(57)【要約】【課題】複数回の塗膜の積層を行っても、層間剥離がなく、紫外線カット性、接着強度、耐湿性等の諸特性に優れ、低コストで意匠性に優れ、保護能力の高い太陽電池表面保護シートを提供すること。【解決手段】透明基材１ａの片面若しくは両面に、耐候性層を設けた太陽電池表面保護シートであって、前記耐候性層が、前記透明基材面に対し、第一耐候性層１ｂ、第二耐候性層１ｃの順に積層させ、前記第一耐候性層１ｂが紫外線吸収剤を含むフッ素ポリマーとし、前記第二耐候性層１ｃが紫外線吸収材を含まないフッ素ポリマーとし、前記第一耐候性層１ｂ前記第二耐候性層１ｃを順次塗布、または同時に塗布し、前記第一耐候性層１ｂと前記第二耐候性層１ｃとを同時に硬化させたことを特徴とする太陽電池表面保護シート。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材の片面若しくは両面に、耐候性層を設けた太陽電池表面保護シートであって、前記耐候性層が、前記透明基材面に対し、第一耐候性層、第二耐候性層の順に積層させ、前記第一耐候性層が紫外線吸収剤を含むフッ素ポリマーとし、
前記第二耐候性層が紫外線吸収材を含まないフッ素ポリマーとし、
前記第一耐候性層と前記第二耐候性層を順次塗布、または同時に塗布し、
前記第一耐候性層と前記第二耐候性層とを同時に硬化させたことを特徴とする太陽電池表面保護シート。
【請求項２】
前記透明基材の、耐候性層を設けた面に対峙する面に、透明ウレタン硬化型接着剤、透明バリアフィルムを積層させて設けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池表面保護シート。
【請求項３】
前記フッ素ポリマーが水酸基を含有し、イソシアネート系硬化剤との反応により硬化することを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池表面保護シート。
【請求項４】
前記紫外線吸収剤が、ヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤であることを
特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池表面保護シート。
【請求項５】
前記第一耐候性層、第二耐候性層を積層してなる耐候性層のトータル膜厚が、５〜７０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池表面保護シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池表面保護シートを用いた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の表面保護シートおよび該表面保護シートを用いた太陽電池モジュールに関するものであり、特には、耐久性の高い太陽電池表面保護シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化等の環境問題や脱原発への機運を背景に、太陽光発電への期待が高まっている。太陽光発電は、シリコン、ＣｄＴｅ、ＣＩＧＳ（銅インジウムガリウムセレナイド）などの光電変換素子により起電力を得るものである。
【０００３】
一般に光電変換素子は必要出力を得るため複数個接続され、また、外部環境で長期間の使用において発電性能を保持する必要性から、表面保護材、封止材、光電変換素子、裏面保護シートのように一体化された形態にて、太陽電池モジュールとして用いられる。
【０００４】
太陽電池モジュールの表面保護材は、機械的強度や耐候性の観点から、従来はガラス板が用いられてきたが、近年、軽量化やフレキシブル性に対する要望が高まっており、ガラス板をプラスチックフィルムで代替した太陽電池モジュールの実用化が始まっている。
【０００５】
例えば、硬化性官能基含有フッ素樹脂塗料の硬化塗膜が形成されてなる太陽電池用表面保護シートが報告されている。しかしながら、この保護シートでは硬化塗膜に練り込んだ紫外線吸収剤がブリードアウトすることで保護シート表面の艶が低下したり、紫外線カット性が低下したりするという課題が残る（特許文献１）。
【０００６】
また、蒸着、スパッタリングなどのドライコーティングまたはゾル‐ゲル法により塗膜を積層することで、長期的な耐光性、耐候性、耐加水分解性に優れる太陽電池用表面保護シートが報告されている。しかし、複数回の塗膜の積層は製造工程が複雑化し、コスト面で不利になり、さらには経時変化により界面の層間剥離などを起こしやすくなる（特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０‐２１２６３３号公報
【特許文献２】特開２０１２‐１５２９４号公報
【特許文献３】特開平６‐３２０６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決しようとするものであり、複数回の塗膜の積層を行っても、層間剥離がなく、紫外線カット性、接着強度、耐湿性等の諸特性に優れ、低コストで意匠性に優れ、保護能力の高い太陽電池表面保護シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、透明基材の片面若しくは両面に、耐候性層を設けた太陽電池表面保護シートであって、
前記耐候性層が、前記透明基材面に対し、第一耐候性層、第二耐候性層の順に積層させ、前記第一耐候性層が紫外線吸収剤を含むフッ素ポリマーとし、
前記第二耐候性層が紫外線吸収材を含まないフッ素ポリマーとし、
前記第一耐候性層と前記第二耐候性層を順次塗布、または同時に塗布し、
前記第一耐候性層と前記第二耐候性層とを同時に硬化させたことを特徴とする太陽電池表面保護シートである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記透明基材の、耐候性層を設けた面に対峙する面に、透明ウレタン硬化型接着剤、透明バリアフィルムを積層させて設けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池表面保護シートである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、前記フッ素ポリマーが水酸基を含有し、イソシアネート系硬化剤との反応により硬化することを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池表面保護シートである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、前記紫外線吸収剤が、ヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤であることを
特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池表面保護シートである。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、前記第一耐候性層、第二耐候性層を積層してなる耐候性層のトータル膜厚が、５〜７０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池表面保護シートである。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池表面保護シートを用いた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】
【００１５】
本発明によれば、長期的な耐光性、耐候性、耐加水分解性等の要望に対応するために、多層の構成にしても、層間剥離がなく、低コストで意匠性に優れ、保護能力の高い太陽電池表面保護シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明における太陽電池表面保護シートの一例を示した断面概念図である。
【図２】本発明における太陽電池表面保護シートの他の一例を示した断面概念図である。
【図３】本発明の太陽電池表面保護シートを用いた太陽電池モジュールの構成を示した概念図である。
【図４】本発明の太陽電池表面保護シートを用いた太陽電池モジュールを示した断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の太陽電池表面保護シートの一例を示しており、基材フィルム１ａに、第一耐候性層１ｂと、第二耐候性層１ｃが積層されている。このとき、第一耐候性層１ｂが硬化していない状態で第二耐候性層１ｃが積層されており、明瞭な界面が存在しない状態で硬化し、一体化している。
【００１８】
図２は、本発明の太陽電池表面保護シートの他の一例を示しており、基材フィルム１ａの片面に、第一耐候性層１ｂと、第二耐候性層１ｃが積層され、もう一つの片面には、透明バリアフィルム１ｄをウレタン硬化型接着剤１ｅを接着させてある。
【００１９】
図３は、太陽電池モジュールの構成を示しており、太陽電池セル（光電変換素子）３を封止材（ＥＶＡ）２により、本発明の太陽電池表面保護シート１内に封止し、図４に示す
ように一体成形されている。本発明の太陽電池表面保護シート１は、その基材シート１ａを封止材２に向けて積層することによって使用できる。
【００２０】
本発明の太陽電池表面保護シート1に用いる基材フィルム１ａとしては透明性と耐候性が重要であり、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系樹脂が好ましい。
【００２１】
基材フィルム１ａの厚さは特に限定されるものではないが、フッ素樹脂の塗布工程、及び水蒸気バリア層、絶縁性やその他の部材との積層工程を考慮し選択され、おおむね２５〜３００μｍである。
【００２２】
前述した通り、基材側の紫外線吸収剤を含むフッ素ポリマーからなる第一耐候性層１ｂと、紫外線吸収材を含まないフッ素ポリマーからなる第二耐候性層１ｃからなるものである。第一耐候性層１ｂと第二耐候性層１ｃの界面付近では、界面が明瞭に存在しない状態で一体化していることが好ましい。界面が明瞭にあると、その後の経時変化により層間剥離を起こしやすくなる。
【００２３】
フッ素ポリマーには塗料構成単位の観点から、次のものが例示でき、パーフルオロオレフィン単位を主体とするパーフルオロオレフィン系ポリマーの具体例としては、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）の単独重合体、またはＴＦＥとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）などとの共重合体、さらにはこれらと共重合可能な他の単量体との共重合体などがあげられる。
【００２４】
これらのうち、ＴＦＥを主体とするＴＦＥ系ポリマーか、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）単位を主体とするＶｄＦ系ポリマーが、耐候性、共重合性、耐薬品性の点で好ましい。
【００２５】
本発明の、紫外線吸収剤を含むフッ素ポリマーからなる第一耐候性層１ｂと、紫外線吸収材を含まないフッ素ポリマーからなる第二耐候性層１ｃに用いる樹脂は同じものであっても、異なるものであっても構わない。
【００２６】
第一耐候性層１ｂには紫外線カット性が要求されるため、紫外線吸収剤を含むフッ素ポリマーが用いられ、紫外線吸収剤としては、ヒンダードフェノール系、リン系、イオウ系、トコフェロール系の酸化防止剤、ヒンダードアミン系の光安定剤も適宜配合することができる。
【００２７】
紫外線吸収剤の種類は、特に限定されるものではなく、フッ素樹脂との相溶性や必要な紫外線カット性を考慮して、適宜選択して用いられる。
【００２８】
例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤や、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤等を用いることができる。
【００２９】
紫外線吸収剤の添加量は、フッ素樹脂１００質量部に対して、０．１質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、０．５質量部以上１０質量部以下であることがより好ましい。
【００３０】
このような紫外線吸収剤の例としては、ＢＡＳＦ社製のＴＩＮＵＶＩＮ４７７、ＴＩＮＵＶＩＮ４７９があげられる。
【００３１】
第一耐候性層１ｂの厚さは、３μｍ〜５０μｍ、より好ましくは５μｍ〜４０μｍであ
る。第一耐候性層１ｂの厚さが３μｍ未満では、塗布抜け等が起こり、紫外線カット性が不足する。また、第一耐候性層１ｂの厚さが５０μｍを超えると、経済的に不利になる。
【００３２】
第二耐候性層１ｃの厚さは、２μｍ〜２０μｍ、より好ましくは３μｍ〜１５μｍであり、層の厚さが２μｍ未満では、保護シート表面へ紫外線吸収剤のブリードアウトが発生し、紫外線カット性が不足する。また、厚さが１５μｍを超えると、経済的に不利になる。
【００３３】
第一耐候性層１ｂ及び第二耐候性層１ｃを塗布するための塗布方式にはスライドコーティング、グラビアコーティング、カーテンコーティング、ダイコーティング等、各種多層塗布方式の中から任意に選ぶことができる。
【００３４】
本発明では、第一耐候性層１ｂと、第二耐候性層１ｃの界面が明瞭に存在しない状態で一体化していることを特徴としている。このようにするためには、第一耐候性層１ｂと、第二耐候性層１ｃを硬化させずに順次塗布または同時多層塗布し、その後同時に硬化させることが望ましい。
【００３５】
塗布層を硬化する際のイソシアネート系硬化剤の具体例としては、たとえばジフェニルメタン‐４，４'‐ジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ｎ‐ペンタン‐１，４‐ジイソシアネート、これらの三量体、これらのアダクト体やビュウレット体、これらの重合体で２個以上のイソシアネート基を有するもの、さらにブロック化されたイソシアネート類などがあげられる。
【００３６】
イソシアネート基の、フッ素ポリマーが含有している水酸基に対する比（以下、（ＮＣＯ／ＯＨ）比）は、０．８〜１．５が好ましい。０．８より小さい場合、架橋密度が不十分となり塗膜の機械的強度に問題が生じる。また、（ＮＣＯ／ＯＨ）比が１．５より大きい場合、十分な基材密着性が発現しない。
【００３７】
以下に本発明の具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００３８】
フッ素樹脂として側鎖に水酸基を有するテトラフルオロエチレン共重合体（ＮＶ６５［ｗｔ％］、水酸基価：６５［ｍｇＫＯＨ／ｇ］）を用い、硬化剤として水素添加キシリレンジイソシアネート（アダクト変性体）（ＮＶ７５［質量％］、ＮＣＯ含有率１１［質量％］）を前記フッ素樹脂と硬化剤の（ＮＣＯ／ＯＨ）比が１．２となるように添加し、さらに酢酸ブチルを固形分濃度が５０ｗｔ％となるよう添加し、第二耐候性層１ｃの塗布液を調製した。
【００３９】
さらに紫外線吸収剤（ＢＡＳＦ社製：ＴＩＮＵＶＩＮ４７７）を紫外線吸収剤とフッ素樹脂の重量比が０．０４になるように添加、第一耐候性層１ｂの塗布液を調製した。
【００４０】
それぞれの該塗布液をＰＥＴフィルム（東レ社製：Ｓ１０）、厚み１２５μｍ）にドライ厚を、第一耐候性層１ｂが８μｍ、第二耐候性層１ｃが３μｍ、となる条件で多層塗布形成後、熱乾燥とエージングを行い、フッ素樹脂層が形成された透明基材を得た。
【００４１】
このフッ素樹脂層形成基材に透明バリアフィルム（凸版印刷社製：ＧＬ‐ＡＥＨ）、厚み１２μｍ）１ｄをウレタン硬化型接着剤１ｅで接着し積層化することで太陽電池表面保護シートを得た。
【００４２】
＜比較例１＞
上記実施例１において、第一耐候性層１ｂを８μｍ塗布形成、熱乾燥後、その表層に第二耐候性層１ｃを３μｍ塗布形成、熱乾燥した以外は全て実施例１と同様の条件で、ＰＥＴフィルムにフッ素樹脂層を形成、バリアフィルムを積層することで太陽電池表面保護シートを得た。
【００４３】
＜比較例２＞
上記実施例１において、耐候性層に、第一耐候性層１ｂを単体で１１μｍ塗布形成した以外は全て実施例１と同様の条件で、ＰＥＴフィルムにフッ素樹脂層を形成、バリアフィルムを積層することで太陽電池表面保護シートを得た。
【００４４】
＜比較例３＞
上記実施例１において、耐候性層に、第二耐候性層１ｃを単体１１μｍで塗布形成した以外は全て実施例１と同様の条件で、ＰＥＴフィルムにフッ素樹脂層を形成、バリアフィルムを積層することで太陽電池表面保護シートを得た。
【００４５】
上記各積層シートを５０ｍｍ四方に切り出し、プレッシャークッカーテスト器（ＰＣＴ）においての高温高湿環境下（１０５℃、１００％飽和）に９６時間放置した後にシートの外観を観察し、波長３５０ｎｍにおける透過率を測定した（分光光度計：日立社製Ｕ‐４１００）。
【００４６】
さらに、塗膜の基材への接着強度を測定した。測定はクロスカット法に準じて行い、碁盤目テープ法を用いて密着性を評価した（ＪＩＳ  Ｋ５４００準拠）。
【００４７】
クロスカット法において、隙間間隔１ｍｍのカッターガイドを用いて凹凸構造層を格子状にカットした。クロスカット法よりカットされた格子状カット部は１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲に形成するものとする。
【００４８】
その評価結果と測定結果を、表１にまとめて示す。
【００４９】
【表１】
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実施例１で作製した本発明の太陽電池表面保護シートは、紫外線吸収剤のブリードアウトも見られず、耐光性に優れた結果が明らかとなった。
【００５０】
それに対して、第一耐候性層１ｂを熱硬化後に第二耐候性層１ｃを形成した比較例１では、ＰＣＴによる高温高湿環境保存テスト後に、間剥離が発生し、接着強度が不十分な性能のものとなった。
【００５１】
また、紫外線吸収剤含有層である第一耐候性層１ｂを単層で耐候性層として用いた比較例２では、ＰＣＴによる高温高湿環境保存テスト後に紫外線吸収剤のブリードアウトが発生し外観不良となり、紫外線カット性も不十分な性能のものとなった。さらに、紫外線吸収剤を含まないフッ素ポリマーである第二耐候性層１ｃを、単層で耐候性層として用いた比較例３では、紫外線カット性の不十分な性能のものとなった。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・太陽電池表面保護シート
１ａ・・・基材フィルム
１ｂ・・・第一耐候性層
１ｃ・・・第二耐候性層
１ｄ・・・透明バリアフィルム
１ｅ・・・ウレタン硬化型接着剤
２・・・封止材（ＥＶＡ）
３・・・太陽電池セル（光電変換素子）
４・・・裏面太陽電池表面保護シート
５・・・太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
2014154817.tif 000005
【図３】
2014154817.tif 000006
【図４】
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