(57)【要約】【課題】環境負荷が小さく、基材シートと基材シート上に設けられた耐候性層や所望により設けられるガスバリア層との密着性及び、耐候性に優れた太陽電池モジュール用保護シートの提供。【解決手段】基材シートと、該基材シートに積層された最表層のシラン化合物層とを有することを特徴とする太陽電池モジュール用保護シート。前記基材シートには、ポリオルガノシロキサン層にイオン注入をすることで得られたガスバリア層が積層されたことが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材シートと、該基材シートに積層された最表層のシラン化合物層とを有することを特徴とする太陽電池モジュール用保護シート。
【請求項２】
前記基材シートにガスバリア層が積層されたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【請求項３】
前記シラン化合物層が、有機ポリシラザン、無機ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリシラン、ポリオルガノシロキサンからなる群から選択される１種又は２種以上のシラン化合物からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【請求項４】
前記ガスバリア層が、ポリオルガノシロキサン層にイオン注入をすることで得られたものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【請求項５】
前記ポリオルガノシロキサン層に注入されるイオンが、Ｈ２，Ｈｅ，Ｎ２，Ｏ２，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅからなる群から選択される１種又は２種以上のガスから生成されることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【請求項６】
前記基材シート中に顔料が添加されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【請求項７】
ハロゲンを含まない材料からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用保護シートが表面と裏面の一方又は両方に接着されてなる太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール用表面保護シート及び裏面保護シート、並びにそれを備えた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である太陽電池モジュールは、二酸化炭素を排出せずに発電できるシステムとして注目されている。その太陽電池モジュールには、高い発電効率とともに、屋外で使用した場合にも長期間の使用に耐えうる耐久性が求められている。
太陽電池モジュールの主な構成は、光発電素子である太陽電池セル、電気回路のショートを防ぐ電気絶縁体である封止材、およびそれらを密閉状態で内包する筐体からなる。この太陽電池モジュールの受光面側（表面側）とその裏面側には、それぞれ表面保護シートと裏面保護シートが接着され、太陽電池モジュール内への水蒸気の浸入を防いでいる。このような太陽電池モジュール用保護シートには、優れた水蒸気バリア性、耐候性が求められ、かつ太陽電池モジュールの封止材との接着性に優れることが要求されている。
従来、太陽電池モジュール用保護シートとして、水蒸気バリア性、耐候性、封止材への密着性を改善するための技術として、例えば、特許文献１，２に開示された技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、太陽電池モジュールの保護層として用いる、表面にガスバリア層として珪素酸化物薄膜が形成されたフッ素樹脂フィルム層を含むシートであって、該シートの酸素透過率が５ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、水蒸気透過率が５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下、光線透過率が８０％以上であり、且つ、珪素酸化物薄膜の厚みが１５０〜５００Åであり、該膜の密着強度が２００ｇ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする太陽電池モジュール用保護シートが開示されている。
特許文献２には、水不透過性シートの少なくとも一方の面に、耐候性層として硬化性官能基含有含フッ素塗料の硬化塗膜が形成されてなる太陽電池モジュールのバックシートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０８５２１号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７／０１０７０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に開示されたハロゲン化合物を含む保護シートは、焼却処分する際に有害物質が発生する恐れがあり、環境負荷が高く、廃棄物処理の観点からその使用は好ましくない。
また、特許文献１に開示された保護シートは、フッ素樹脂フィルム及び珪素酸化物薄膜を設ける工程中で使用される材料が高コストである問題があり、また前処理を施さない基材に珪素酸化物薄膜を積層したフィルムでは、珪素酸化物薄膜の柔軟性が乏しいうえに、基材と珪素酸化物薄膜との密着性が弱いため、耐屈曲性が低いという問題があった。
また、特許文献２に開示されたバックシートは、使用するフッ素塗料が高コストであるために、コスト面で問題が残り、また基材とフッ素塗料の硬化塗膜との密着性に乏しく、これを改善するためには更に添加物を加えるなどがなされているが、未だ十分ではない。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、環境負荷が小さく、基材シートと基材シート上に設けられた耐候性層や所望により設けられるガスバリア層との密着性及び、耐候性に優れた太陽電池モジュール用保護シートの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、基材シートと、該基材シートに積層されたシラン化合物層とを有することを特徴とする太陽電池モジュール用保護シートを提供する。このシラン化合物層は、耐候性層として機能する。
【０００８】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記基材シートにガスバリア層が積層されたことが好ましい。
【０００９】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記シラン化合物層が、有機ポリシラザン、無機ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリシラン、ポリオルガノシロキサンからなる群から選択される１種又は２種以上のシラン化合物からなることが好ましい。
【００１０】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記ガスバリア層が、ポリオルガノシロキサン層にイオン注入をすることで得られたものであることが好ましい。
【００１１】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記ポリオルガノシロキサン層に注入されるイオンが、Ｈ２，Ｈｅ，Ｎ２，Ｏ２，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅからなる群から選択される１種又は２種以上のガスから生成されることが好ましい。
【００１２】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記ポリオルガノシロキサン層にイオン注入する際に印加される電圧が−１〜−５０ｋＶの範囲であることが好ましい。
【００１３】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートにおいて、前記基材シート中に顔料が添加されていてもよい。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートは、ハロゲンを含まない材料からなることが好ましい。
【００１５】
また本発明は、前述した本発明の太陽電池モジュール用保護シートが表面と裏面の一方又は両方に接着されてなる太陽電池モジュールを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートは、環境負荷の高いハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ等）を含まないため、焼却処分する際に有害物質が発生することを抑制できる。
また、シラン化合物層は基材シートとの密着性に優れており、シラン化合物層の剥がれなどの不具合が発生し難い。
さらに、基材シートにガスバリア層が積層された構成とすることによって、優れたガスバリア性、耐候性を有する保護シートとなり、太陽電池モジュール用保護シートとして好ましく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第１実施形態の断面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第２実施形態の断面図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第３実施形態の断面図である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの構成を示した模式図である。
【図５】プラズマイオン注入装置の概略を示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図４は、本発明の太陽電池モジュール用保護シート（以下、保護シートと略記する。）を用いる太陽電池モジュールの構成を示した模式図である。
図４に例示するように、この太陽電池モジュール５０の構成は、表面保護シート１０、裏面保護シート２０、封止材３０、太陽電池セル４０を有する。屋外および屋内において長期間の使用に耐えうる耐候性および耐久性を太陽電池モジュールにもたせるためには、太陽電池セル４０および封止材３０を風雨、湿気、砂埃、機械的な衝撃などから守り、太陽電池モジュールの内部を外気から完全に遮断して密閉した状態に保つことが必要である。このため、表面保護シート１０及び裏面保護シート２０には、優れた水蒸気バリア性、耐候性が求められている。
【００１９】
図１は、本発明の保護シートの第１実施形態の断面を示した模式図である。なお、図１及び後述する図２、図３は、本発明の保護シートを裏面保護シート２０として適用した場合を例示しているが、本発明の保護シートは表面保護シート１０としても適用可能であることは言うまでもない。以下の記載において、基材シート２１にアルミ蒸着ＰＥＴシートを用いたり、二酸化チタンのような白色顔料を添加した白色ＰＥＴシートを用いている場合は、裏面保護シート２０への適用を意図したものであって、表面保護シート１０として適用する場合には透明な基材シートが用いられる。
【００２０】
本実施形態の保護シート２０Ａは、基材シート２１の一方の面側にシラン化合物層２２が積層された構成になっている。
【００２１】
前記基材シート２１として用いうる樹脂シートとしては、一般に太陽電池モジュール用バックシートにおける樹脂シートとして使用されているものが使用できる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６）、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリエステルウレタン、ポリｍ−フェニレンイソフタルアミド、ポリｐ−フェニレンテレフタルアミド等のポリマーからなるシートが挙げられる。なかでも、ＰＥＴ，ＰＢＴ，ＰＥＮなどのポリエステルからなるシートが好ましく、より具体的には、機械的強度、絶縁性の観点からＰＥＴシートが好ましいものとして挙げられる。
【００２２】
前記基材シート２１の厚さとしては、太陽電池システムが要求する電気絶縁性に基づいて選択すればよい。例えば、前記基材シート２１が樹脂シートである場合には、該膜厚が１０〜３００μｍの範囲であることが好ましい。より具体的には、前記基材シート２１がＰＥＴシートである場合には、軽量性および電気絶縁性の観点から、該ＰＥＴシートの厚さは１０〜３００μｍの範囲であることが好ましく、３０〜２００μｍの範囲であることがより好ましく、５０〜１５０μｍであることがさらに好ましい。
【００２３】
また水蒸気バリア性の観点から、前記基材シート２１の表面改質処理を施すこともできる。例えば前記ＰＥＴシートにシリカ（ＳｉＯ２）および／またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を蒸着させることにより、前記バックシートの耐候性、耐湿性等を高めることができる。なお、該シリカおよび／またはアルミナの蒸着処理は、前記基材シート２１の両面に行ってもよく、いずれか一方の面にのみ行ってもよい。
さらに、水蒸気バリア性の観点から、前記基材シート２１としてアルミ箔、アルミ−鉄合金箔などの金属箔からなるシート、Ａｌ蒸着ＰＥＴシート、Ａｌ箔ラミネートＰＥＴシートなどを使用することもできる。
さらに、前記基材シート２１には、反射率向上の観点から、二酸化チタンなどの顔料を分散したＰＥＴシートを用いることもできる。このような顔料分散ＰＥＴシートとしては、例えば、東レ社製の商品名「ルミラー  Ｅ２０」などが挙げられる。なお、反射率の高い保護シートを太陽電池モジュール５０の裏面保護シート２０として用いる場合、太陽電池セル４０間の隙間を通って抜け出す光を反射して太陽電池セル４０側に戻す反射効率が高くなり、該モジュールの発電効率を高めることができる。
【００２４】
前記シラン化合物層２２としては、有機ポリシラザン、無機ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリシラン、ポリオルガノシロキサンからなる群から選択される１種又は２種以上のシラン化合物からなることが好ましい。
【００２５】
前記有機ポリシラザンとしては、メチルポリシラザン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ジビニルテトラメチルジシラザン、環式ジメチルジシラザン等が挙げられ、これを含むコーティング液としては、例えば、クラリアントジャパン社製の商品名「ｔｕｔｏＰｒｏｍ  ｂｒｉｇｈｔ」が挙げられる。
前記無機ポリシラザンとしては、パーヒドロポリシラザンが挙げられ、これを含むコーティング液としては、例えば、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製の商品名「アクアミカＮＰ１１０」が挙げられる。
前記ポリカルボシランとしては、重量平均分子量（Ｍｗ）が５００〜１０００００の範囲のポリカルボシランが好ましく、この種のポリカルボシランを含むコーティング液としては、例えば、日本カーボン社製の商品名「ニプシＴｙｐｅ  Ｓ」（Ｍｗ＝４０００）が挙げられる。
前記ポリシランとしては、ポリジメチルシラン、ポリジエチルシラン、ポリフェニルメチルシランなどが挙げられ、これを含むコーティング液としては、例えば、ポリフェニルメチルシラン（大阪ガスケミカル社製、「オグソール  ＳＩ−１０」）などが挙げられる。
前記ポリオルガノシロキサンとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリジエチルシロキサンなどが挙げられ、これを含むコーティング液としては、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＳ８４７Ｈ」等が挙げられる。
【００２６】
前記シラン化合物層２２は、前記有機ポリシラザン、無機ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリシラン又はポリオルガノシロキサンを含むコーティング液を、バーコート法などの周知の方法で前記基材シート２１上に塗布し、加熱硬化させることによって形成することができる。
【００２７】
前記シラン化合物層２２の膜厚は、３０ｎｍ〜３００μｍの範囲が好ましく、５０ｎｍ〜１００μｍの範囲がより好ましく、１００ｎｍ〜１μｍの範囲がさらに好ましい。このシラン化合物層２２の膜厚が前記範囲未満であると、最表層の防汚性が十分に得られなくなり、汚れが付着し易くなる。このシラン化合物層２２の膜厚が前記範囲を超えていても、最表層の防汚性はそれ以上改善されず、コスト高になるために好ましくない。
【００２８】
本実施形態の保護シート２０Ａは、基材シート２１の他方の面側（シラン化合物層２２の反対面側）を太陽電池モジュール５０の封止材３０の表面側又は裏面側に接着し、太陽電池モジュール用表面保護シート又は裏面保護シートとして利用される。
本実施形態の保護シート２０Ａは、環境負荷の高いハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ等）を含まないため、焼却処分する際に有害物質が発生することを抑制でき、環境負荷の低いものとなる。
また、シラン化合物層２２は防汚性に優れており、さらに基材シート２１との密着性に優れており、シラン化合物層の剥がれなどの不具合が発生し難い。
【００２９】
図２は、本発明の保護シートの第２実施形態を示す断面図である。
本実施形態の保護シート２０Ｂは、基材シート２１の一方の面側にガスバリア層２３が積層され、該ガスバリア層２３上にシラン化合物層２２が積層された構成になっている。
【００３０】
本発明において、前記ガスバリア層２３としては、ポリオルガノシロキサン層にイオン注入をすることで得られたガスバリア層２３であることが好ましい。このポリオルガノシロキサン層は、ポリオルガノシロキサンを含むコーティング液を、バーコート法などの周知の方法で前記基材シート上に塗布し、加熱硬化させることによって形成することができる。ガスバリア層２３となるポリオルガノシロキサン層の厚さは、２０ｎｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、３０ｎｍ〜１μｍの範囲がより好ましい。
【００３１】
この基材シート２１上に形成したポリオルガノシロキサン層の表面に対して、イオン注入を行う方法としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に制限されず、公知の方法で行うことができる。例えば、特開２００６−０７０２３８号公報に記載のプラズマイオン注入装置を用いて、長尺の基材シート上のポリオルガノシロキサン層に対してイオン注入する方法が好ましい方法として挙げられる。
【００３２】
前記プラズマイオン注入装置を用いれば、イオン注入時の圧力を０．０１〜０．５Ｐａとし、プラズマ雰囲気中、ポリオルガノシロキサン層を形成した基材シート（以下、これも基材シートと記す）を一定方向に搬送しながら、プラズマイオン注入法（ＰＢＩＩ：Ｐｌａｓｍａ−Ｂａｓｅｄ Ｉｏｎ  Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）によって、ポリオルガノシロキサン層の表面部に均一なイオン注入層を形成することができる。この場合、長尺の基材シートを一定方向に搬送しながら連続的にイオン注入できるので効率がよく、量産に適している。
【００３３】
前記プラズマイオン注入装置は、マイクロ波等の高周波電源等によって発生する外部電界を用いることなく、高電圧パルスの印加により発生する電界のみでプラズマを生成させる。すなわち、該プラズマイオン注入装置では、長尺の基材シートが一定方向に搬送されると同時に、該基材シートに負の高電圧が印加されることによりプラズマが発生し、該プラズマ中のイオンが該基材シートのポリオルガノシロキサン層の表面部に注入され、イオン注入層が形成される。
【００３４】
前記プラズマイオン注入装置の構成を図５に示す。
図５（ａ）において、５１ａは長尺の基材シート、６１はチャンバー、７０はターボ分子ポンプ、５３はイオン注入される前の基材シート５１ａを送り出す巻き出しロール、５５はイオン注入された基材シート５１をロール状に巻き取る巻取りロール、５２は高電圧印加回転キャン、６０はガス導入口、５７は高電圧パルス電源である。図５（ｂ）は、前記高電圧印加回転キャン５２の斜視図であり、６５は高電圧導入端子（フィードスルー）である。
【００３５】
図５に示す連続的イオン注入装置においては、基材シート５１ａは、チャンバー６１内において、巻き出しロール５３から図５中矢印Ａ方向に搬送され、高電圧印加回転キャン５２を通過して、巻取りロール５５に巻き取られる。基材シート５１ａの巻取りの方法や、基材シート５１ａを搬送する方法等は特に制限はないが、例えば、高電圧印加回転キャン５２を一定速度で回転させることにより、基材シート５１ａの搬送が行われる。また、高電圧印加回転キャン５２の回転は、高電圧導入端子６５の中心軸６３をモーターにより回転させることにより行われる。
【００３６】
高電圧導入端子６５、及び基材シート５１ａが接触する複数の送り出し用ロール５６等は絶縁体からなり、例えば、アルミナの表面をポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂で被覆して形成される。また、高電圧印加回転キャン５２は導体からなり、例えば、ステンレス、ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ ｓｐｅｃｉａｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）等で形成される。
【００３７】
基材シート５１ａの搬送速度は適宜設定できる。基材シート５１ａが巻き出しロール５３から搬送され、巻取りロール５５に巻き取られるまでの間に該基材シートのポリオルガノシロキサン層の表面部にイオン注入され、所望のイオン注入層が形成されるだけの時間が確保される速度であれば、特に制限されない。基材シートの巻取り速度（ライン速度）は、印加電圧や高電圧印加回転キャンの直径にもよるが、通常０．１〜２ｍ／ｍｉｎ、好ましくは０．２〜０．７ｍ／ｍｉｎである。
【００３８】
該イオン注入処理の手順としては、先ず、チャンバー６１内をターボ分子ポンプ７０により排気して減圧とする。減圧度は、通常１．０×１０−４〜３．０×１０−３Ｐａである。
【００３９】
次に、ガス導入口６０よりチャンバー６１内に、イオン注入用ガスを導入する。
ここで用いるイオン注入用ガスとしては、Ｈ２、Ｈｅ、Ｎ２、Ｏ２、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅからなる群から選択される１種又は２種以上のガスであることが好ましく、それらの中でもＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２がより好ましい。
【００４０】
次に、基材シート５１ａを、図５中Ａの方向に搬送させながら、高電圧パルス電源５７から高電圧導入端子６５を介して高電圧印加回転キャンに負の高電圧パルス５９を印加する。
【００４１】
高電圧印加回転キャン５２に負の高電圧が印加されると、高電圧印加回転キャン５２の周囲の基材シート５１ａに沿ってイオン注入用ガスのプラズマが生成され、そのプラズマ中のイオンが誘因され、高電圧印加回転キャン５２外周に巻き付けられた基材シート５１ａのポリオルガノシロキサン層の表面に注入される（図５（ａ）中、矢印Ｂ）。該ポリオルガノシロキサン層の表面部にイオンが注入されると、該表面部が改質されて、該表面部にイオン注入層が形成される。
【００４２】
イオン注入する際の圧力（プラズマイオン注入時の圧力）としては、０．０１〜１Ｐａが好ましい。また、プラズマを生成させるときのパルス幅は、１〜１５μｓｅｃが好ましい。
プラズマイオン注入時の圧力、およびプラズマを生成させるときのパルス幅が前記範囲内にあると、該ポリオルガノシロキサン層の表面部に均一なイオン注入層を形成することができ、本発明の効果をより高めることができる。
【００４３】
高電圧印加回転キャン５２に負の高電圧を印加する際の印加電圧は、通常−１ｋＶ〜−５０ｋＶ、好ましくは−１ｋＶ〜−３０ｋＶ、より好ましくは−５ｋＶ〜−２０ｋＶである。該印加電圧が前記範囲内にあると、該ポリオルガノシロキサン層の表面部に充分なイオン注入層を形成することができ、本発明の効果をより高めることができる。
【００４４】
このように、基材シート２１に形成したポリオルガノシロキサン層の表面からイオンを注入すると、該ポリオルガノシロキサン層の表面部が改質されて、該表面部にイオン注入層が形成されてガスバリア層２３が得られる。
【００４５】
該イオン注入層の厚みは、基材シート５１ａの巻取り速度（ライン速度）、イオン注入の処理時間、印加電圧等により制御することができる。
本発明において、ポリオルガノシロキサン層に形成されるイオン注入層（ガスバリア層２３）の厚みは、通常、０．１〜１００ｎｍである。
【００４６】
前述したように基材シート２１の一方の面にガスバリア層２３を積層した後、このガスバリア層２３上に、前記第１実施形態と同じくシラン化合物層２２を積層し、図２に示す第２実施形態の保護シート２０Ｂが得られる。
【００４７】
本実施形態の保護シート２０Ｂは、基材シート２１の他方の面側（シラン化合物層２２の反対面側）を太陽電池モジュール５０の封止材３０の表面側又は裏面側に接着し、太陽電池モジュール用表面保護シート又は裏面保護シートとして利用される。
本実施形態の保護シート２０Ｂは、環境負荷の高いハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ等）を含まないため、焼却処分する際に有害物質が発生することを抑制でき、環境負荷の低いものとなる。また、シラン化合物層２２は防汚性に優れており、さらに基材シート２１側との密着性に優れており、シラン化合物層の剥がれなどの不具合が発生し難いなどの前記第１実施形態の保護シート２０Ａと同様の効果が得られ、さらに、基材シート２１の一方の面にガスバリア層２３を積層したことによって、優れたガスバリア性、耐候性を有する保護シートとなる。
【００４８】
図３は、本発明の保護シートの第３実施形態を示す断面図である。
本実施形態の保護シート２０Ｃは、基材シート２１の一方の面にガスバリア層２３を積層し、該ガスバリア層２３上に前記シラン化合物層２２を積層し、さらに基材シート２１の他方の面にラミネート用接着剤層２５を介して太陽電池モジュール５０の封止材３０に接着させるための接着層２４を積層した構成になっている。
【００４９】
前記接着層２４は、この保護シート２０Ｃを太陽電池モジュール用の表面保護シート又は裏面保護シートとして使用する場合に、太陽電池モジュール５０の封止材３０との密着性向上の観点から、アクリルウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂などが挙げられる。さらに、封止材３０と熱接着することが可能なように、熱接着性を有していることが好ましい。ここで、熱接着性とは、加熱処理によって接着性を発現する性質のことである。該加熱処理における温度としては、通常５０〜２００℃の範囲である。熱接着性を有する観点から、接着層２４としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される１種からなる樹脂が好ましい。一般に、前記封止材３０はＥＶＡからなる封止樹脂であることが多く、この場合、前記接着層２４がＥＶＡを主成分とするポリマーからなる樹脂とすることで、封止材３０と接着層２４との密着性を向上させることができる。
【００５０】
前記接着層２４の厚さとしては、本発明の効果を損なわない限り特に制限されない。より具体的には、接着層２４のベース樹脂がＥＶＡである場合には、軽量性および電気絶縁性等の観点から、その厚さは、１０〜２００μｍの範囲であることが好ましく、２０〜１５０μｍの範囲であることがより好ましい。
【００５１】
前記接着層２４には、必要に応じてその他のポリマーや各種の配合剤を添加してもよい。
その他のポリマーとしては軟質重合体や、その他の有機高分子充填剤が用いられる。
また各種の配合剤としては、有機化合物、無機化合物のいずれであってもよく、樹脂工業において通常用いられる配合剤が用いられる。例えば、老化防止剤、安定剤、二酸化チタンなどの顔料、難燃剤、可塑剤、結晶核剤、塩酸吸収剤、帯電防止剤、無機フィラー、滑剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤が用いられる。
【００５２】
基材シート２１と接着層２４とを接着するために用いられるラミネート用接着剤層２５の材料となる接着剤は、基材シート２１と接着層２４とを強固に接着できれば特に制限されず、例えばアクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、エステル系接着剤などが挙げられる。これらの接着剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５３】
本実施形態のバックシート２０Ｃは、接着層２４を太陽電池モジュール５０の封止材３０の表面側又は裏面側に接着し、太陽電池モジュール用表面保護シート又は裏面保護シートとして利用される。
本実施形態の保護シート２０Ｃは、環境負荷の高いハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ等）を含まないため、焼却処分する際に有害物質が発生することを抑制でき、環境負荷の低いものとなる。また、シラン化合物層２２は防汚性に優れており、さらに基材シート２１との密着性に優れており、シラン化合物層の剥がれなどの不具合が発生し難いなどの前記第１実施形態の保護シート２０Ａと同様の効果が得られ、さらに、基材シート２１の一方の面にガスバリア層２３を積層したことによって、優れたガスバリア性、耐候性を有するという前記第２実施形態の保護シート２０Ｂと同様の効果が得られ、加えて、接着層２４を設けたことで、太陽電池モジュール５０の封止材３０の表面側、又は裏面側に該シートを強固に接着固定することができるため、耐久性に優れた太陽電池モジュール５０を構成することができる。
【００５４】
本発明の太陽電池モジュールは、図４に示すように、太陽電池モジュール５０の表面側又は裏面側の封止材３０に、シラン化合物層２２が最表層となるように前述した保護シート２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのいずれかを接着したものである。
この太陽電池モジュール５０の種類や構造は特に限定されず、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池、単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）太陽電池、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）太陽電池、ＧａＡｓなどの化合物半導体型太陽電池、色素増感型太陽電池、有機薄膜太陽電池とすることができる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例になんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において、基材シートであるＰＥＴフィルム上に成膜した各層の厚さ（膜厚）は、触針式段差表面・形状測定装置（Ａｍｂｉｏｓ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製「ＸＰ−１」を用いて測定した。
【００５６】
［実施例１］                                                                      厚さ３８μｍの白色ＰＥＴフィルム（東レ社製、商品名「ルミラー  Ｅ２０」）に、ポリジメチルシロキサン（信越化学工業株式会社製、商品名「ＫＳ８４７Ｈ」）をバーコート法により１００ｎｍ成膜し、１２０℃で１分間加熱硬化し、得られたポリオルガノシロキサン層に下記条件にてイオン注入を行いガスバリア層を得た。その後、ガスバリア層上に無機ポリシラザン（パーヒドロポリシラザン、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製、商品名「アクアミカ  ＮＰ１１０」）を乾燥膜厚が１００ｎｍになるようにバーコート法で塗布し、１２０℃、５分間乾燥後、実施例１の保護シートを得た。
【００５７】
（イオン注入条件）
・プラズマ生成ガス（イオン注入用ガス）：アルゴン
・ガス流量：アルゴン１００ｓｃｃｍ
・繰り返し周波数：１０００Ｈｚ
・印加電圧：−１０ｋＶ  
・Ｄｕｔｙ比：０．５％
・パルス幅：５μｓｅｃ
・チャンバー内圧：０．２Ｐａ
・処理時間：５ｍｉｎ．
【００５８】
［実施例２］
イオン注入時のプラズマ生成ガスを窒素に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の保護シートを得た。
【００５９】
［実施例３］
イオン注入時のプラズマ生成ガスをヘリウムに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の保護シートを得た。
【００６０】
［実施例４］
イオン注入時の印加電圧を−１５ｋＶに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の保護シートを得た。
【００６１】
［実施例５］
イオン注入時の印加電圧を−２０ｋＶに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の保護シートを得た。
【００６２】
［実施例６］
厚さ３８μｍの透明ＰＥＴフィルム（三菱樹脂株式会社製、商品名「ダイアホイル  Ｔ１００」）上に厚さ１００ｎｍのポリオルガノシロキサン層を設け、それ以外は実施例１と同条件にてイオン注入を行った第１のシートと、白色ＰＥＴフィルム上に実施例１で用いたものと同じ無機ポリシラザンを乾燥膜厚が１００ｎｍになるようにバーコート法で塗布し、１２０℃、５分間乾燥した第２のシートとを、無機ポリシラザン層が最表層になるように第１のシートのガスバリア層上に第２のシートの白色ＰＥＴフィルムを、ポリエステル系接着剤（東洋インキ製造社製のＡＤ−７６Ｐ１とＣＡＴ−１０Ｌ（硬化剤）（質量比  １００：３）を用いて貼り合せを行い、実施例６の保護シートを得た。
【００６３】
［実施例７］
シラン化合物層を有機ポリシラザン（クラリアントジャパン社製、商品名「ｔｕｔｏＰｒｏｍ  ｂｒｉｇｈｔ」）にしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７の保護シートを得た。
【００６４】
［実施例８］
シラン化合物層を、テトラエトキシシランを加水分解して得られたポリシリケート（コルコート社製、商品名「コルコート  Ｎ−１０３Ｘ」）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例８の保護シートを得た。
【００６５】
［実施例９］
有機シラン層をポリカルボシラン（日本カーボン社製、商品名「ニプシＴｙｐｅ  Ｓ」、Ｍｗ＝４０００）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９の保護シートを得た。
【００６６】
［実施例１０］
透明ＰＥＴフィルム（三菱樹脂株式会社製、商品名「ダイアホイル  Ｔ１００」）上に無機ポリシラザン（実施例１と同様）を乾燥膜厚が１００ｎｍになるようにバーコート法で塗布し、１２０℃、５分間乾燥し、実施例１０の保護シートを得た。
【００６７】
［比較例１］
厚さ３８μｍの透明ＰＥＴフィルム（三菱樹脂株式会社製、商品名「ダイアホイル  Ｔ１００」）のみを用い、比較例１の保護シートとした。
【００６８】
［比較例２］
硬化性ＴＦＥ系共重合体（ダイキン工業社製、商品名「ＺＥＦＦＬＥ  ＧＫ５７０」）２２３．２ 質量部、白色顔料として酸化チタン（デュポン社製、商品名「Ｔｉ−Ｐｕｒｅ  Ｒ９６０」）２５０質量部、酢酸ブチル１２６．８質量部を攪拌下に予備混合した後、直径１.２ｍｍ のガラスビーズを７８０質量部入れ、顔料分散機にて１５００ｒｐｍで１時間分散させた。その後、＃８０メッシュのフルイでガラスビーズをろ過し、その溶液に硬化性ＴＦＥ系共重合体（ダイキン工業社製、商品名「ＺＥＦＦＬＥ  ＧＫ５７０」）を２６９．２質量部加えて白色塗料を調製した。
透明ＰＥＴフィルム（三菱樹脂株式会社製、商品名「ダイアホイル  Ｔ１００」）上に、前記白色塗料を乾燥膜厚が１４μｍになるようにバーコート法で塗布し、８０℃３０分加熱硬化し、比較例２の保護シートを得た。
【００６９】
［比較例３］
ＰＶＦフィルム（デュポン社製、商品名「Ｔｅｄｌａｒ  ＴＵＢ１０ＡＡＨ４」、厚さ２５μｍ）のみを用い、比較例３の保護シートとした。
【００７０】
［比較例４］
厚さ３８μｍの透明ＰＥＴフィルム（三菱樹脂株式会社製、商品名「ダイアホイル  Ｔ１００」）上に、マグネトロンスパッタリング法を用い、厚さ５０ｎｍのＳｉＯ２膜を成膜し、比較例４の保護シートを得た。
【００７１】
［比較例５］
比較例４で得られたシートの成膜面に、比較例２で調製した白色塗料を乾燥膜厚が１４μｍになるようにバーコート法で塗布し、８０℃３０分加熱硬化し、比較例５の保護シートを得た。
【００７２】
前記のように作製した実施例１〜１０及び比較例１〜５のそれぞれの保護シートに対して、水蒸気透過度、屈曲試験後のクラックの有無、密着性、反射率及び防汚性試験の測定を行った。
これらの測定は下記のように実施した。その測定結果を表１にまとめて記す。
【００７３】
＜水蒸気透過度＞
ＩＳＯ１５１０６−１：２００３の規格に従い、透過セルの温度４０℃、相対湿度差９０％の条件で、感湿センサ法によって、水蒸気透過度計（ＬＹＳＳＹ社製、装置名：Ｌ８０−５０００）を使用して測定した。
【００７４】
＜屈曲試験後のクラックの有無＞
直径３ｍｍ、長さ２０ｃｍのステンレス鋼製の棒に、ガスバリア層が設けられていない面が接するように保護シート（寸法１５ｃｍ×３５ｃｍ）を巻き、耐折試験機（株式会社井元製作所製、装置名：ＩＭＣ−１５ＡＥ）を用い、保護シートに荷重１．２ｋｇをかけながら１分間１０往復させた。保護シートの移動距離は１往復あたり２０ｃｍとした。また、屈曲試験は２３℃、相対湿度５０％の環境下で行った。
この屈曲試験後の保護シートについて、光学顕微鏡（キーエンス社製、装置名：ＶＨＸ−１００）にて倍率２０００倍で観察し、ガスバリア層のクラックの有無を調べた。評価基準は、クラックが認められなかったものを○、クラックが存在したものを×とした。ただし、比較例１，３はガスバリア層を設けていないので、測定は行っていない。
【００７５】
＜密着性評価＞
ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−６に準拠し、作製した実施例１〜１０及び比較例１〜５の各保護シートの成膜層表面に１ｍｍ角の碁盤目を１０×１０マス作製し、セロハンテープ（ニチバン社製：ＣＴ２４）を貼着し、該テープを剥がした際の成膜層の剥離度合で評価した。判定は、１００マスの内、完全剥離したマスの数と、縁部等で部分剥離したマスの数との合計数で表し、次の判断基準で評価した。
０：０マス
１：１〜５マス
２：６〜１４マス
３：１５〜３４マス
４：３５〜６４マス
５：６５マス以上
但し、比較例１，３及び４は剥離評価すべき成膜層が無いので、測定は行っていない。
【００７６】
＜反射率＞
紫外可視近赤外分光光度計（島津製作所社製、装置名：ＵＶ−３６００）を用い、各保護シートの波長５５０ｎｍにおける反射率（％）の測定を行なった。
【００７７】
＜防汚性試験＞
前記のように作製した実施例１〜１０及び比較例１〜５のそれぞれの保護シートに対して、水性黒色インク（ゼブラ社製、商品名「紙用マッキー極細ＷＹＴＳ５-ＢＫ」）、油性黒色インク（ゼブラ社製、商品名「マッキー極細ＭＯ−１２０−ＭＣ−ＢＫ」）を付着させ、２４時間放置後に水で洗い流した後、柔らかい布（旭化成社製、商品名「ＢＥＭＣＯＴ  Ｍ−３」）でふき取り、洗浄し、下記の基準で防汚性を評価した。
○：汚れが落ちる
×：汚れが落ちない
【００７８】
【表１】
2010232569.tif 000003
【００７９】
本発明に係る実施例１〜１０の保護シートは、いずれも環境負荷の高いハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ等）を含まないため、焼却処分する際に有害物質が発生することを抑制でき、環境負荷の低いものとなる。
また、実施例１〜１０の保護シートは、防汚性に優れていた。
さらに実施例１〜１０の保護シートは、基材シートであるＰＥＴフィルムとシラン化合物層との密着性に優れており、屈曲試験後でもシラン化合物層にクラックが生じておらず、シラン化合物層の剥がれなどの不具合が発生し難い。
また、ＰＥＴフィルム上にガスバリア層とシラン化合物層とを順に積層した実施例１〜９の保護シートは、従来のフッ素樹脂コート層を備えた比較例２の保護シートと比べ、悪段に優れた水蒸気バリア性を有していた。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の保護シートは、フッ素などのハロゲンを含有せず、廃棄時には焼却処理が可能となり、環境負荷が小さく、基材シートとの密着性及び耐候性に優れている。従って、本発明の保護シートを接着して構成された太陽電池モジュールは、フッ素樹脂層を備えた従来品保護シートと同等以上の耐候性、耐久性を有し、かつ廃棄の際に保護シートを焼却処分でき、環境負荷が小さいものとなる。
【符号の説明】
【００８１】
１０    表面保護シート
２０    裏面保護シート
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ    保護シート
２１    基材シート
２２    シラン化合物層
２３    ガスバリア層
２４    接着層
２５    ラミネート用接着剤層
３０    封止材
４０    太陽電池セル
５０    太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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