根據該些粒子的追蹤圖像來測定粒子的投影面積直徑。將測定值的平均值設為平均粒徑。
微粒子可為無機粒子或有機粒子的任一者,亦可併用兩者。藉此,可提昇光的反射率並提昇太陽電池的發電效 率。作為適合使用的無機粒子,例如可列舉濕式及乾式二氧化矽、膠體二氧化矽、碳酸鈣、矽酸鋁、磷酸鈣、氧化鋁、碳酸鎂、碳酸鋅、氧化鈦、氧化鋅(鋅華)、氧化銻、氧化鈰、氧化鋯、氧化錫、氧化鑭、氧化鎂、碳酸鋇、碳酸鋅、鹼性碳酸鉛(鉛白)、硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸鉛、硫化鋅、雲母、雲母鈦、滑石、黏土、高嶺土、氟化鋰及氟化鈣等,特佳為二氧化鈦、硫酸鋇。再者,氧化鈦可為銳鈦礦型、金紅石型的任一種。另外,可使用氧化鋁或二氧化矽等對微粒子表面實施無機表面處理,亦可使用矽系化合物或醇等實施有機表面處理。
該些微粒子之中,較佳為二氧化鈦,藉由聚合物支撐體含有二氧化鈦,聚合物片於光照射下亦可取得優異的耐久性。具體而言,當於63℃、50%Rh、照射強度100 mW/cm2下照射100小時紫外線(Ultraviolet,UV)時,斷裂伸長保持率較佳可為35%以上,更佳可為40%以上。本實施形態的聚合物片因光分解或劣化可受到抑制,故更適合作為於室外使用的太陽電池的背面保護膜。
二氧化鈦存在具有金紅石型結晶構造的二氧化鈦及具有銳鈦礦型結晶構造的二氧化鈦。於某一實施形態中,較佳為向聚合物支撐體中添加將金紅石型二氧化鈦作為主體的微粒子。銳鈦礦型具有紫外線的分光反射率非常大這一特性,相對於此,金紅石型具有紫外線的吸收率大(分光反射率小)這一特性。本發明者著眼於二氧化鈦的結晶形態中的此種分光特性的差異,發現藉由利用金紅石型二氧 化鈦的紫外線吸收性能,於太陽電池背面保護用聚合物片中,可提昇耐光性。於本實施形態中,即便實質上不添加其他紫外線吸收劑,亦可獲得優異的於光照射下的膜耐久性。因此,不易產生如由紫外線吸收劑的滲出所引起的污染或密接性下降的問題。
此處,所謂微粒子「將金紅石型二氧化鈦作為主體」,是指相對於所有二氧化鈦粒子的質量,所有二氧化鈦粒子中的金紅石型二氧化鈦的質量超過50質量%。另外,相對於所有二氧化鈦粒子的質量,所有二氧化鈦粒子中的銳鈦礦型二氧化鈦量較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下,特佳為0質量%以下。若銳鈦礦型二氧化鈦的含量為上述上限值以下,則可確保金紅石型二氧化鈦於所有二氧化鈦粒子中所佔的量,因此可確保紫外線吸收性能。銳鈦礦型二氧化鈦因光觸媒作用強,故存在即便藉由該作用,亦會使聚合物片的耐光性下降的傾向。金紅石型二氧化鈦與銳鈦礦型二氧化鈦可藉由X射線構造繞射或分光吸收特性來加以區分。
可使用氧化鋁或二氧化矽等對金紅石型二氧化鈦微粒子的表面實施無機表面處理,亦可使用矽系化合物或醇等實施有機表面處理。亦可於向聚酯組成物中調配金紅石型二氧化鈦之前,利用精製製程來進行粒徑調整、粗大粒子去除等。作為精製製程的工業裝置,例如可列舉噴射磨機、球磨機等粉碎裝置,乾式或濕式的離心分離等的分級裝置等。
聚合物支撐體中可含有的有機微粒子較佳為經得住製膜過程中的熱的有機微粒子。例如可列舉包含交聯型樹脂的微粒子,作為具體例,可列舉包含利用二乙烯苯進行了交聯的聚苯乙烯的微粒子等。微粒子的尺寸或添加量與無機微粒子的尺寸或添加量相同。
作為向聚合物支撐體中添加微粒子的方法,可使用自先前以來公知的各種方法。以下列舉具有代表性的方法。
(1)於構成聚合物支撐體的聚合物的合成時的酯交換反應或酯化反應結束前添加微粒子、或者於聚縮合反應開始前添加微粒子的方法。
(2)向聚合物添加微粒子,並進行熔融混煉的方法。
(3)製造於上述(1)、(2)的方法中大量地添加微粒子而成的母粒(或亦稱為母料(Masterbatch,MB)),對該些母粒與不含微粒子的聚合物進行混煉,而使所獲得的產物中含有規定量的微粒子的方法。
(4)直接使用上述(3)的母粒的方法。
於某一實施形態中,較佳為包括事先利用擠出機將聚酯樹脂與微粒子混合的母料法(MB法:上述(3))。另外,亦可採用將事先未進行乾燥的聚合物與微粒子投入至擠出機中,一面去除水分或空氣等一面製作MB的方法。另外,較佳為使用事先略微進行了乾燥的聚合物來製作MB,藉此可抑制聚合物的酸值上昇。作為此種方法,可列舉一面除氣一面擠出的方法、或藉由經充分乾燥的聚合物不進行除氣而擠出的方法等。
例如,較佳為事先藉由乾燥來降低製作MB時所投入的聚合物的水分率。作為乾燥條件,較佳為於100℃~200℃,更佳為於120℃~180℃下,乾燥1小時以上,更佳為3小時以上,進而更佳為6小時以上。藉此,能夠以使聚酯樹脂的水分量變成較佳為50 ppm以下,更佳為30 Ppm以下的方式充分乾燥。預混合的方法並無特別限定,可為批次方法,亦可利用單軸或雙軸以上的混煉擠出機。當一面進行除氣一面製作MB時,較佳為採用如下等方法:於250℃~300℃,較佳為270℃~280℃的溫度下將聚合物熔解,於預備混煉機中設置1個,較佳為2個以上的除氣口,進行0.05 MPa以上,更佳為0.1 MPa以上的連續抽吸除氣,而維持混合機內的減壓。
於某一實施形態中,聚合物支撐體亦可於內部含有許多微細的空洞(空隙)。藉此,可適宜獲得更高的白色度。該情況下的視比重(apparent specific gravity)為0.7以上、1.3以下,較佳為0.9以上、1.3以下,更佳為1.05以上、1.2以下。若視比重為0.7以上,則聚合物片具有黏度,製作太陽電池模組時的加工可變得容易。若視比重為1.3以下,則聚合物片的重量小,因此可有助於太陽電池的輕量化。
上述微細的空洞可源自上述微粒子及/或與構成後述的聚合物支撐體的聚合物不相容的熱塑性樹脂而形成。再者,所謂源自微粒子或與聚合物不相容的熱塑性樹脂的空洞,是指於上述微粒子或上述熱塑性樹脂的周圍存在空 洞,可藉由例如聚合物支撐體的由電子顯微鏡所拍攝的剖面照片等來確認。
為了形成空洞而可添加至聚合物支撐體中的樹脂較佳為與構成聚合物支撐體的聚合物不相容的樹脂,藉此可使光散射而提高光反射率。當構成聚合物支撐體的聚合物為聚酯時,作為較佳的不相容的樹脂,可列舉:如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯的聚烯烴樹脂,聚苯乙烯樹脂,聚丙烯酸酯樹脂,聚碳酸酯樹脂,聚丙烯腈樹脂,聚苯硫醚樹脂,聚碸系樹脂,纖維素系樹脂,以及氟系樹脂等。該些不相容樹脂可為均聚物,亦可為共聚物,進而亦可併用2種以上的不相容樹脂。該些之中,較佳為如表面張力小的聚丙烯或聚甲基戊烯的聚烯烴樹脂或聚苯乙烯系樹脂,更佳為聚甲基戊烯。相對而言,聚甲基戊烯與聚酯的表面張力差大、且熔點高,因此於聚酯製膜步驟中與聚酯的親和性低而容易形成空隙(空洞)。
當聚合物支撐體含有不相容樹脂時,相對於整個聚合物支撐體,不相容樹脂的量為0重量%~30重量%,更佳為1重量%~20重量%,進而更佳為2重量%~15重量%的範圍。若含量為30重量%以下,則可確保整個聚合物支撐體的視密度,因此於延伸時不易產生膜破裂等,可獲得良好的生產性。
當添加微粒子時,微粒子的平均粒徑較佳為0.1 μm~10 μm,更佳為0.1 μm~5 μm,進而更佳為0.15 μm~1 μm的微粒子。若平均粒徑為0.1 μm以上,則可確保反射率(白 色度),若平均粒徑為10 μm以下,則可避免由空隙所引起的力學強度下降。相對於聚合物支撐體總質量,微粒子的含量為0質量%~50質量%,較佳為1質量%~10質量%,更佳為2質量%~5質量%。若含量為50質量%以下,則可避免由空隙所引起的力學強度下降。當構成聚合物支撐體的聚合物為聚酯時,作為較佳的微粒子,可列舉與聚酯的親和性低的微粒子,具體而言,可列舉硫酸鋇等。
白色聚合物支撐體,即包含藉由含有微粒子等方法而形成的空洞的聚合物支撐體,可為單層、或包含2層以上的多層的積層構成。作為積層構成,較佳為將白色度高(空隙或微粒子多的層)與白色度低的層(空隙或微粒子少的層)加以組合。可藉由空隙或微粒子多的層來提高光的反射效率,但容易產生由空隙、微粒子所引起的力學強度的下降(脆化),為了加以彌補,較佳為與白色度低的層進行組合。因此,白色度高的層較佳為用於聚合物支撐體的外層,可用於聚合物支撐體的一面,亦可用於聚合物支撐體的兩面。若於聚合物支撐體的外層使用將二氧化鈦用作微粒子的高白色層,則因二氧化鈦具有UV吸收能力,故可獲得提昇聚合物支撐體的耐光性的效果。
當白色度高的層為藉由含有微粒子而形成的層時,相對於整個層的質量的微粒子的含量較佳為5質量%以上、50質量%以下,更佳為6質量%以上、20質量%以下。當白色度高的層為藉由形成空洞而形成的層時,白色度高的層的視比重較佳為0.7以上、1.2以下,更佳為0.8以上、 1.1以下。另一方面,當白色度低的層為藉由含有微粒子而形成的層時,相對於整個層的質量的微粒子的含量較佳為0質量%以上、未滿5質量%,更佳為1質量%以上、4質量%以下。當白色度高的層為藉由形成空洞而形成的層時,白色度低的層較佳為視比重為0.9以上、1.4以下,且具有比高白色層高的視比重,更佳為視比重為1.0以上、1.3以下,且具有比高白色層高的視比重。低白色層亦可為不含微粒子或空洞的層。
作為白色聚合物支撐體可具有的較佳的積層構成,可列舉:高白色層/低白色層、高白色層/低白色層/高白色層、高白色層/低白色層/高白色層/低白色層、高白色層/低白色層/高白色層/低白色層/高白色層等。
積層構成中的各層的厚度比並無特別限定,但各層的厚度較佳為所有層厚度的1%以上、99%以下,更佳為2%以上、95%以下。若為該範圍以內,則容易獲得上述反射效率提昇、耐光(UV)性賦予的效果。聚合物支撐體的所有層的厚度只要是可作為膜進行製膜的範圍,則並無特別限定,但通常為20 μm~500 μm,較佳為25 μm~300 μm的範圍。作為用以製造具有積層構成的聚合物支撐體的積層方法,可較佳地使用利用2台或3台以上的熔融擠出機的所謂的共擠出法。
於某一實施形態中,為了增加白色聚合物支撐體的白色度,使用等螢光增白劑亦較佳。相對於白色聚合物支撐體的總質量,較佳的添加量為0.01質量% 以上、1質量%以下,更佳為0.05質量%以上、0.5質量%以下,進而更佳為0.1質量%以上、0.3質量%以下。若為0.01質量%以上,則容易獲得光線反射率提昇的效果,若為1質量%以下,則可避免因由擠出時的熱分解所引起的黃變而導致反射率下降。作為此種螢光增白劑,例如可使用伊士曼柯達(Eastman Kodak)公司製造的OB-1(商品名)等。
於某一實施形態中,白色聚合物支撐體以照度:100 mW/cm2、溫度:60℃、相對濕度:50%RH、照射時間:48小時照射紫外線後的黃色度變化量(△b值)較佳為未滿5。△b值更佳為未滿4,進而更佳為未滿3。藉此,就即便長時間受到太陽光的照射,亦可減少顏色變化的觀點而言有用。此種效果於將聚合物片作為背板積層於太陽電池單元上的太陽電池模組中,尤其在自聚合物片側受到照射時顯著地顯現。
(第1聚合物層)
本發明的第一實施形態的聚合物片包括含有選自由氟聚合物及矽酮聚合物所組成的組群中的至少1種的第1聚合物層。
第1聚合物層是可作為耐候性層發揮功能的層。
~黏合劑~
第1聚合物層將選自由氟聚合物及矽酮聚合物所組成的組群中的至少1種作為主黏合劑來構成。此處,所謂第1聚合物層中的主黏合劑,是指第1聚合物層中所含有的 黏合劑之中含量最多的黏合劑。
於第1聚合物層中,選自由氟聚合物及矽酮聚合物所組成的組群中的聚合物可僅使用1種,亦可併用2種以上的選自由氟聚合物及矽酮聚合物所組成的組群中的聚合物。當併用氟聚合物及矽酮聚合物時,可自氟聚合物及矽酮聚合物的任一者中選擇2種以上的聚合物來併用,亦可自氟聚合物及矽酮聚合物兩者中選擇1種或2種以上來併用。
以下,對上述含有選自氟聚合物及矽酮聚合物中的至少1種聚合物的第1聚合物層進行具體說明。
-氟聚合物-
作為第1聚合物層可含有的氟聚合物,只要是具有由-(CFX1-CX2X3)-所表示的重複單元的聚合物,則並無特別限制(其中,X1、X2、X3表示氫原子、氟原子、氯原子或碳數為1~3的全氟烷基)。
作為氟聚合物的例子,有聚四氟乙烯(以下,有時表示成PTFE(Polytetrafluoroethylene))、聚氟乙烯(以下,有時表示成PVF(Polyvinyl fluoride))、聚偏二氟乙烯(以下,有時表示成PVDF(Poly(vinylidene fluoride)))、聚三氟氯乙烯(以下,有時表示成PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene))、聚四氟丙烯(以下,有時表示成HFP(Hexafluoropropylene))等。
氟聚合物可為使單獨的單體聚合而成的均聚物,亦可為使2種以上的單體共聚而成的共聚物。作為其例,可列 舉使四氟乙烯與四氟丙烯共聚而成的共聚物(略記為P(TFE/HFP))、使四氟乙烯與偏二氟乙烯共聚而成的共聚合物(略記為P(TFE/VDF))等。
進而,作為第1聚合物層中所使用的聚合物,可為使由-(CFX1-CX2X3)-所表示的氟化碳系單體、與其以外的單體(不含氟的單體)共聚而成的聚合物。作為氟化碳系單體的具體例,有四氟乙烯、三氟氯乙烯、偏二氟乙烯、氟乙烯、六氟丙烯、含氟的烷基乙烯基醚(例如:全氟乙基乙烯基醚)、含氟的酯等(全氟甲基丙烯酸丁酯等)。作為不含氟的單體的具體例,有乙烯、烷基乙烯基醚(例如:乙基乙烯基醚、環己基乙烯基醚)、羧酸(例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、羥基乙烯基醚等)。當氟聚合物為使氟化碳系單體與不含氟的的)單體共聚而成的聚合物時,相對於氟聚合物的總質量的含氟的單體的含量較佳為30質量%~98質量%,更佳為40質量%~80質量%。若含氟的單體的比例為30質量%以上,則可獲得充分的耐久性。另外,就聚合的穩定性的觀點而言,較佳為98質量%以下。
作為使氟化碳系單體與不含氟的的)單體共聚而成的聚合物的例子,可列舉:使四氟乙烯與乙烯共聚而成的共聚物(略記為P(TFE/E))、使四氟乙烯與丙烯共聚而成的共聚物(略記為P(TFE/P))、使四氟乙烯與乙烯基醚共聚而成的共聚物(略記為P(TFE/VE))、使四氟乙烯與全氟乙烯基醚共聚而成的共聚物(略記為P(TFE/FVE))、使三氟氯乙烯與乙烯基醚共聚而成的共聚物(略記為P (CTFE/VE))、使三氟氯乙烯與全氟乙烯基醚共聚而成的共聚物(略記為P(CTFE/FVE))、使四氟乙烯與乙烯及丙烯酸共聚而成的共聚物、使六氟丙烯與四氟乙烯共聚而成的共聚物、使六氟丙烯與四氟乙烯及乙烯共聚而成的共聚物、使三氟氯乙烯與全氟乙基乙烯基醚共聚而成的共聚物、使三氟氯乙烯與全氟乙基乙烯基醚及甲基丙烯酸共聚而成的共聚物、使三氟氯乙烯與乙基乙烯基醚共聚而成的共聚物、使三氟氯乙烯與乙基乙烯基醚及甲基丙烯酸共聚而成的共聚物、使偏二氟乙烯與甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸共聚而成的共聚物、使氟乙烯與丙烯酸乙酯及丙烯酸共聚而成的共聚物等。
其中,較佳為使三氟氯乙烯與全氟乙基乙烯基醚共聚而成的共聚物、使三氟氯乙烯與全氟乙基乙烯基醚及甲基丙烯酸共聚而成的共聚物、使三氟氯乙烯與乙基乙烯基醚共聚而成的共聚物、使三氟氯乙烯與乙基乙烯基醚及甲基丙烯酸共聚而成的共聚物、使偏二氟乙烯與甲基丙烯酸甲酯及/甲基丙烯酸共聚而成的共聚物、以及使氟乙烯與丙烯酸乙酯及丙烯酸共聚而成的共聚物。
其中,更佳為使三氟氯乙烯與乙基乙烯基醚共聚而成的共聚物、以及使三氟氯乙烯與乙基乙烯基醚及甲基丙烯酸共聚而成的共聚物。
作為上述氟系聚合物,可使用市售的氟系聚合物。作為市售品的具體例,有Lumiflon(註冊商標)LF200(旭硝子股份有限公司製造)、Zeffle(註冊商標)GK570(大 金工業股份有限公司製造)、Obbligato SW0011F(商品名,AGC Coat-tech股份有限公司製造)等。
氟系聚合物的分子量以聚苯乙烯換算重量平均分子量計可為2000~1000000左右,較佳為3000~300000左右。
作為氟聚合物,可為能夠使聚合物溶解於有機溶劑中來使用者,亦可為能夠使聚合物微粒子分散於水中來使用者。就環境負荷小的觀點而言,較佳為後者。關於氟聚合物的水分散物,例如於日本專利特開2003-231722號公報、日本專利特開2002-20409號公報、日本專利特開平9-194538號公報等中有記載。
-矽酮聚合物-
第1聚合物層可有的矽酮聚合物是分子中具有(聚)矽氧烷結構的聚合物。此處所謂「矽氧烷結構」,是指含有至少1個矽氧烷鍵的結構。所謂「聚矽氧烷結構」,是指多個矽氧烷鍵連續而成的結構。「(聚)矽氧烷結構」這一用語將矽氧烷結構與聚矽氧烷結構包含於其範圍內。「聚合物於分子中具有矽氧烷結構」及「聚合物於分子中具有(聚)矽氧烷結構」這一表達是指聚合物於其分子內含有矽氧烷結構或(聚)矽氧烷結構。
於某一合適的形態中,矽酮聚合物具有由下述通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元作為(聚)矽氧烷結構。
上述通式(1)中,R1及R2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、或一價的有機基。此處,R1與R2可相同,亦可不同,多個R1及R2彼此可相同,亦可不同。n表示1以上的整數。
於作為聚合物中的(聚)矽氧烷鏈段的「-(Si(R1)(R2)-O)n-」的部分(由通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元)中,R1及R2可相同,亦可不同,且表示氫原子、鹵素原子、或一價的有機基。
「-(Si(R1)(R2)-O)n-」是源自具有線狀、分支狀或環狀的結構的各種(聚)矽氧烷的(聚)矽氧烷鏈段。
作為由R1及R2所表示的鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、碘原子等。
由R1及R2所表示的「一價的有機基」為可與Si原子進行共價鍵結的基,可未經取代,亦可具有取代基。上述一價的有機基例如可列舉:烷基(例如:甲基、乙基等)、芳基(例如:苯基等)、芳烷基(例如:苄基、苯基乙基等)、烷氧基(例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基等)、芳氧基(例如;苯氧基等)、巰基、胺基(例如:胺基、二乙胺基等)、醯胺基等。
其中,就與鄰接層的黏著性及濕熱環境下的耐久性的觀點而言,作為R1、R2,較佳為分別獨立為氫原子、氯原子、溴原子、未經取代或經取代的碳數為1~4的烷基(較佳為甲基、乙基)、未經取代或經取代的苯基、未經取代或經取代的烷氧基、巰基、未經取代的胺基、醯胺基,就濕熱環境下的耐久性的觀點而言,更佳為未經取代或經取代的烷氧基(較佳為碳數為1~4的烷氧基)。
上述n較佳為1~5000,更佳為1~1000。
作為矽酮聚合物中的「-(Si(R1)(R2)-O)n-」的部分(由通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元)的具體例,有含有二甲基二甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物、含有二甲基二甲氧基矽烷/γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物、含有二甲基二甲氧基矽烷/乙烯基三甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物、含有二甲基二甲氧基矽烷/2-羥乙基三甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物、含有二甲基二甲氧基矽烷/3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物、含有二甲基二甲氧基矽烷/二苯基/二甲氧基矽烷γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物等。該些之中,較佳為含有二甲基二甲氧基矽烷/γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物、含有二甲基二甲氧基矽烷/二苯基/二甲氧基矽烷γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物等。
相對於矽酮聚合物的總質量,矽酮聚合物中的 「-(Si(R1)(R2)-O)n-」的部分(由通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元)的含量較佳為15質量%~85質量%,更佳為20質量%~80質量%的範圍。若(聚)矽氧烷結構單元的含量為15質量%以上,則第1聚合物層表面的強度提昇,可防止因刮擦或擦過、飛來的小石等的碰撞而產生損傷,另外,與第2聚合物層等鄰接材料的黏著性可優異。藉由抑制損傷的產生,耐候性提昇,可有效地提高被賦予熱或水分後容易劣化的耐剝離性、形狀穩定性、以及暴露於濕熱環境下時的黏著耐久性。另外,若(聚)矽氧烷結構單元的比率為85質量%以下,則可穩定地保持溶液。當(聚)矽氧烷結構單元的含量處於20質量%~80質量%的範圍內時,該些效果可變得更顯著。
當矽酮聚合物為具有(聚)矽氧烷結構單元與其他結構單元的共聚物時,於某一合適的實施形態中,矽酮聚合物可於其分子鏈中含有由上述通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元15質量%~85質量%,且以質量比率計可含有非矽氧烷系結構單元85質量%~15質量%。藉由含有此種共聚物,第1聚合物層的膜強度提昇,防止由刮擦或擦過等所引起的損傷的產生,且與先前相比,可飛躍性地提昇與形成支撐體的聚合物基材的黏著性,即被賦予熱或水分後容易劣化的耐剝離性、形狀穩定性、以及濕熱環境下的耐久性。
當矽酮聚合物為具有(聚)矽氧烷結構單元與其他結構單元的共聚物時,矽酮聚合物中的「-(Si(R1)(R2)-O)n-」 的部分(由通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元)的分子量以聚苯乙烯換算重量平均分子量計可為30000~1000000左右,較佳為50000~300000左右。
作為上述共聚物,較佳為矽氧烷化合物(其範圍內包含聚矽氧烷)與選自非矽氧烷系單體或非矽氧烷系聚合物中的化合物共聚,而具有由上述通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元與非矽氧烷系的結構單元的嵌段共聚物。於此情況下,矽氧烷化合物及進行共聚的非矽氧烷系單體或非矽氧烷系聚合物分別可為單獨一種,亦可為兩種以上。
與上述(聚)矽氧烷結構單元進行共聚的非矽氧烷系結構單元(源自非矽氧烷系單體或非矽氧烷系聚合物)除不具有矽氧烷結構以外,並無特別限制,可為源自任意的單體結構單元或源自任意的聚合物的聚合物鏈段的任一種。作為聚合物鏈段的前驅物的聚合物(前驅聚合物)例如可列舉乙烯系聚合物、聚酯系聚合物、聚胺基甲酸酯系聚合物等各種聚合物等。
其中,就容易製備及耐水解性優異的觀點而言,較佳為乙烯系聚合物及聚胺基甲酸酯系聚合物,特佳為乙烯系聚合物。
作為上述乙烯系聚合物的具有代表性的例子,可列舉丙烯酸系聚合物、羧酸乙烯酯系聚合物、芳香族乙烯系聚合物、氟烯烴系聚合物等各種聚合物。其中,就設計的自由度的觀點而言,特佳為丙烯酸系聚合物。作為構成丙烯酸系聚合物的單體,可列舉包含丙烯酸的酯(例如:丙烯 酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸2-乙基己酯等)、或甲基丙烯酸的酯(例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯等)的聚合物。進而,作為單體,可列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸等羧酸,苯乙烯,丙烯腈,乙酸乙烯酯,丙烯醯胺,二乙烯苯等,其中,較佳為丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸2-乙基己酯甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等。
作為丙烯酸系聚合物的具體例,可列舉:甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸2-乙酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-乙酯/甲基丙烯酸/γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯/丙烯酸共聚物等。
作為構成非矽氧烷系結構單元的聚合物鏈段的前驅物的聚合物可為單獨一種,亦可併用2種以上。進而,各個聚合物可為均聚物,亦可為共聚物。
作為構成非矽氧烷系結構單元的聚合物鏈段的前驅物的聚合物的分子量以聚苯乙烯換算重量平均分子量計可為3000~1000000左右,更佳為5000~300000左右。
形成非矽氧烷系結構單元的前驅聚合物較佳為含有酸基及經中和的酸基的至少1個、及/或水解性矽基。此種前 驅聚合物之中,乙烯系聚合物例如可利用以下等各種方法來製備:(a)使含有酸基的乙烯系單體與含有水解性矽基及/或矽醇基的乙烯系單體、與可與該些乙烯系單體進行共聚的單體進行共聚的方法;(2)使事先製備的含有羥基以及水解性矽基及/或矽醇基的乙烯系聚合物、與聚羧酸酐進行反應的方法;(3)使事先製備的含有酸酐基以及水解性矽基及/或矽醇基的乙烯系聚合物、與具有活性氫的化合物(水、醇、胺等)進行反應的方法。
前驅聚合物例如可利用日本專利特開2009-52011號公報的段落號0021~段落號0078中所記載的方法進行製造而獲得。
矽酮聚合物可單獨使用,亦可與其他聚合物併用。當併用其他聚合物時,第一聚合物層中的含有(聚)矽氧烷結構的聚合物的含量較佳為第一聚合物層中所含有的總黏合劑量的30質量%以上,更佳為60質量%以上。藉由含有(聚)矽氧烷結構的聚合物的含量為30質量%以上,而可謀求層表面的強度提昇,並可防止由刮擦或擦過等所引起的損傷的產生,並且與聚合物基材的黏著性及濕熱環境下的耐久性可更優異。
矽酮聚合物的分子量較佳為5,000~100,000,更佳為10,000~50,000。
於製備矽酮聚合物時,可利用以下等方法:(i)使前驅聚合物與具有由上述通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷進行反應的方法;(ii)於前驅聚合物的存在下,使具 有上述R1及/或上述R2為水解性基的由上述通式(1)所表示的結構單元的矽烷化合物進行水解縮合的方法。
作為上述(ii)的方法中所使用的矽烷化合物,可列舉各種矽烷化合物,但特佳為烷氧基矽烷化合物。
當藉由上述(i)的方法來製備矽酮聚合物時,例如視需要向前驅聚合物與聚矽氧烷的混合物中添加水與觸媒,然後於20℃~150℃左右的溫度下進行30分鐘~30小時左右(較佳為於50℃~130℃下進行1小時~20小時)反應,藉此可製備矽酮聚合物。作為觸媒,可添加酸性化合物、鹼性化合物、含金屬的化合物等各種矽烷醇縮合觸媒。
另外,當藉由上述(ii)的方法來製備矽酮聚合物時,例如向前驅聚合物與烷氧基矽烷化合物的混合物中添加水與矽烷醇縮合觸媒,然後於20℃~150℃左右的溫度下進行30分鐘~30小時左右(較佳為於50℃~130℃下進行1小時~20小時)水解縮合,藉此可製備矽酮聚合物。
作為矽酮聚合物的較佳例,可列舉如下的複合聚合物,即(聚)矽氧烷結構單元包含含有二甲基二甲氧基矽烷/γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物、二甲基二甲氧基矽烷/二苯基/二甲氧基矽烷γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷的水解縮合物的任一者,且與(聚)矽氧烷結構單元進行共聚的聚合物結構部分為包含選自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸2-乙基己酯甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的單體 成分的丙烯酸聚合物;作為更佳的例子,可列舉(聚)矽氧烷結構單元為如下的丙烯酸聚合物的複合聚合物,該丙烯酸聚合物包含含有二甲基二甲氧基矽烷/γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷的水解縮合物的水解縮合物,及選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的單體成分。
另外,作為矽酮聚合物,亦可使用已上市的市售品,例如可使用DIC(股份)製造的Ceranate系列[例如,Ceranate(註冊商標)WSA1070(聚矽氧烷結構單元的含量為30質量%的丙烯酸/矽酮系樹脂)、Ceranate(註冊商標)WSA1060(聚矽氧烷結構單元的含量為75質量%)等]、旭化成化學(Asahi Kasei Chemicals)(股份)製造的H7600系列(H7650、H7630、H7620等,均為商品名)、JSR(股份)製造的無機.丙烯酸複合乳液等。
-其他黏合劑-
另外,於第1聚合物層中,亦可在不超過所有黏合劑的50質量%的範圍內併用丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚烯烴樹脂等上述氟聚合物及矽酮聚合物以外的樹脂。
相對於第1聚合物層的總質量,氟聚合物及/或矽酮聚合物的含量較佳為60質量%~95質量%,更佳為75質量%~95質量%,特佳為80質量%~93質量%。
第1聚合物層視需要可添加交聯劑、界面活性劑、填料等而形成,亦可不添加交聯劑、界面活性劑、填料等而 形成。
~交聯劑~
作為可用於第1聚合物層的上述交聯劑,可列舉:環氧系交聯劑、異氰酸酯系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、噁唑啉系交聯劑等。其中,較佳為碳二醯亞胺系交聯劑及噁唑啉系交聯劑。作為碳二醯亞胺系交聯劑的例子,例如有Carbodilite(註冊商標)V-02-L2(日清紡織(股份)製造),作為噁唑啉系交聯劑的例子,例如有Epocros(註冊商標)WS-700、Epocros(註冊商標)K-2020E(均為日本觸媒(股份)製造)等。
就提昇與鄰接的第2聚合物層的密接性的觀點而言,第1聚合物層較佳為包含由上述交聯劑形成的交聯結構。
當第1聚合物層包含由交聯劑形成的交聯結構時,相對於上述第1聚合物層含有的主黏合劑的質量,第1聚合物層較佳為包含0.5質量%~50質量%的由交聯劑形成的交聯結構,更佳為包含3質量%~30質量%的由交聯劑形成的交聯結構,進而更佳為包含5質量%~20質量%的由交聯劑形成的交聯結構。
若交聯劑的添加量為0.5質量%以上,則可一面保持第1聚合物層的強度及黏著性一面獲得充分的交聯效果,若為50質量%以下,則可將塗佈液的使用期限保持得長。
作為由交聯劑形成的交聯結構,較佳為源自上述碳二醯亞胺系交聯劑或噁唑啉系交聯劑的交聯結構。
~界面活性劑~
作為可用於第1聚合物層的界面活性劑,可使用陰離子系界面活性劑或非離子系界面活性劑等公知的界面活性劑。
當向第1聚合物層中添加界面活性劑時,其添加量較佳為0.1 mg/m2~15 mg/m2,更佳為0.5 mg/m2~5 mg/m2。若界面活性劑的添加量為0.1 mg/m2以上,則可抑制塌凹的產生而形成良好的層,若為15 mg/m2以下,則可良好地進行黏著。
~填料~
進而,亦可向第1聚合物層中添加填料。作為填料,可使用膠體二氧化矽、二氧化鈦等公知的填料。相對於第1聚合物層中所含有的黏合劑的總質量,填料的添加量較佳為20質量%以下,更佳為15質量%以下。若填料的添加量為20質量%以下,則第1聚合物層的面狀可更良好地保持。
~厚度~
本發明中的第1聚合物層的厚度較佳為0.8 μm~12 μm的範圍,特佳為1.0 μm~10 μm左右的範圍。
~位置~
作為本發明的一實施形態的聚合物片亦可於第1聚合物層上進而具有一層以上的其他層,但就保護片的耐久性的提昇、輕量化、薄型化、低成本化等的觀點而言,較佳為上述第1聚合物層為聚合物片的最外層。
~形成方法~
第1聚合物層可藉由將包含構成第1聚合物層的各成分的塗佈液塗佈於後述的第2聚合物層上,並使塗膜乾燥而形成。乾燥後,亦可對塗膜進行加熱等而使其硬化。塗佈方法或塗佈液的溶劑並無特別限制。
作為塗佈方法,例如可利用凹版塗佈機或棒式塗佈機。
塗佈液中所使用的溶劑可為水,亦可為甲苯或甲基乙基酮等有機溶劑。溶劑可單獨使用1種,亦可將2種以上混合使用。
但是,較佳為形成使氟聚合物、矽酮聚合物等黏合劑等分散於水中而成的水系塗佈液,並將其用於塗佈的方法。於此情況下,相對於溶劑的總質量的水的含量較佳為60質量%以上,更佳為80質量%以上。若形成第1聚合物層的塗佈液中所含有的溶劑的60質量%以上為水,則環境負荷變小,故較佳。
(第2聚合物層)
作為本發明的一實施形態的聚合物片具有與上述第1聚合物層的上述聚合物支撐體側連接的第2聚合物層。上述第1聚合物層與上述第2聚合物層的界面的粗糙度(Rz)為0.2 μm~3.0 μm的範圍。
第2聚合物層較佳為至少含有作為黏合劑發揮功能的聚合物的層。第2聚合物層亦可為作為提高上述聚合物支撐體與上述第1聚合物層的黏著性的層,即作為所謂的底塗層發揮功能的層。以下對第2聚合物層進行具體說明。
~體積平均粒徑為0.2 μm~1.5 μm的範圍的粒子(特 定粒子)~
如上所述,就控制界面的粗糙度(Rz)的觀點而言,第2聚合物層較佳為含有體積平均粒徑為0.2 μm~1.5 μm的範圍的粒子(特定粒子)。
可應用於第2聚合物層的特定粒子的種類及含量等的詳細情況如上所述。
~黏合劑~
作為主要構成第2聚合物層的黏合劑(黏結樹脂),例如可使用聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂、及/或矽酮樹脂(矽酮聚合物)等。
該些之中,就確保與上述聚合物支撐體(基材)及上述第1聚合物層的高黏著性的觀點而言,較佳為包含選自由聚烯烴、丙烯酸樹脂、及矽酮樹脂(矽酮聚合物)所組成的組群中的至少1種,就耐候性(對於紫外線、濕熱等的耐久性)的觀點而言,更佳為包含矽酮樹脂(矽酮聚合物)。另外。作為黏合劑,亦可使用複合樹脂,例如丙烯酸/矽酮複合樹脂亦為較佳的黏合劑。
作為第2聚合物層可適宜含有的矽酮聚合物,具體而言,可適宜應用與第1聚合物層可含有的矽酮聚合物相同的矽酮聚合物。
~其他添加劑~
第2聚合物層視需要可添加交聯劑、界面活性劑、特定粒子以外的其他填料等而形成,亦可不添加交聯劑、界面活性劑、特定粒子以外的其他填料等而形成。
~交聯劑~
第2聚合物層中可含有的交聯劑(亦包括其適宜形態及具體例)與第1聚合物層中可含有的交聯劑相同。
第2聚合物層較佳為包含由上述交聯劑形成的交聯結構。
當上述第2聚合物層包含由交聯劑形成的交聯結構時,相對於上述第2聚合物層含有的主黏合劑的質量,第2聚合物層較佳為包含0.5質量%~50質量%的由交聯劑形成的交聯結構,更佳為包含3質量%~30質量%的由交聯劑形成的交聯結構,進而更佳為包含5質量%~20質量%的由交聯劑形成的交聯結構。若交聯劑的添加量相對於上述第2聚合物層的主黏合劑為0.5質量%以上,則可一面保持第2聚合物層的強度及黏著性一面獲得充分的交聯效果,若為50質量%以下,則可將塗佈液的使用期限保持得長。
由交聯劑形成的交聯結構較佳為源自上述碳二醯亞胺交聯劑或噁唑啉交聯劑的交聯結構。
~界面活性劑~
作為界面活性劑,可使用陰離子系界面活性劑或非離子系界面活性劑等公知的界面活性劑。當添加界面活性劑時,其添加量較佳為0.1 mg/m2~10 mg/m2,更佳為0.5 mg/m2~3 mg/m2。若界面活性劑的添加量為0.1 mg/m2以上,則可抑制塌凹的產生而形成良好的層,若為10 mg/m2以下,則可良好地進行與聚合物支撐體及第1聚合物層的 黏著。
~其他填料~
進而,亦可於無損本發明的效果的範圍內,向第2聚合物層中進一步添加不包含於上述特定粒子中的其他填料。作為該填料,較佳為白色顏料,更佳為膠體二氧化矽或二氧化鈦,進而更佳為二氧化鈦。
~厚度~
第2聚合物層的厚度較佳為0.05 μm~10 μm。若第2聚合物層的厚度為0.05 μm以上,則耐久性可變得充分,並可充分地確保上述聚合物支撐體與上述第1聚合物層的黏著力。另一方面,若第2聚合物層的厚度為10 μm以下,則面狀不易惡化,與上述第1聚合物層的黏著力亦可變得充分。若上述第2聚合物層的厚度處於0.05 μm~10 μm的範圍內,則可使第2聚合物層的耐久性與面狀並存,且可提高聚合物支撐體與第1聚合物層的黏著性,特佳為1.0 μm~10 μm左右的範圍。
~形成方法~
第2聚合物層可藉由將包含黏合劑等各成分的塗佈液塗佈於上述聚合物支撐體上,並使塗膜乾燥而形成。乾燥後,亦可對塗膜進行加熱等而使其硬化。塗佈方法或使用的塗佈液的溶劑並無特別限制。
作為塗佈方法,例如可利用凹版塗佈機或棒式塗佈機。
塗佈液中所使用的溶劑可為水,亦可為甲苯或甲基乙基酮等有機溶劑。溶劑可單獨使用1種,亦可將2種以上 混合使用。較佳為形成使黏合劑分散於水中而成的水系塗佈液,並塗佈該水系塗佈液的方法。於此情況下,相對於溶劑的總質量的水的含量較佳為60質量%以上,更佳為80質量%以上。
當聚合物支撐體為雙軸延伸膜時,可將用以形成第2聚合物層的塗佈液塗佈在雙軸延伸後的聚合物支撐體上,然後使塗膜乾燥,亦可為將塗佈液塗佈於單軸延伸後的聚合物支撐體上並使塗膜乾燥後,在與最初的延伸不同的方向上進行延伸的方法。進而,亦可將塗佈液塗佈於延伸前的聚合物支撐體上並使塗膜乾燥後,在2個方向上進行延伸。
聚合物片視需要可具有一層或多層第1聚合物層及第2聚合物層以外的第3層,亦可不具有第3層。例如,可在上述聚合物支撐體與上述第2聚合物層之間設置底塗層。另外,例如可在上述聚合物支撐體的與設置有上述第1聚合物層之側相反一側,設置著色層。
(底塗層)
底塗層的厚度較佳為2 μm以下的範圍,更佳為0.005 μm~2 μm,進而更佳為0.01 μm~1.5 μm。若厚度為0.005 μm以上,則容易避免塗佈不均的產生,若為2 μm以下,則可避免聚合物支撐體產生黏性,並可獲得良好的加工性。
底塗層較佳為含有選自由聚烯烴樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂所組成的組群中的1種以上的聚合物。
作為聚烯烴樹脂,較佳為例如改質聚烯烴共聚物。上述聚烯烴樹脂亦可使用市售品,例如可列舉:Arrowbase(註冊商標)SE-1013N、Arrowbase(註冊商標)SD-1010、Arrowbase(註冊商標)TC-4010、Arrowbase(註冊商標)TD-4010(Unitika(股份)製造),Hytec S3148、Hytec S3121、Hytec S8512(均為商品名、東邦化學(股份)製造),Chemipearl(註冊商標)S-120、Chemipearl(註冊商標)S-75N、Chemipearl(註冊商標)V100、Chemipearl(註冊商標)EV210H(三井化學(股份)製造)等。於某一實施形態中,較佳為使用作為低密度聚乙烯、丙烯酸酯、順丁烯二酸酐的三元共聚物的Arrowbase(註冊商標)SE-1013N(Unitika(股份)製造)。
作為丙烯酸樹脂,較佳為例如含有甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等的聚合物等。丙烯酸樹脂亦可使用市售品,例如可較佳地使用AS-563A(商品名,Daicel FineChem(股份)製造)。
作為聚酯樹脂,較佳為例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(poly(ethylene 2,6-naphthalate),PEN)等。聚酯樹脂亦可使用市售品,例如可較佳地使用Vylonal(註冊商標)MD-1245(東洋紡(股份)製造)。
作為聚胺基甲酸酯樹脂,較佳為例如碳酸酯系胺基甲酸酯樹脂,例如可較佳地使用Superflex(註冊商標)460(第一工業製藥(股份)製造)。
該些之中,就確保與聚合物支撐體及上述白色層的黏著性的觀點而言,較佳為使用聚烯烴樹脂。該些聚合物可單獨使用,亦可併用2種以上來使用。當併用2種以上時,較佳為丙烯酸樹脂與聚烯烴樹脂的組合。
若底塗層含有交聯劑,則可提昇底塗層的耐久性。作為交聯劑,可列舉:環氧交聯劑、異氰酸酯交聯劑、三聚氰胺交聯劑、碳二醯亞胺交聯劑、噁唑啉交聯劑等。於某一實施形態中,底塗層中所含有的交聯劑較佳為噁唑啉交聯劑。作為具有噁唑啉基的交聯劑,可利用Epocros(註冊商標)K2010E、Epocros(註冊商標)K2020E、Epocros(註冊商標)K2030E、Epocros(註冊商標)WS-500、Epocros(註冊商標)WS-700(均為日本觸媒化學工業(股份)製造)等。
相對於構成底塗層的黏合劑的總質量,交聯劑的添加量較佳為0.5質量%~30質量%,更佳為5質量%~20質量%,進而更佳為3質量%以上、未滿15質量%。尤其,若交聯劑的添加量為0.5質量%以上,則可一面保持底塗層的強度及黏著性一面獲得充分的交聯效果,若為30質量%以下,則可將塗佈液的使用期限保持得長,若未滿15質量%,則可改良塗佈面狀。
底塗層較佳為含有陰離子系或非離子系等的界面活性劑。可用於底塗層的界面活性劑的範圍與可用於上述白色層的界面活性劑的範圍相同。其中,較佳為非離子系界面活性劑。
當添加界面活性劑時,其添加量較佳為0.1 mg/m2~10 mg/m2,更佳為0.5 mg/m2~3 mg/m2。若界面活性劑的添加量為0.1 mg/m2以上,則可抑制塌凹的產生而形成良好的層,若為10 mg/m2以下,則可良好地進行與聚合物支撐體上述白色層的黏著。
於聚合物支撐體的設置有底塗層的面上,可依序配置第2聚合物層與第1聚合物層。
在聚合物支撐體的與設置有第1聚合物層之側相反一側,可設置著色層,亦可不設置著色層。
(著色層)
著色層至少含有顏料與黏合劑,視需要可進而含有各種添加劑等其他成分來構成。
作為著色層的功能,可列舉以下功能等:首先,使射入光之中,穿過太陽電池單元且不用於發電而到達背板的光反射,從而返回太陽電池單元,藉此提昇太陽電池模組的發電效率;其次,提昇自太陽光所射入之側(表面側)觀察太陽電池模組時的外觀的裝飾性。通常,若自表面側(玻璃基板側)觀察太陽電池模組,則於太陽電池單元的周圍可看到背板,藉由在背板用聚合物片中設置著色層,可提昇背板的裝飾性來改善美觀度。
~顏料~
著色層可含有至少一種顏料。
作為顏料,例如可適宜選擇而含有二氧化鈦、硫酸鋇、氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、碳酸鈣、高嶺土、滑石、群青、 普魯士藍、碳黑等無機顏料,及/或酞菁藍、酞菁綠等有機顏料。
當將著色層構成為使射入至太陽電池並穿過太陽電池單元的光反射而返回太陽電池單元的反射層時,較佳為使用上述顏料中的白色顏料。作為上述白色顏料,較佳為二氧化鈦、硫酸鋇、氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、碳酸鈣、高嶺土、滑石等,更佳為二氧化鈦。
顏料於著色層中的含量較佳為2.5 g/m2~10.5 g/m2的範圍。若顏料的含量為2.5 g/m2以上,則可獲得所需的著色,且可有效地賦予反射率或裝飾性。另外,若著色層中的顏料的含量為9.5 g/m2以下,則容易良好地維持著色層的面狀,且膜強度更優異。其中,顏料的含量更佳為4.5 g/m2~9.0 g/m2的範圍。
作為顏料的平均粒徑,以體積平均粒徑計較佳為0.2 μm~1.5 μm,更佳為0.3 μm~0.6 μm左右。若平均粒徑為上述範圍內,則光的反射效率高。平均粒徑是藉由雷射分析/散射式粒徑分布測定裝置LA950[商品名,堀場製作所(股份)製造]所測定的值。
作為構成上述著色層的黏合劑,可使用聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂、矽酮樹脂等。該些之中,就確保高黏著性的觀點而言,較佳為丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂。另外。亦可使用複合樹脂,例如丙烯酸/矽酮複合樹脂亦為較佳的黏合劑。
相對於顏料,上述黏合劑成分的含量較佳為15質量% ~200質量%的範圍,更佳為17質量%~100質量%的範圍。若黏合劑的含量為15質量%以上,則可充分地獲得著色層的強度,另外,若為200質量%以下,則可良好地保持反射率或裝飾性。
~添加劑~
於上述著色層中,視需要亦可添加交聯劑、界面活性劑、填料等。
(易黏著性層)
於聚合物片中,進而設置有易黏著性層亦較佳。易黏著性層特佳為設置於著色層上。易黏著性層是用以將太陽電池聚合物片與對電池側基板(電池本體)的太陽電池元件(以下,亦稱為發電元件)進行密封的密封材(較佳為EVA)牢固地黏著的層。
易黏著性層可使用黏合劑、無機微粒子來構成,視需要,可進而含有添加劑等其他成分來構成。易黏著性層較佳為以相對於對電池側基板的發電元件進行密封的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物系密封材,具有10 N/cm以上(較佳為20 N/cm以上)的黏著力的方式構成。若黏著力為10 N/cm以上,則容易獲得可維持黏著性的耐濕熱性。
再者,黏著力可藉由調節易黏著性層中的黏合劑及無機微粒子的量的方法、對與太陽電池保護片的密封材進行黏著的面實施電暈處理的方法等來調整。
~黏合劑~
易黏著性層可含有至少一種黏合劑。
作為適合於易黏著性層的黏合劑,例如可列舉聚酯、聚胺基甲酸酯、丙烯酸樹脂、聚烯烴等,其中,就耐久性的觀點而言,較佳為丙烯酸樹脂、聚烯烴。另外,作為丙烯酸樹脂,丙烯酸與矽酮的複合樹脂亦較佳。
作為較佳的黏合劑的例子,作為聚烯烴的具體例,可列舉Chemipearl(註冊商標)S-120、Chemipearl(註冊商標)S-75N(均為三井化學(股份)製造),作為丙烯酸樹脂的具體例,可列舉Julimer(註冊商標)ET-410、Julimer(註冊商標)SEK-301(均為日本純藥(股份)製造),作為丙烯酸與矽酮的複合樹脂的具體例,可列舉Ceranate(註冊商標)WSA1060、Ceranate(註冊商標)WSA1070(均為DIC(股份)製造)與H7620、H7630、H7650(均為商品名,旭化成化學(股份)製造)等。
黏合劑於易黏著性層中的含量較佳設為0.05 g/m2~5 g/m2的範圍。其中,更佳為0.08 g/m2~3 g/m2的範圍。若黏合劑的含量為0.05 g/m2以上,則容易獲得所期望的黏著力,若為5 g/m2以下,則可獲得更良好的面狀。
~微粒子~
易黏著性層可含有至少一種無機微粒子。
作為上述無機微粒子,例如可列舉:二氧化矽、碳酸鈣、氧化鎂、碳酸鎂、氧化錫等。其中,就暴露於濕熱環境時的黏著性的下降小的觀點而言,較佳為氧化錫、二氧化矽的微粒子。
上述無機微粒子的粒徑以體積平均粒徑計較佳為10 nm~700 nm左右,更佳為20 nm~300 nm左右。若粒徑為該範圍內,則可獲得更良好的易黏著性。粒徑是藉由雷射分析/散射式粒徑分布測定裝置LA950[商品名,堀場製作所(股份)製造]所測定的值。
無機微粒子的形狀並無特別限制,可使用球形、不定形、針狀形等任一種形狀。
相對於易黏著性層中的黏合劑,將無機微粒子的含量設為5質量%~400質量%的範圍。若無機微粒子的含量未滿5質量%,則當暴露於濕熱環境時,無法保持良好的黏著性,若超過400質量%,則易黏著性層的面狀會惡化。
其中,無機微粒子的含量較佳為50質量%~300質量%的範圍。
~交聯劑~
易黏著性層中可含有至少一種交聯劑。
作為適合於易黏著性層的交聯劑,可列舉:環氧系交聯劑、異氰酸酯系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、噁唑啉系交聯劑等交聯劑。其中,就確保濕熱經時後的黏著性的觀點而言,特佳為噁唑啉系交聯劑。
作為上述噁唑啉系交聯劑的具體例,可列舉:2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉、2,2'-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-伸乙基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-三亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-四亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2、 2'-六亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-八亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-伸乙基-雙-(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-對伸苯基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-間伸苯基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-間伸苯基-雙-(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、雙-(2-噁唑啉基環己烷)硫化物、雙-(2-噁唑啉基降莰烷)硫化物等。進而,亦可較佳地使用該些化合物的(共)聚合物。
另外,作為具有噁唑啉基的化合物,亦可利用Epocros(註冊商標)K2010E、Epocros(註冊商標)K2020E、Epocros(註冊商標)K2030E、Epocros(註冊商標)WS-500、Epocros(註冊商標)WS-700(均為日本觸媒化學工業(股份)製造)等。
作為交聯劑於上述易黏著性層中的含量,相對於上述易黏著性層中的黏合劑,較佳為5質量%~50質量%,其中,更佳為20質量%~40質量%。若交聯劑的含量為5質量%以上,則可獲得良好的交聯效果,且可保持著色層的強度或黏著性,若為50質量%以下,則可將塗佈液的使用期限保持得長。
~添加劑~
於上述易黏著性層中,視需要可進而添加聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化矽等公知的消光劑,陰離子系界面活性劑或非離子系界面活性劑等公知的界面活性劑等。
~易黏著性層的形成方法~
易黏著性層的形成可列舉將具有易黏著性的聚合物片 貼合於支撐體上的方法、或利用塗佈的方法。其中,就簡便且可均勻地形成薄膜的觀點而言,較佳為利用塗佈的方法。作為塗佈方法,例如可利用凹版塗佈機或棒式塗佈機等公知的塗佈法。用於塗佈液的製備的塗佈溶劑可為水,亦可為甲苯或甲基乙基酮等有機溶劑。塗佈溶劑可單獨使用1種,亦可將2種以上混合使用。
~物性~
上述易黏著性層的厚度並無特別限制,通常較佳為0.05 μm~8 μm,更佳為0.1 μm~5 μm的範圍。若易黏著性層的厚度為0.05 μm以上,則可適宜獲得所需的易黏著性,若為8 μm以下,則面狀變得更良好。另外,為了不使著色層的效果下降,本發明的易黏著性層實質上為透明。
<太陽電池用聚合物片的製造方法>
本發明的一實施形態的製造聚合物片的方法並無特別限定,可藉由以下的製造方法而適宜地製造。
即,本發明的一實施形態的聚合物片的製造方法包括:準備聚合物支撐體、於支撐體上形成第2聚合物層(第2聚合物層形成步驟)、以及於上述第2聚合物層上形成第1聚合物層(第1聚合物層形成步驟)。
第1聚合物層及第2聚合物層較佳為藉由塗佈而形成於上述聚合物支撐體上。即,當藉由塗佈而形成第1聚合物層及第2聚合物層時,第2聚合物層的形成包括對上述第2聚合物層進行塗佈、及使塗佈於上述第2聚合物層上的塗佈液乾燥,第1聚合物層的形成包括對上述第2聚合 物層進行塗佈、及使塗佈於上述第2聚合物層上的塗佈液乾燥。
亦可於將第1聚合物層形成在第2聚合物層上之前,對第2聚合物層的表面進行電暈放電處理、電漿放電處理、輝光放電處理、火焰處理等表面處理。
另外,若於形成上述第1聚合物層後,使該第1聚合物層硬化,則可提高濕熱經時後的黏著性。
本發明的一實施形態的聚合物片如上所述,除第1聚合物層及第2聚合物層以外,視需要可具有1層或多層第3層(易黏著性層等)。因此,本發明的一實施形態的聚合物片的製造方法除上述必需的步驟以外,亦可具有1個或多個形成第3層的步驟。
作為形成第3層的步驟的實施形態,例如可列舉(1)藉由將含有構成第3層的成分的塗佈液塗佈於被形成面(例如,聚合物片中的上述聚合物支撐體的與形成有第2聚合物層或第1聚合物層的面相反的面)上來形成第3層的方法,作為其例,可列舉易黏著性層、及著色層的形成方法等已述的方法。
作為藉由此種方法所形成的本發明的一實施形態的聚合物片的具體例,可列舉如下的聚合物片等:於聚合物片的與形成有第1聚合物層的面相反的面上塗設有含有白色顏料的反射層的聚合物片、於聚合物片的與形成有第1聚合物層的面相反的面上塗設有含有著色顏料的著色層的聚合物片、於聚合物片的與形成有第1聚合物層的面相反的 面上塗設有含有白色顏料的反射層與易黏著層的聚合物片。
作為形成第3層的步驟的實施形態的例子,亦可列舉(2)將具有1層或2層以上發揮所期望的功能的層作為第3層的片材貼合於被形成面上的方法。
應用上述(2)的方法時所使用的片材是具有1層或2層以上第3層的片材,作為其例,例如可列舉如以下般構成的片材:於聚合物片的與形成有第1聚合物層的面相反的面上貼合有含有白色顏料的聚合物膜的片材;於聚合物片的與形成有第1聚合物層的面相反的面上貼合有含有著色顏料的著色膜的片材;於聚合物片的與形成有第1聚合物層的面相反的面上貼合有鋁薄膜及含有白色顏料的聚合物膜的片材;於聚合物片的與形成有第1聚合物層的面相反的面上貼合有具有無機阻擋層的聚合物膜、及含有白色顏料的聚合物膜的片材。
作為形成第3層的步驟的實施形態的例子,如上所述,亦可列舉在聚合物支撐體與上述第2聚合物層之間設置底塗層。
設置底塗層的方法適宜採納公知的塗佈方法。例如,利用反向輥塗機、凹版塗佈機、棒式塗佈機、氣動刮刀塗佈機(air doctor coater)、噴霧或毛刷的塗佈方法等方法均可使用。另外,亦可將聚合物支撐體浸漬於底塗層形成用水性液中來進行。
於某一實施形態中,就降低成本的觀點而言,底塗層 較佳為藉由如下方法來形成,該方法包括利用於聚合物支撐體製造步驟內將底塗層形成用組成物塗佈於聚合物支撐體上的所謂的線上塗佈(In-line Coating)法來進行塗佈。
作為本實施形態的具體例,於製作包含底塗層的聚合物支撐體時,可列舉至少包含以下步驟的方法:(1)供給包含構成聚合物支撐體的聚合物的未延伸片材;(2)使未延伸片材在相對於未延伸片材的應形成底塗層的面平行的一個方向(第一方向)上延伸(第一延伸);(3)朝已於第一方向上延伸的片材的至少一個表面上賦予底塗層形成用組成物;以及(4)使被賦予了底塗層形成用組成物的片材於如下的方向上延伸(第二延伸),該方向是於底塗層形成面內相對於第一方向的正交的方向。
更具體而言,例如可使用以下等方法:(1)'一面併用擠出、靜電密接法等,一面將構成聚合物支撐體的聚合物澆鑄至冷卻滾筒上來獲得未延伸片材;(2)'使未延伸片材於縱向(Machine Direction,MD)上延伸;(3)'於完成該縱向延伸的片材的一個表面上塗佈底塗層形成用水性液;(4)'使塗佈完底塗層形成用水性液的片材於橫向(Transverse Direction,TD)上延伸。
如此,藉由事先使未延伸片材於一個方向上至少延伸一次,賦予底塗層形成用組成物後,在相對於該方向的正交的方向上至少延伸一次的步驟來形成聚合物支撐體與底塗層,藉此聚合物支撐體與底塗層的密接性提昇,可提高底塗層的均勻性,且可使底塗層進一步形成為薄膜狀。
形成底塗層時的乾燥、熱處理的條件雖然亦取決於塗佈層的厚度、裝置的條件,但較佳為塗佈後立即送入第二延伸步驟,並於第二延伸步驟的預熱區域或第二延伸區域中進行乾燥。於此種情況下,乾燥、熱處理通常以50℃~250℃左右進行。
再者,亦可對底塗層的表面及聚合物支撐體的表面實施電暈放電處理、其他表面活化處理。
可用作底塗層形成用組成物的水性塗佈液中的固體成分濃度較佳為30質量%以下,更佳為10質量%以下。固體成分濃度的下限較佳為1質量%,更佳為3質量%,進而更佳為5質量%。藉由上述範圍,可形成面狀良好的底塗層。
於聚合物支撐體的設置有底塗層的面上,可依序形成第2聚合物層與第1聚合物層。
<太陽電池模組>
本發明的一實施形態的太陽電池模組是將已述的本發明的一實施形態的聚合物片設置為背板而構成。
作為較佳的形態,可列舉如下的太陽電池模組,即在太陽光所射入的透明性的前基板與已述的本發明的一實施形態的背板之間,配置將太陽光的光能轉換成電能的太陽電池元件,並在該前基板與背板之間利用乙烯-乙酸乙烯酯系等的密封材對太陽電池元件進行密封、黏著而構成的太陽電池模組。即,在前基板與背板之間,設置有具有太陽電池元件及對上述太陽電池元件進行密封的密封材的單元 構造部分。
圖1概略地表示本發明的一實施形態的太陽電池模組的構成的一個例示形態。該太陽電池模組10是在太陽光所射入的透明性的前基板24與包含已述的本發明的一實施形態的聚合物片的保護片之間,配置將太陽光的光能轉換成電能的太陽電池元件20,並利用乙烯-乙酸乙烯酯系密封材22將該基板與保護片之間密封而構成。於本例示的實施形態的保護片中,在聚合物支撐體16的一面側連接第2聚合物層14來設置第1聚合物層12,在另一面側(太陽光所射入的側)設置有白色的反射層18作為第3層,但亦可將白色的反射層18配置在例如聚合物支撐體16與易黏著層(未繪示)之間。於某一實施形態中,就減少積層數並提高太陽電池保護片整體的密接性的濕熱耐久性的觀點而言,較佳為太陽電池模組中的上述第2聚合物層亦具備上述反射層的功能。
關於太陽電池模組、太陽電池單元、太陽電池保護片以外的構件,例如於「太陽光發電系統構成材料」(杉本榮一主編,工業調查會(Kogyo Chosakai Publishing)(股份),2008年發行)中有詳細記載。
透明性的基板24只要具有太陽光可透過的透光性即可,可自使光透過的基材中適宜選擇。就發電效率的觀點而言,光的透過率越高的基板越佳,作為此種基板,例如可適宜使用玻璃基板、丙烯酸樹脂等透明樹脂等。
作為太陽電池元件20,可應用單晶矽、多晶矽、非晶 矽等矽系,銅-銦-鎵-硒、銅-銦-硒、鎘-碲、鎵-砷等III-V族或II-VI族化合物半導體系等各種公知的太陽電池元件。
若為此種構成的太陽電池模組10,則於背面側經由第2聚合物層而設置有成為最外層的含有氟聚合物的第1聚合物層,因具有高耐久性且可保持高黏著性,故即便於室外,亦可長期使用。
[實例]
以下,列舉實例來更具體地說明本發明的特徵。
只要不脫離本發明的主旨,以下的實例所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理程序等可適宜變更。因此,本發明的範圍不應由以下所示的具體例限定地進行解釋。
再者,只要事先無特別說明,則「份」為質量基準。
作為評價本發明中的第1聚合物層與第2聚合物層的界面的粗糙度的指標的「Rz」是藉由上述測定方法來求出。再者,於以下的實例及比較例中,「Rz」這一表述均表示藉由該測定方法所求出的第1聚合物層與第2聚合物層的界面的粗糙度(Rz)。
[實例1] -聚對苯二甲酸乙二酯的合成-
於事先加入有對苯二甲酸雙(羥乙基酯)約123 kg,且保持成溫度為250℃、壓力為1.2×105 Pa的酯化反應槽中,歷時4小時依序供給高純度對苯二甲酸[三井化學公司製造]100 kg與乙二醇[日本觸媒公司製造]45 kg的漿料。供給結束後,亦進一步歷時1小時進行酯化反應。其後,將 所獲得的酯化反應產物123 kg移送至聚縮合反應槽中。
繼而,於移送有酯化反應產物的聚縮合反應槽中,相對於所獲得的聚合物添加0.3質量%的乙二醇。攪拌5分鐘後,以相對於所獲得的聚合物分別變成30 ppm、15 ppm的方式添加乙酸鈷及乙酸錳的乙二醇溶液。進而攪拌5分鐘後,以相對於所獲得的聚合物變成5 ppm的方式添加烷氧化鈦(titanalkoxide)化合物的2質量%乙二醇溶液。上述烷氧化鈦化合物使用於日本專利特開2005-340616號公報的段落號[0083]的實例1中記載有合成方法的烷氧化鈦化合物(Ti含量=4.44質量%)。添加烷氧化鈦化合物的5分鐘後,以相對於所獲得的聚合物變成5 ppm的方式添加二乙基膦醯基乙酸乙酯的10質量%乙二醇溶液。其後,一面以30 rpm攪拌低聚物,一面將反應系統自250℃緩慢地昇溫至285℃為止,並且使壓力下降至40 Pa為止。到達最終溫度、最終壓力為止的時間均設為60分鐘。於變成規定的攪拌轉矩(stirring torque)的時間點對反應系統進行氮氣沖洗,然後恢復至常壓,並停止聚縮合反應。然後,呈股線狀地朝冷水中噴出,並立即進行切割來製作聚合物的顆粒(直徑約為3 mm,長度約為7 mm)。再者,自開始減壓至到達規定的攪拌轉矩為止的時間為3小時。
-固相聚合-
利用下述方法(批次法)將經聚合的聚對苯二甲酸乙二酯的顆粒供於固相聚合。
即,將顆粒投入至耐真空容器中後,使容器內變成真 空,然後一面進行攪拌,一面於210℃下保持20小時來進行固相聚合。
(聚合物支撐體的製作)
將上述所獲得的顆粒於280℃下熔融後澆鑄至金屬滾筒上,製成厚度約為3 mm的未延伸聚合物支撐體。其後,於90℃下使該未延伸聚合物支撐體在縱向上延伸至3.4倍,進而於120℃下使其在橫向上延伸至4.5倍,藉此實施雙軸延伸,於200℃下進行30秒熱固定後,於190℃進行10秒熱緩和,從而製成厚度為240 μm的聚對苯二甲酸乙二酯膜(PET膜)的聚合物支撐體。
(第2聚合物層的形成) -第2聚合物層用塗佈液的製備-
將下述所示的各成分混合,製備第2聚合物層用塗佈液。
.聚矽氧烷-丙烯酸混合乳膠 39.6質量%
(Ceranate(註冊商標)WSA-1070,DIC(股份)製造,固體成分40質量%)
.聚氧伸烷基烷基醚 1.5質量%
(Naroacty(註冊商標)CL-95,三洋化成工業(股份)製造,固體成分:1質量%)
.碳二醯亞胺化合物 4.9質量%
(Carbodilite(註冊商標)V-02-L2,日清紡,固體成分:20質量%)
.噁唑啉化合物 1.7質量%
(Epocros(註冊商標)WS700,日本觸媒化學工業(股份)製造,固體成分:25質量%)
.下述中製備的特定粒子分散液 49.4質量%
.蒸餾水 以使整體變成100質量%的方式添加
<<特定粒子分散液的製備>>
.二氧化鈦粒子(白色顏料,體積平均粒徑為0.3 μm) 45.6質量%
(Tipaque(註冊商標)CL95,石原產業(股份)製造,固體成分為100質量%)
.聚乙烯醇 22.8質量%
(商品名:PVA-105,可樂麗(股份)製造,固體成分為10質量%)
.界面活性劑 5.5質量%
(Demol(註冊商標)EP,花王(股份)製造,固體成分為25質量%)
.蒸餾水 以使整體變成100質量%的方式添加
將上述配方的各成分混合,並藉由濕式研磨機(DYNO-MILL)型分散器來實施分散處理,從而製成特定粒子分散液。
-第2聚合物層的塗佈-
將上述所獲得的第2聚合物層的塗佈液塗佈於利用電暈放電實施了表面處理的PET膜的一面,然後於170℃下對塗膜進行120秒乾燥,從而形成厚度為8.5 μm的第2聚合物層。
(第1聚合物層的形成)
將下述所示的各成分混合,製備第1聚合物層用塗佈液。
-含有氟聚合物的第1聚合物層用塗佈液的製備-
.三氟氯乙烯-乙烯基醚共聚物 34.5質量%
(氟聚合物,Obbligato(註冊商標)SW0011F,AGC Coat-tech(股份)製造,固體成分為39質量%)
.聚氧伸烷基烷基醚 1.5質量%
(Naroacty(註冊商標)CL-95,三洋化成工業,固體成分:1質量%)
.碳二醯亞胺化合物 6.2質量%
(Carbodilite(註冊商標)V-02-L2,日清紡,固體成分:20質量%)
.矽溶膠 0.4質量%
(Snowtex(註冊商標)UP,日產化學工業(股份)製造,固體成分為20質量%)
.矽烷偶合劑 7.6質量%
(商品名:TSL8340,Momentive Performance Materials公司,固體成分為1質量%)
.聚烯烴蠟分散物 20.8質量%
(Chemipearl(註冊商標)W950三井化學製造,固體成分為5質量%)
.蒸餾水 以使整體變成100質量%的方式添加
-第1聚合物層的塗佈-
將上述所獲得的第1聚合物層用塗佈液塗佈於利用電暈放電實施了表面處理的第2聚合物層上,然後於170℃下對塗膜進行120秒乾燥,藉此形成厚度為1.6 μm的第1聚合物層,從而製成實例1的聚合物片。
實例1的聚合物片的Rz為0.5 μm。
[實例2]
於實例1中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(二氧化鈦粒子)變更成體積平均粒徑為0.2 μm的粒子(Tipaque(註冊商標)PF-691,石原產業(股份)製造,固體成分為100%),除此以外,以與實例1相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例2的聚合物片。
實例2的聚合物片的Rz為0.2 μm。
[實例3]
於實例1中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(二氧化鈦粒子)變更成體積平均粒徑為0.6 μm的粒子,除此以外,以與實例1相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例3的聚合物片。
實例3的聚合物片的Rz為1.2 μm。
[實例4]
於實例1中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(二氧化鈦粒子)變更成體積平均粒徑為1.5 μm的粒子,除此以外,以與實例1相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例4的聚合物片。
實例4的聚合物片的Rz為3.0 μm。
[實例5]
於實例1中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(二氧化鈦粒子)變更成聚甲基丙烯酸甲酯樹脂粒子(以下,稱為PMMA粒子)(商品名:MP-2000,綜研化學(股份)製造,體積平均粒徑為0.3 μm),除此以外,以與實例1相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例5的聚合物片。
實例5的聚合物片的Rz為0.5 μm。
[實例6]
於實例5中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(PMMA粒子)變更成體積平均粒徑為0.2 μm的粒子,除此以外,以與實例5相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例6的聚合物片。
實例6的聚合物片的Rz為0.2 μm。
[實例7]
於實例5中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(PMMA粒子)變更成體積平均粒徑為0.6 μm的粒子,除此以外,以與實例5相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例7的聚合物片。
實例7的聚合物片的Rz為1.2 μm。
[實例8]
於實例5中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(PMMA粒子)變更成體積平均粒徑為1.5 μm的粒子,除此以外,以與實例5相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例8的聚合物片。
實例8的聚合物片的Rz為3.0 μm。
[實例9]
於實例1中,將第1聚合物層中所使用的氟聚合物變更成矽酮聚合物(Ceranate(註冊商標)WSA1070,DIC(股份)製造),除此以外,以與實例1相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例9的聚合物片。
實例9的聚合物片的Rz為0.5 μm。
[實例10]
於實例2中,將第1聚合物層的氟聚合物變更成矽酮聚合物(Ceranate(註冊商標)WSA1070,DIC(股份)製造),除此以外,以與實例2相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例10的聚合物片。
實例10的聚合物片的Rz為0.2 μm。
[實例11]
於實例3中,將第1聚合物層中所使用的氟聚合物變更成矽酮聚合物(Ceranate(註冊商標)WSA1070,DIC(股份)製造),除此以外,以與實例3相同的方法於聚合 物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例11的聚合物片。
實例11的聚合物片的Rz為1.2 μm。
[實例12]
於實例4中,將第1聚合物層中所使用的氟聚合物變更成矽酮聚合物(Ceranate(註冊商標)WSA1070,DIC(股份)製造),除此以外,以與實例4相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例12的聚合物片。
實例12的聚合物片的Rz為3.0 μm。
[實例13]
於實例5中,將第1聚合物層中所使用的氟聚合物變更成矽酮聚合物(Ceranate(註冊商標)WSA1070,DIC(股份)製造),除此以外,以與實例5相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例13的聚合物片。
實例13的聚合物片的Rz為0.5 μm。
[實例14]
於實例6中,將第1聚合物層中所使用的氟聚合物變更成矽酮聚合物(Ceranate(註冊商標)WSA1070,DIC(股份)製造),除此以外,以與實例6相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例14的聚合物片。
實例14的聚合物片的Rz為0.2 μm。
[實例15]
於實例7中,將第1聚合物層中所使用的氟聚合物變更成矽酮聚合物(Ceranate(註冊商標)WSA1070,DIC(股份)製造),除此以外,以與實例7相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例15的聚合物片。
實例15的聚合物片的Rz為1.2 μm。
[實例16]
於實例8中,將第1聚合物層中所使用的氟聚合物變更成矽酮聚合物(Ceranate(註冊商標)WSA1070,DIC(股份)製造),除此以外,以與實例8相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成實例16的聚合物片。
實例16的聚合物片的Rz為3.0 μm。
[實例17]
於實例1中,使未延伸聚合物支撐體在MD方向上延伸至3.4倍後,塗佈具有下述組成的底塗層塗佈液,其後實施朝TD方向的4.5倍的延伸來製作聚合物支撐體,除此以外,以與實例1相同的方法製作實例17的聚合物片。延伸後的底塗層的厚度為0.1 μm。
實例17的聚合物片的Rz為0.5 μm。
<底塗層塗佈液>
.聚烯烴黏合劑…24.12質量份
(Arrowbase(註冊商標)SE-1013N,Unitika(股份) 製造,濃度為20質量%)
.噁唑啉系交聯劑…3.90質量份
(Epocros(註冊商標)WS-700,日本觸媒(股份)製造,濃度為25質量%)
.氟系界面活性劑…0.19質量份
(鈉=雙(3,3,4,4,5,5,6,6-九氟)=2-氧基琥珀酸酯,三協化學(股份)製造,濃度為1質量%)
.蒸餾水…71.80質量份
[實例18~實例21]
於實例1中,藉由以下所示的方法來進行聚對苯二甲酸乙二酯的合成及聚合物支撐體的製作方法,除此以外,與實例1同様地製作實例18~實例21的聚合物片。
實例18~實例21的聚合物片的Rz均為0.5 μm。
<聚對苯二甲酸乙二酯的合成>
向酯交換反應容器中加入對苯二甲酸二甲酯100質量份、乙二醇61質量份、四水乙酸鎂(magnesium acetate tetrahydrate)0.06質量份,然後加熱至150℃來進行熔融並加以攪拌。一面將反應容器內溫度緩慢地昇溫至235℃為止,一面進行反應,將生成的甲醇朝反應容器外餾出。若甲醇的餾出結束,則添加三甲基磷酸0.02質量份。添加三甲基磷酸後,添加三氧化銻0.03質量份,然後將反應物轉移至聚合裝置中。繼而,歷時90分鐘將聚合裝置內的溫度自235℃昇溫至290℃為止,同時歷時90分鐘將裝置內的壓力自大氣壓減壓至100 Pa為止。若聚合裝置內容物的 攪拌轉矩達到規定的值,則利用氮氣使裝置內恢復成大氣壓來結束聚合。打開聚合裝置下部的閥並利用氮氣對聚合裝置內部進行加壓,使完成聚合的聚對苯二甲酸乙二酯變成股線狀後朝水中噴出。股線藉由切割器而碎片化。如此,獲得固有黏度IV=0.58、酸值(AV)=12的PET。將其設為PET-A。
<聚酯的固相聚合>
於150℃~160℃下對PET-A進行3小時預乾燥後,於100 Torr、氮氣環境下,以205℃進行25小時固相聚合而獲得PET-B。
<包含聚酯與末端封端劑的母粒的製造>
將90質量份的PET-B與作為末端封端劑的10質量份的下述化合物加以摻合,然後將所獲得的混合物供給至雙軸混煉機並於280℃下進行熔融混煉,繼而將其呈股線狀地朝水中噴出,然後利用切割器進行裁剪來加以碎片化。將其設為PET-C。
<聚酯膜的製膜>
於180℃下對PET-B與PET-C進行3小時乾燥後,以 使末端封端材的含量變成表1所示的量的方式進行混合,然後投入至擠出機中並於280℃下進行混煉。使混煉物通過齒輪泵及過濾器後,自T字模擠出至施加有靜電的25℃的冷卻滾筒上,進行冷卻固化而獲得未延伸片材。使該未延伸聚合物支撐體於90℃下在縱向上延伸至3.4倍,進而於120℃下在橫向上延伸至4.5倍,藉此供於雙軸延伸,於200℃下進行30秒熱固定後,於190℃下進行10秒熱緩和,從而製成厚度為240 μm的聚對苯二甲酸乙二酯膜(PET膜)的聚合物支撐體。
[實例21]
於實例1中,相對於聚對苯二甲酸乙二酯樹脂的總質量,事先於120℃、10-3 torr下對50質量%的部分進行約8小時乾燥。於其中混合質量與上述部分相同的金紅石型二氧化鈦,該金紅石型二氧化鈦具有0.3 μm的基於利用上述電子顯微術的測定值的平均粒徑,然後將所獲得的混合物供給至通氣孔式雙軸擠出機中,進行混煉後一面除氣一面於275℃下擠出,從而製成含有微粒子(氧化鈦)的顆粒,除此以外,以與實例1相同的方法製作實例21的聚合物片。
實例21的聚合物片的Rz為0.5 μm。
[實例22]
於實例1中,利用以下所示的輝光放電處理代替電暈放電來實施PET膜的表面處理,除此以外,以與實例1相同的方法製作實例22的聚合物片。
實例22的聚合物片的Rz為0.5 μm。
<輝光放電處理>
使用加熱輥將聚對苯二甲酸乙二酯膜加熱至145℃後,於處理環境壓力為0.2 Torr,放電頻率為30 kHz,輸出功率為5000 w,放電處理強度為4.2 kV.A.min/m2的條件下供於輝光放電處理。
[比較例1]
於實例1中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(二氧化鈦粒子)變更成聚矽氧烷-丙烯酸混合乳膠,除此以外,以與實例1相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成比較例1的聚合物片。
比較例1的聚合物片的Rz為0.05 μm。
[比較例2]
於實例1中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(二氧化鈦粒子)變更成體積平均粒徑為0.1 μm的粒子,除此以外,以與實例1相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成比較例2的聚合物片。
比較例2的聚合物片的Rz為0.1 μm。
[比較例3]
於實例1中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(二氧化鈦粒子)變更成體積平均粒徑為2.0 μm的粒子,除此以外,以與實例1相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成比較例3的聚合物片。
比較例3的聚合物片的Rz為3.6 μm。
[比較例4]
於實例13中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(PMMA粒子)變更成聚矽氧烷-丙烯酸混合乳膠,除此以外,以與實例13相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成比較例4的聚合物片。
比較例4的聚合物片的Rz為0.05 μm。
[比較例5]
於實例13中,將第2聚合物層中所使用的特定粒子(PMMA粒子)變更成體積平均粒徑為0.1 μm的粒子,除此以外,以與實例13相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成比較例5的聚合物片。
比較例5的聚合物片的Rz為0.1 μm。
[比較例6]
於實例13中,將第2聚合物層中所使用的(PMMA粒子)變更成體積平均粒徑為2.0 μm的粒子,除此以外,以與實例13相同的方法於聚合物支撐體上形成第2聚合物層及第1聚合物層,從而製成比較例6的聚合物片。
比較例6的聚合物片的Rz為3.6 μm。
(評價)
對上述實例及比較例中所製作的聚合物片進行下述的評價。將評價結果示於表1。
-黏著性的評價- (1)濕熱經時前(Fresh)的密接性
於實例1~實例16及比較例1~比較例6中所獲得的 各聚合物片的形成有第1聚合物層及第2聚合物層之側的表面,使用剃刀以3 mm的間隔縱橫分別各賦予6條傷痕,而形成25格的柵格。於其上貼附寬度為20 mm的瑪拉膠帶(Mylar tape)(日東電工股份有限公司製造的聚酯膠帶),然後朝180°方向迅速拉伸而將其剝離。此時,藉由經剝離的柵格的數量,根據下述的基準評價聚合物層的密接性並進行分級。
<評價基準>
5:完全不產生剝離
4:雖然不存在經剝離的柵格,但傷痕部分略微剝離。
3:經剝離的柵格未滿1格。
2:經剝離的柵格為1格以上、未滿5格。
1:經剝離的柵格為5格以上。
實用上容許的是分類為評價等級3~評價等級5者。
(2)濕熱經時後的密接性
於壓力鍋試驗的環境(120℃,100%RH,且1.2 Mpa的環境)下,使實例1~實例16及比較例1~比較例6中所獲得的各聚合物片靜置60小時。
於濕熱試驗(dump heat test)的環境(85℃且85%RH的環境)下,使實例1~實例16及比較例1~比較例6中所獲得的各聚合物片靜置2000小時。
針對於壓力鍋試驗及濕熱試驗中靜置後的各聚合物片,於形成有第1聚合物層及第2聚合物層之側的表面,使用剃刀以3 mm的間隔縱橫分別各賦予6條傷痕,而形 成25格的柵格。於其上貼附寬度為20 mm的瑪拉膠帶(日東電工股份有限公司製造的聚酯膠帶),然後朝180°方向迅速拉伸而將其剝離。此時,藉由經剝離的柵格的數量,根據與上述「(1)濕熱經時前的密接性」的評價相同的評價基準對聚合物層的密接性進行分級。
如表1所示,可知實例的各聚合物片於濕熱經時前(Fresh)、濕熱經時後,密接性均優異。
再者,表1中,作為針對比較例3及比較例6的聚合物片的濕熱經時後的密接性評價的結果的「1」是指產生了如下的膜剝落,即由第2聚合物層中所含有的粒子於濕熱經時後朝作為最表層的第1聚合物層突出所引起的膜剝落。
[實例23] -太陽電池用背板的製作- <底塗層用塗佈液的製備> -底塗層的製備-
將下述組成中的成分混合,製備底塗層用塗佈液。
<底塗層用塗佈液的組成>
.聚酯樹脂 1.7質量%
(Vylonal(註冊商標)MD-1200,東洋紡(股份)製造,固體成分:17質量%)
.聚酯樹脂 3.8質量%
(商品名:Pesresin A-520,高松油脂(股份)製造,固體成分:30質量%)
.聚氧伸烷基烷基醚 1.5質量%
(Naroacty(註冊商標)CL95,三洋化成工業(股份)製造,固體成分:1質量%)
.無機氧化物填料 1.6質量%
(Snowtex(註冊商標)C,日產化學(股份)製造, 固體成分:20質量%)
.碳二醯亞胺化合物 4.3質量%
(Carbodilite(註冊商標)V-02-L2,日清紡(股份)製造,固體成分:10質量%,交聯劑)
.蒸餾水 87.1質量%
<白色顏料層用塗佈液的製備> -白色顏料分散物的製備-
將下述組成中的成分混合,然後利用濕式研磨機型分散機對該混合物實施1小時的分散處理。
<顏料分散物的組成>
.二氧化鈦(體積平均粒徑=0.42 μm) 44.9質量%
(Tipaque(註冊商標)R-780-2,石原產業(股份)製造,固體成分為100質量%)
.聚乙烯醇 8.0質量%
(商品名:PVA-105,可樂麗(股份)製造,固體成分:10質量%)
.界面活性劑(Demol(註冊商標)EP,花王(股份)製造,固體成分:25質量%) 0.5質量%
.蒸餾水 46.6質量%
-白色顏料層用塗佈液的製備-
將下述組成中的成分混合,製備白色顏料層用塗佈液。
<白色顏料層用塗佈液的組成>
.上述顏料分散物 70.9質量%
.聚烯烴樹脂水分散液 19.2質量%
(黏合劑:Arrowbase(註冊商標)SE-1010,Unitika製造,固體成分:20質量%)
.聚氧伸烷基烷基醚 3.0質量%
(Naroacty(註冊商標)CL95,三洋化成工業(股份)製造,固體成分:1質量%)
.噁唑啉化合物 6.9質量%
(Epocros(註冊商標)WS-700,日本觸媒(股份)製造,固體成分:25質量%,交聯劑)
<背板的製作>
將上述底塗層用塗佈液塗佈於上述所製作的實例1的聚合物片的設置有第1聚合物層及第2聚合物層之側的相反側。其後,於180℃下進行1分鐘乾燥,而形成塗設量為0.1 g/m2的底塗層(厚度:0.1 μm)。
進而,於經乾燥的底塗層上,以使二氧化鈦量變成8.5 g/m2的方式塗佈上述白色顏料層用塗佈液,然後於180℃下對塗膜進行1分鐘乾燥,而形成白色顏料層(反射層)(厚度:10 μm)。
以上述方式,製成使用實例1中所獲得的聚合物片的太陽電池用背板。
-太陽電池模組的製作-
使厚度為3 mm的強化玻璃、第一EVA片材(商品名:SC50B,Mitsui Chemicals Fabro(股份)製造)、結晶系太陽電池單元、第二EVA片材(商品名:SC50B,Mitsui Chemicals Fabro(股份))、以及實例1的背板依序疊加, 然後使用真空層壓機(日清紡(股份)製造,真空層壓機)進行熱壓,藉此使強化玻璃、第一EVA片材、結晶系太陽電池單元、第二EVA片材、以及背板黏著。此時,將上述所製作的背板以其形成有白色顏料層(反射層)之側與第二EVA片材接觸的方式配置。另外,黏著方法如下所述。
使用真空層壓機,於128℃下進行3分鐘的抽真空後,加壓2分鐘來進行臨時黏著。其後,於烘箱中以150℃實施30分鐘的黏著處理。
如此,製成結晶系的太陽電池模組。使所製作的太陽電池模組發電運轉,結果顯現作為太陽電池的良好的發電性能。
[實例24~實例38]
使用實例2~實例22中所製作的聚合物片,分別與實例23同樣地製作背板,然後使用該背板,製作實例24~實例44的太陽電池模組。
使用所製作的太陽電池模組進行發電運轉,結果均顯現作為太陽電池的良好的發電性能。
藉由參照而將日本專利申請案2011-155781號中所揭示的全部內容引用至本說明書中。
本說明書中所記載的所有文獻、專利、專利申請案、及技術規格是以與如下情況相同的程度,藉由參照而被引用至本說明書中,該情況是具體地且個別地記載藉由參照而引用各個文獻、專利、專利申請案、及技術規格的情況。
10‧‧‧太陽電池模組
12‧‧‧第1聚合物層
14‧‧‧第2聚合物層
16‧‧‧聚合物支撐體
18‧‧‧反射層
20‧‧‧太陽電池元件
22‧‧‧乙烯-乙酸乙烯酯系密封材
24‧‧‧前基板
圖1是表示太陽電池模組的構成例的概略剖面圖。
10‧‧‧太陽電池模組
12‧‧‧第1聚合物層
14‧‧‧第2聚合物層
16‧‧‧聚合物支撐體
18‧‧‧反射層
20‧‧‧太陽電池元件
22‧‧‧乙烯-乙酸乙烯酯系密封材
24‧‧‧前基板

Claims (12)

  1. 一種太陽電池用聚合物片,其包含依序配置的第1聚合物層、第2聚合物層及聚合物支撐體,上述第1聚合物層含有選自由氟聚合物及矽酮聚合物所組成的組群中的聚合物,上述第1聚合物層與上述第2聚合物層接觸,且上述第1聚合物層與上述第2聚合物層的界面的粗糙度(Rz)為0.2 μm~3.0 μm的範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物片,其中上述第2聚合物層含有矽酮聚合物。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之聚合物片,其中上述第2聚合物層含有體積平均粒徑為0.2 μm~1.5 μm的範圍的粒子。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之聚合物片,其中上述第2聚合物層含有體積平均粒徑為0.3 μm~0.6 μm的範圍的粒子。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之聚合物片,其中上述第2聚合物層含有二氧化鈦粒子。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之聚合物片,其中上述第1聚合物層及上述第2聚合物層是藉由塗佈而形成的層。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽電池用聚合物片,其中上述第1聚合物層為最外層。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之聚合物片,其中相對於構成聚合物支撐體的聚合物的總質量,含有0.1 質量%~10質量%的末端封端劑。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之聚合物片,其中聚合物支撐體含有作為無機粒子或有機粒子的微粒子,所述微粒子的平均粒徑為0.1 μm~10 μm,且相對於聚合物支撐體的總質量,所述微粒子的含量為0質量%~50質量%。
  10. 一種製造如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之聚合物片的方法,其包括聚合物支撐體及底塗層的形成步驟以及於底塗層上依序配置第2聚合物層與第1聚合物層的步驟,上述聚合物支撐體及底塗層的形成步驟包括:供給包含構成聚合物支撐體的聚合物的未延伸片材;使未延伸片材於第一方向上延伸;朝已於第一方向上延伸的片材的至少一個表面上賦予底塗層形成用組成物;以及使被賦予了底塗層形成用組成物的片材在與第一方向正交的方向上延伸。
  11. 一種製造如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之聚合物片的方法,其包括利用選自由電暈處理、火焰處理、輝光放電處理所組成的組群中的方法對聚合物支撐體的表面進行處理。
  12. 一種太陽電池模組,其包括:太陽光所射入的透明性的前基板;單元構造部分,其設置於上述前基板的一側的面上, 包含太陽電池元件及對上述太陽電池元件進行密封的密封材;以及作為如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之太陽電池用聚合物片的背板,其設置於上述單元構造部分的與上述前基板所在之側相反一側,並與上述密封材連接來配置。
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