(57)【要約】【課題】長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、耐熱性、耐候性、耐加水分解性、防湿性などの特性を有し、水蒸気（水分）や酸素等の侵入を防止する優れたガスバリア性をも有すると共に、高温・高湿環境下でのガスバリア性能および太陽電池としての電力出力特性を長期にわたり維持することが可能な耐久性を有する太陽電池モジュール用裏面保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】太陽電池モジュール用裏面保護シートは、耐加水分解性に優れるポリエステル基材フィルムの少なくとも片面に、少なくともウレタン結合を有する構成材料からなる密着層と、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤および／またはその加水分解物の少なくとも１種類以上を含む複合被膜とを設けてなるガスバリア性フィルムの両面に、耐熱性を有する基材フィルムが積層されてなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐加水分解性に優れるポリエステル基材フィルムの少なくとも片面に、少なくともウレタン結合を有する構成材料からなる密着層と、無機化合物からなる無機蒸着層と、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤及び／またはそれらの加水分解物の少なくとも１種類以上を含むコーティング剤の薄膜からなる複合被膜層とが順次積層されてなるガスバリア性フィルムの両面に、耐熱性を有する基材フィルムがさらに積層されていることを特徴とする太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項２】
前記密着層と無機化防物からなる無機蒸着層との間に、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤及び／またはそれらの加水分解物の少なくとも１種類以上を含むコーティング剤の薄膜からなる複合被膜層が積層されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項３】
前記耐加水分解性に優れるポリエステル基材フィルムは、ポリエステル中の末端カルボキシル基濃度が１５ｇ当量／１０６ｇ以下であるポリエステル樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項４】
前記ポリエステル樹脂組成物は、ポリエステルの末端カルボキシル基と、エポキシ化合物及び／またはカルボジイミド化合物との反応組成物を含むことを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項５】
前記耐熱性を有する基材フィルムが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムもしくはフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）フィルムのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートが積層されてなることを特徴とす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裏面保護シートとそれを用いた太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に対する関心が内外各方面で高まる中、二酸化炭素の排出抑制のために、種々の努力が続けられている。化石燃料の消費量の増大は、大気中の二酸化炭素の増加をもたらし、その温室効果により地球の気温を上昇させ、地球環境に重大な影響を及ぼすため、化石燃料に代わるエネルギー源の検討が種々なされている。そのような中、クリーンなエネルギー源である太陽光発電に対する期待が高まっている。
【０００３】
太陽電池は太陽光のエネルギーを直接電気に換える太陽光発電システムの心臓部を構成するものであり、シリコン、カドミウム−テルル 、ゲルマニウム−ヒ素などの半導体が用いられる。現在、多用されている半導体としては、単結晶・多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどがある。一方、その構造は、太陽電池素子単体をそのままの状態で使用する形態のものではなく、一般的には数枚〜数十枚の太陽電池素子を直列、並列に配線し、長期間（約２０年）に亘って素子を保護するための種々のパーケージングを行い、ユニット化した構成のものとなっている。パッケージングによって組み込まれたユニットを太陽電池モジュールと呼び、一般的には、太陽光が当たる面をガラスで覆い、そして太陽電池内の太陽電池モジュールの固定および保護、電気絶縁の目的でエチレン−酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性プラスチックからなる充填材で間隙を埋め、さらに太陽電池モジュールの裏面を封止用シートで保護した構成となっている。
【０００４】
このような構成の太陽電池モジュールは、屋外で使用されるため、その構成、材質構造などにおいては、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、耐熱性、耐候性、耐加水分解性、防湿性などの耐久性が要求されると共に、裏面保護シートには外部からの水蒸気（水分）や酸素の進入を遮断するためのガスバリア性が要求される。これらの要求が満たされていないと、例えば水蒸気（水分）が透過して充填材を剥離させたり変色させ、さらには配線の腐蝕を引き起こし、モジュールの出力に影響を与えるようなことがある。
【０００５】
従来、上述したような特性が要求される太陽電池裏面保護シートとしては、ポリフッ化ビニルなどのフッ素系樹脂フィルムでアルミニウム箔をサンドイッチした積層構造のものが多く用いられていた（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００６】
しかしながら、ポリフッ化ビニルなどのフッ素系樹脂フィルムは、耐候性や耐加水分解性に優れるものの機械的強度が弱く、太陽電池モジュール作製の際の熱プレスにおいて加えられる１４０℃〜１５０℃程度の熱により軟化し、太陽電池素子電極部の突起物が充填材層を貫通し、裏面保護シートを構成する内面のポリフッ化ビニルなどのフッ素系樹脂フィルムを貫通し、裏面保護シート中のアルミニウム箔に接触することにより、太陽電池素子とアルミニウム箔が短絡して電池性能に悪影響を及ぼすという欠点があった。また、フッ素系樹脂フィルムやアルミニウム箔などの金属箔を使用するために、廃棄・処理方法によっては、環境への負荷も懸念され、クリーンエネルギーを標榜するシステムの部材としては最適はでなく、太陽電池モジュールの低価格化、軽量化の点でも障害となっていた。
【０００７】
そこで、上記の問題点を解消するために、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材フィルムの片面に、無機酸化物の蒸着膜を設け、さらに、この無機酸化物の蒸着
膜を設けた蒸着フィルムの両面に、白色化剤と紫外線吸収剤とを含む耐熱性のポリプロピレン系樹脂フィルムを積層することを特徴とする太陽電池モジュール用裏面保護シートおよびそれを使用した太陽電池モジュールが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表平８−５００２１４号公報
【特許文献２】特表２００２−５２０８２０号公報
【特許文献３】特開２００１−１１１０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３で提案されている太陽電池モジュール用裏面保護シートおよびそれを使用した太陽電池モジュールは、それらに必要とされる諸特性がそれなりに充足してはいるものの、未だ十分に満足し得る状態ではなく、特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材フィルムの片面に、無機酸化物の蒸着膜を設けてなるバリアフィルムのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが高温・高湿下で加水分解劣化などを生じ、水蒸気（水分）バリア性が低下して、太陽電池の長期耐久性維持が困難であるという問題点を有している。
【００１０】
上記の問題を解消するために、基材フィルムとして耐加水分解性の高いポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリブチレンナフタレート（ＰＢＴ）を用いることもできるが、これらのフィルムは難燃性が高いため廃棄時の環境負荷が大きい。
【００１１】
本発明は、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る耐熱性、耐候性、耐加水分解性、防湿性を有すると共に、軽量性にも優れ、しかも水蒸気（水分）や酸素などの侵入を防止する優れたガスバリア性も有すると共に、高温・高湿環境下でのガスバリア性能および太陽電池としての電力出力特性を長期にわたり維持することを可能とする耐久性をも有し、かつ、安価な太陽電池モジュール用裏面保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するためになされ、請求項１記載の発明は、耐加水分解性に優れるポリエステル基材フィルムの少なくとも片面に、少なくともウレタン結合を有する構成材料からなる密着層と、無機化合物からなる無機蒸着層と、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤及び／またはそれらの加水分解物の少なくとも１種類以上を含むコーティング剤の薄膜からなる複合被膜層とが順次積層されてなるガスバリア性フィルムの両面に、耐熱性を有する基材フィルムがさらに積層されていることを特徴とする太陽電池モジュール用裏面保護シートである。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、前記密着層と無機化合物からなる無機蒸着層との間に、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤及び／またはそれらの加水分解物の少なくとも１種類以上を含むコーティング剤の薄膜からなる複合被膜層がさらに積層されていることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、前記耐加水分解性に優れるポリエステル基材フィルムは、ポリエステル中の末端カルボキシル基濃度が１５ｇ当量／１０６ｇ以下であるポリエステル樹脂
組成物からなることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、請求項４記載の発明は、請求項３記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、前記ポリエステル樹脂組成物は、ポリエステルの末端カルボキシル基と、エポキシ化合物及び／またはカルボジイミド化合物との反応組成物を含むことを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、前記耐熱性を有する基材フィルムが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムもしくはフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）フィルムのいずれかであることを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シートが積層されてなることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートとそれを用いた太陽電池モジュールは、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、耐熱性、耐候性、耐加水分解性、防湿性、軽量性などの諸特性を有し、水蒸気（水分）や酸素などの侵入を防止する優れたガスバリア性をも有し、かつ、長期にわたる安定した電気出力特性を維持することが可能な耐久性を有するものであると共に、安価であり、廃棄時の環境負荷も少ない。
【００１９】
また、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートとそれを用いた太陽電池モジュールは、高温・高湿の過酷な環境の下でもガスバリア特性や太陽電池としての電気出力特性を維持することを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの一部を構成するガスバリア性フィルムの概略の断面構成を示す説明図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの一部を構成するガスバリア性フィルムの他の例に係る概略の断面構成を示す説明図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの概略の断面構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図３からも明らかなように、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、耐加水分解性に優れるポリエステル基材フィルム３１の片面に、ウレタン結合を有する構成材料からなる密着層３２と、無機化合物からなる無機蒸着層３３と、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤及び／またはそれらの加水分解物の少なくとも１種類以上を含むコーティング剤の薄膜からなる複合被膜層３４とが順次積層されてなるガスバリア性フィルム３０の両面に、耐熱性を有する基材フィルム３７、３９が接着剤層３６、２８を介してさらに積層されていることを特徴とするものである。
【００２３】
図３に示す太陽電池モジュール用裏面保護シートは、図１に示すような構成のガスバリア性フィルム１０をその一部に有する構成のものであるが、ガスバリア性フィルムはこのような構成のものに限定されるものではなく、図２に示すような構成のものであってもよい。
【００２４】
図２に示すガスバリア性フィルム２０は、無機化合物からなる無機蒸着層２３の両面にガスバリア性の複合被膜層２４−１、２４−２がそれぞれ積層されている点で、図１にものとは異なっている。
【００２５】
太陽電池モジュール用裏面保護シートの一部を構成するガスバリア性フィルム１０、２０、３０の加水分解性に優れるポリエステル基材フィルム１１、２１、３１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステルフィルムが用いられる。これらは延伸されていても、未延伸であってもよいが、機械強度や寸法安定性に優れるものが好ましい。特にこれらの中で２軸方向に任意に延伸されたフィルムが好ましく用いられ、価格面、防湿性、充填適性、風合い、廃棄性を考慮すると、２軸延伸ポリエステルフィルムが好ましい。
【００２６】
そして、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得るために、この耐加水分解性に優れるポリエステル基材フィルム１１、２１、３１は、例えば、耐加水分解性を向上させるために末端カルボキシルキの濃度が減少しているポリエステル樹脂組成物からなるものが用いられる。ポリエステル中の末端カルボキシル基の濃度は、ＡＮＡＬＹＴＩＣＬ  ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ第２６巻、１６１４ページに記載された方法にて測定されるが、この方法によって測定された末端カルボキシ基濃度が１５当量／１０６ｇを超えると加水分解が起こりやすく、太陽電池モジュール用裏面保護シートに用いた場合、高温・高湿環境下でバリア性の低下が起こり易くなるため好ましくない。
【００２７】
ポリエステルの末端カルボキシル基を減少させるため、加水分解性に優れるポリエステル基材フィルムを構成するポリエステル樹脂組成物にはエポキシ化合物を混合し、反応させることが有効である。エポキシ化合物としてはエチレンオキサイド、１，２−プロピレンオキサイド、１，２−ブチレンオキサイド、エビクールヒドリン、グリシドール、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルへキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリフールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリフールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセワールトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンジオキシド、１，２−エポキシシクロデカン、２  （３，４−エバ中ジシクロヘキシル）エチルメトキシシラン、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルなどが挙げられる。これらの化合物の１種類または２種類以上を混合し、反応させればよい。
【００２８】
また、ポリエステル樹脂組成物に、カルボジイミド化合物を混合し、反応させることも有効である。カルボジイミド化合物としては、Ｎ，Ｎ＝−ジ−ｐ−トリイルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ＝−ジフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ”−ジオクチルデシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ”−ジ−２，６−ジメチルフエニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ’−シクロへキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ＝−ジ−２，６−ジイソプロピルフエニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ−−ジ−２，６−ジ−ｔｅｒｔ．−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ−フェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ−−ジ−ｐ−ニトロフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ−−ジ−ｐ−アミノフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ＝−ジ−シクロへキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ＝−ジ−ｐ−トリイルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジシクロへキシルカルボジイミド、ヘキサメチレン−ビス−ジシクロへキシルカルボジイミド、エチレン−ビス−ジフェニルカルボジイミドなどが挙げられる。これらの化合物の１種類または２種類以上を混合し、反応させるようにしててもよいし、上述のエポキシ化合物と混合して用いるようにしてもよい。
【００２９】
ポリエステル樹脂組成物の製造方法としては、溶融状態のポリエステルにエポキシ化合物またはカルボジイミド化合物を添加して攪拌・反応させる方法、あるいはエクストルーダなどで混練・反応させる方法などがある。また必要に応じて、組成物中には、酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、ジルコニウム酸などの各種無機粒子や架橋高分子粒子、各種金属粒子などの粒子類のほか従来公知の抗酸化剤、金属イオン封鎖剤、イオン交換剤、着色防止剤、耐光剤、包接化合物、帯電防止剤、各種着色剤、ワックス類、シリコーンオイル、各種フッ素化合物を添加してもよい。
【００３０】
加水分解性に優れるポリエステル基材フィルム１１、２１、３１としては、上述のポリエステル樹脂組成物を用いて溶融押出製膜方法にて成製膜し、フィルムとしたものを用いればよい。より具体的には、１軸もしくは２軸の溶融押出機にて押出し、逐次２軸延伸、あるいは同時２軸延伸し、次いで用途によって熱処理することにより作製すればよい。
【００３１】
上記のポリエステル基材フィルム１１、２１、３１には密着性を向上させるために、例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、オゾン処理、グロー放電処理その他の前処理が施してあってもよい。
【００３２】
ポリエステル基材フィルム１１、２１、３１の厚さは特に制限を受けるものではないが、後述する密着層、無機化合物層、複合被膜層を形成する場合の加工性を考慮すると、実用的には３〜２００μｍの範囲が好ましく、特に６〜５０μｍとすることがより好ましい。
【００３３】
次に、このようなポリエステル基材フィルム１１、２１、３１上に積層して設けられている密着層１２、２２、３２について詳しく説明する。この層は、ポリエステル基材フィルム１１、２１、３１表面との密着性を高めることを目的として積層されているものである。
【００３４】
この密着層１２、２２、３２の構成材料としては、エステル結合より耐加水分解性が高いウレタン結合を含んでいる必要がある。密着層の構成材料中にウレタン結合を含むことでポリエステル基材フィルム１１、２１、３１の界面における耐加水分解性を上げ、密着性を保持することができる。ウレタン結合は、イソシアネートとアルコールとの付加反応によって生成する結合であり、特に、ポリウレタンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールなどの水酸基をもつ化合物とイソシアネート基をもつイソシアネート化合物との２液反応複合物からなる密着層は、ポリエステル基材フィルムとの密着性も良好で、且つ平滑な膜を作ることができるので好ましい。この複合物に各種添加剤、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、３級アミン、イミダゾール誘導体、カルボン酸の金属塩化合物、４級アンモニウム塩、４級ホスホニウム塩などの硬化促進剤や、フェノール系、硫黄系、ホスファイト系などの酸化防止剤、レベリング剤、流動調整剤、触媒、架橋反応促進剤、充填剤などを添加しておいても一向に構わない。
【００３５】
密着層１２、２２、３２の形成方法としては、例えば、オフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン印刷法などの周知の印刷方式や、ロールコート、ナイフエッジコート、グラビアコートなどの周知の塗布方式を用いることができる。乾燥条件については、一般的に使用される条件で構わない。また、反応を促進させるために、高温のエージング室などに数日放置して乾燥させる方法を用いてもよい。
【００３６】
次に、無機化合物からなる無機蒸着層１３、２３、３３について詳しく説明する。この
無機蒸着層１３、２３、３３は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化錫、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、あるいはそれらの混合物などの無機化合物の蒸着膜からなり、透明性を有しかつ酸素、水蒸気などに対するガスバリア性を有する層であればよい。各種殺菌耐性の付与を考慮するとこれらの中では、酸化アルミニウム及び酸化珪素がより好ましい。ただし無機蒸着層の材料は、上述した無機化合物に限定されず、上記条件に適合するものであれば他の無機化合物も用いることが可能である。
【００３７】
無機化合物からなる無機蒸着層１３、２３、３３の厚さは、用いられる無機化合物の種類・構成などにより最適条件が異なるが、一般的には５〜３００ｎｍの範囲内が望ましく、その値は適宜選択される。ただし膜厚が５ｎｍ未満であると均一な薄膜が得られ難いことや膜厚があまり十分でないことがあり、ガスバリア層としての機能を十分に果たすことができない場合がある。また膜厚が３００ｎｍを越える場合は薄膜にフレキシビリティを保持させることが難しく、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、薄膜に亀裂を生じるおそれがあるので問題となる場合がある。より好ましくは、１０〜１５０ｎｍの範囲内にあることである。 
【００３８】
無機化合物からなる無機蒸着層１３、２３、３３を前述した密着層１２、２２、３２や後述する複合被膜層２４−１上に形成する方法としては種々在るが、例えば一般的な真空蒸着法を採用することができる。また、その他の薄膜形成方法であるスパッタリング法やイオンプレーティング法、プラズマ気相成長法（ＣＶＤ）などを用いることも可能である。但し、生産性を考慮すれば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着法の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方式のいずれかの方式を用いることが好ましいが、蒸発材料の選択性の幅の広さを考慮すると電子線加熱方式を用いることがより好ましい。また無機蒸着層１３、２３、３３とポリエステル基材フィルム１１、２１、３１間の密着性及び無機蒸着層１３、２３、３３の緻密性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いて蒸着することも可能である。また、無機蒸着層の透明性を上げるために蒸着の際、酸素などの各種ガスなど吹き込む反応蒸着を用いても一向に構わない。
【００３９】
次いで、無機蒸着層の片面もしくは両面に設ける複合被膜層を説明する。この複合被膜層はガスバリア性を持った被膜層であり、水酸基含有高分子化合物と１種以上の金属アルコキシドとシランカップリング剤及び／またはそれらの加水分解物を含む水溶液或いは水／アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を用いて形成されるものである。より具体的には、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤及び／またはそれらの加水分解物の少なくとも１種類以上を含むコーティング剤の薄膜を、無機蒸着層１３、３３上、あるいは無機蒸着層２３と密着層２２の上にコーティングした後、その薄膜を加熱乾燥して形成すればよい。図１と図３には無機蒸着層１３、３３上に複合被膜層１４、３４を形成した例が、図２には無機蒸着層２３と密着層２２のそれぞれの上に複合被膜層２４−２、２４−１をそれぞれ形成した例が示してある。
以下、コーティング剤に含まれる各成分について詳細に説明する。
【００４０】
複合被膜層１４、２４、３４を構成するコーティング剤に用いられる水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウムなどが挙げられる。特にポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略す）をコーティング剤を構成する水溶性高分子として用いた場合にはガスバリア性が最も優れるので好ましい。ここでいうＰＶＡは、一般にポリ酢酸ビニルをけん化して得られるものである。ＰＶＡとしては例えば、酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分けん化ＰＶＡから酢酸基が数％しか残存していない完全ＰＶＡなど用いることができ、これ以外のものを用いても一向に構わない。
【００４１】
また、金属アルコキシドは、一般式、Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒなどの金属、Ｒ：ＣＨ３，Ｃ２Ｈ５などのアルキル基）で表せる化合物であるが、具体的にはテトラエトキシシラン〔Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４〕、トリイソプロポキシアルミニウム〔Ａｌ（Ｏ−２’−Ｃ３Ｈ７）３〕などが挙げられる。中でもテトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミニウムが加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であるので好ましく用いられる。 
【００４２】
また、シランカップリング剤は一般式、Ｒ１Ｓｉ（ＯＲ２）ｎ（Ｒ１：有機官能基、Ｒ２：ＣＨ３，Ｃ２Ｈ５などのアルキル基）で表せる化合物であるが、具体的には、エチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなどのシランカップリング剤などが用いられる。
【００４３】
コーティング剤中にはガスバリア性を損なわない範囲で、イソシアネート化合物、あるいは、分散剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤などの公知の添加剤を必要に応じて加えることも可能である。
【００４４】
コーティング剤の塗布方法としては、一般的に用いられているディッピング法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法、スプレー法、グラビア印刷法などの従来公知の薄膜形成方法を挙げることができる。
【００４５】
複合被膜層１４、２４、３４の厚さは、コーティング剤の種類や加工機や加工条件によって最適条件異なり特に限定されるものではない。但し、乾燥後の厚さが、０．０１μｍ未満の場合は、均一な塗膜が得られ難くなり、十分なガスバリア性を得られない場合があるので好ましくない。また厚さが５０μｍを超える場合は膜にクラックが生じ易くなるため問題となる場合がある。好ましくは０．０１〜５０μｍの範囲にあり、より好ましくは０．１〜１０μｍの範囲にあることである。
【００４６】
以上、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの一部を構成するガスバリア性フィルム１０、２０、３０について説明したが、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、前述したように、ガスバリア性フィルムの両面にさらに耐熱性を有する基材フィルムが積層されてなるものである（図３参照）。
【００４７】
耐熱性を有する基材フィルム３７、３９としては、耐熱性を有するものであれば良く、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムもしくはフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）フィルム、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）フィルム、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）フィルム、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）フィルム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）フィルムから選ばれるフッ素系基材フィルムなどが挙げられる。特に、耐侯性、高度の物理的靭性、化学的不活性、良好な耐摩耗性、耐汚れ性の点からポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）フィルムとして、例えば、デュポン社製の「テドラー（登録商標）」フィルムが好適に使用される。 
【００４８】
耐熱性を有する基材フィルムをガスバリア性フィルムに積層する方法としては、例えば、ドライラミネーション積層方式を挙げることができる。この際に用いられるドライラミネーション用接着剤としては、接着強度が長期間の屋外使用で劣化し、デラミネーションなどを生ぜず、さらには接着剤が黄変しないことなどが要求される。従って、それを構成するビヒクルの主成分となる樹脂としては、架橋ないし硬化して三次元網目状の架橋構造などを形成し得るものが望ましい。具体的には、硬化剤または架橋剤の存在下、熱または光などからなる反応エネルギーにより架橋構造を形成するものが好ましい。
２液硬化型ポリウレタン系接着剤などの、脂肪族系・脂環系イソシアネート、あるいは、芳香族系イソシアネートなどのイソシアネート系の硬化剤または架橋剤の存在下、熱、または光からなる反応エネルギーにより架橋構造を形成するものを用いることにより、耐熱性、耐候性、耐湿熱性などに優れた太陽電池モジュール用裏面保護シートを製造することができる。
【００４９】
上記のようにして得られる本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る耐熱性、耐候性、耐加水分解性、防湿性を有し、軽量性にも優れる。また、水蒸気（水分）や酸素などの侵入を防止する非常に優れたガスバリア性を有し、高温・高湿環境下でもガスバリア性能および太陽電池としての電気出力特性を長期にわたり維持することが可能な耐久性を有し、かつ、安価で難燃材料を含まないものである。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明を実施例を挙げてより具体的に説明する。まず、以下のようにして、密着層形成用溶液１と複合被膜層形成用溶液２を調製した。
【００５１】
［密着層形成用溶液１の調製］
アクリルポリオールとトリイジルイソシアネートをアクリルポリオールのＯＨ基に対し、ＮＣＯ基が等量となるように加え、全固形分が５ｗ％になるよう酢酸エチルで希釈し、さらにこれに３−イソシアネートプロピルアルコキシシランを全固形分に対し５ｗ％となるように添加して混合し、密着層形成用溶液１を調製した。
【００５２】
［複合被膜層形成用溶液２の調製］
まず、下記Ａ液、Ｂ液、Ｃ液を調製した。
［Ａ液の調製］
テトラエトキシシラン１０．４ｇに塩酸（０．１Ｎ）８９．６ｇを加え、３０分間撹拌し加水分解させて固形分３ｗｔ％（ＳｉＯ２換算）の加水分解溶液（Ａ液）を調製した。［Ｂ液の調製］
ポリビニルアルコールの３ｗｔ％水／イソプロピルアルコール溶液（水：イソプロピルアルコール重量比で９０：１０）液をＢ液とした。
［Ｃ液の調製］
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを０．１Ｎ塩酸／イソプロピルアルコール溶液の混合溶液（０．１Ｎ塩酸：イソプロピルアルコール重量比で１：１）で３ｗ%に希釈した液をＣ液とした。
【００５３】
次に、Ａ液、Ｂ液、Ｃ液を配合比（ｗｔ％）で７０／２０／１０に混合し、複合被膜層形成用溶液２を調製した。
【００５４】
＜実施例１＞
末端カルボキシル基の濃度が１３ｇ当量／１０６ｇでありエポキシ化合物を含む２軸延伸ＰＥＴフィルム（厚さ１２μｍ）の片面上に溶液１の薄膜をグラビアコート法により厚さ０．２μｍ（乾燥状態）で塗布してから乾燥させ、密着層を形成した。次いで、電子線加熱方式による真空蒸着装置により、厚さ３０ｎｍのシリカからなる無機蒸着層を密着層の上に形成した。さらに、無機蒸着層の上に溶液２の薄膜をグラビアコーターで塗布し乾燥機で１００℃、１分間乾燥させ、厚さ０．３μｍ（乾燥状態）の複合被膜層を形成することによりガスバリア性フィルムを得た。そして、このガスバリア性フィルムのＰＥＴフィルム側に厚さが５０μｍのＰＥＴフィルムを、また複合被膜層側に厚さが１８８μｍのＰＥＴフィルムをドライラミネート積層法により積層し、本発明の実施例１に係る太陽電池モジュール用裏面保護シートを作製した。
【００５５】
＜実施例２＞
実施例１の２軸延伸ＰＥＴフィルムに代え、末端カルボキシル基の濃度が１５ｇ当量／１０６ｇ以下でありカルボジイミドを含む２軸延伸ＰＥＴフィルム（厚さ１２μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の実施例２に係る太陽電池モジュール用裏面保護シートを作製した。
【００５６】
＜実施例３＞
実施例１の厚さが１８８μｍのＰＥＴフィルムに代え、厚さが３８μｍの白色ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）フィルム［デュポン社製「テドラー（登録商標）」］（白色テドラー＃３８）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の実施例３に係る太陽電池モジュール用裏面保護シートを作製した。
【００５７】
＜比較例＞
実施例１の２軸延伸ＰＥＴフィルムに代え、末端カルボキシル基の濃度が１８ｇ当量／１０６ｇであるＰＥＴフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の比較例に係る太陽電池モジュール用裏面保護シートを作製した。
【００５８】
さらに、上記の実施例１〜３および比較例で得られた太陽電池モジュール用裏面保護シートを用いて、下記のようにして太陽電池モジュールを作製した。
【００５９】
＜太陽電池モジュールの作製＞
ガラス板からなる太陽電池モジュール用表面保護板と、１００μｍのエチレン−酢酸ビニル充填材シートからなる表面側充填材層と、予め配線を配設した光起電力素子としての太陽電池素子と、厚さが１００μｍのエチレン−酢酸ビニル充填材シートからなる裏面側充填材層から構成される積層体の裏面側充填材層側に、実施例１〜３および比較例で得られた太陽電池モジュール用裏面保護シートをその耐加水分解性に優れたポリエステルフィルム基材が接するように、かつ、無機蒸着層側がその反対面に位置するように配置して積層した状態で、真空吸引により一体化させた後、１５０℃、２０分間の熱プレスにより加熱圧着成形して一体成形体とした。続いて、この一体成形体の端部にアルミニウムからなる枠体を装着して、実施例１〜３と比較例に係る太陽電池モジュールを作製した。
【００６０】
上記のようにして得られた太陽電池モジュール用裏面保護シートおよびこの裏面保護シートを用いた太陽電池モジュールを８５℃、８５％ＲＨ環境下に５０００時間保存しＪＩＳ規格Ｃ８９９１に基づいて出力保持率を測定した。
【００６１】
実験結果より、実施例１〜３に係る太陽電池モジュールは出力保持率も８０％以上だったが、比較例に係る太陽電池モジュールは基材のＰＥＴフィルムの加水分解が進みガスバリア性が劣化したため、外観は問題ないが出力保持率は８０％以下となった。
【００６２】
以上の結果から、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、長期間にわたる過酷な自然環境に耐え得る、耐熱性、耐候性、耐加水分解性、防湿性などの優れた諸特性を有し、特に、水蒸気（水分）や酸素などの侵入を防止する優れたガスバリア性を有していることが分かった。併せて、高温・高湿環境下でも優れたガスバリア性能および太陽電池としての電力出力特性を長期にわたり維持することが可能な耐久性を有するものであり、かつ、安価に提供できることが分かった。
【符号の説明】
【００６３】
１０、２０、３０・・・ガスバリア性フィルム
１１、２１、３１・・・耐加水分解性に優れるポリエステル基材フィルム
１２、２２、３２・・・密着層
１３、２３、３３・・・無機蒸着層
１４、２４−１、２４−２、３４・・・複合被膜層
３６、３８・・・接着剤層 
３７、３９・・・耐熱性を有する基材フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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