(57)【要約】      （修正有）【課題】各種機能を有した3種のフィルムを積層した太陽電池モジュール用保護シートにおいて、各フィルムの熱による寸法変化からのカール発生を抑制した太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法、並びに太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】封止材面側フィルム１１、接着層、基材フィルム１２、接着層、及び、大気面側フィルム１３が、この順に直接積層された太陽電池モジュール用保護シート１０であり、１５０℃における、封止材面側フィルム１１の熱荷重と大気面側フィルム１３の熱荷重との差が、０．２Ｎ／１０ｍｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、封止材面側フィルム（以下、フィルムＡという）、接着層、及び、大気面側フィルム（以下、フィルムＣという）が、この順に直接積層された太陽電池モジュール用保護シートであり、
１５０℃における、前記フィルムＡの熱荷重と前記フィルムＣの熱荷重との差が、０．２Ｎ／１０ｍｍ以下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。
【請求項２】
フィルムＡ、接着層、基材フィルム（以下、フィルムＢという）、接着層、及び、フィルムＣが、この順に直接積層された太陽電池モジュール用保護シートであり、
１５０℃における、前記フィルムＡの熱荷重と前記フィルムＣの熱荷重との差が、０．２Ｎ／１０ｍｍ以下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。
【請求項３】
前記フィルムＡが、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、及び、ナイロンからなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする、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】
前記フィルムＣが、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、及び、ナイロンからなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１〜３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５】
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール用保護シートを含んだ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の受光面、または裏面保護シートとして用いられる太陽電池モジュール用保護シート、および該太陽電池モジュール用保護シートを備えた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の増加による温室効果で地球の温暖化が生じることが予測され、二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギーの要求が高まっている。このような状況下で、太陽電池を利用した太陽光発電は安全性と汎用性の高さから非常に注目されている。一般に、太陽電池モジュールは、光電変換を行う太陽電池素子と、太陽電池素子を封止する封止材と、太陽電池素子の受光面側の封止材に積層されたガラス、または受光面保護シートと、太陽電池素子の非受光面側の封止材に積層された裏面保護シートから概略構成されている。
【０００３】
太陽電池モジュールの普及が進む一方で、より普及を促進するため日々、各種構成部材のコストダウンが太陽電池モジュールメーカー、並びに太陽電池用部材メーカーにとって急務となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０-２３８７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、太陽電池モジュールは長期間屋外、及び屋内で使用されるため、太陽電池モジュールの受光面側や非受光面側に使用される絶縁性能や耐湿性能の機能を持った保護シートには、耐湿性や耐候性が要求されるが、保護シートに使用される基材フィルムに耐湿性や耐候性を向上させることにより、各基材フィルムの温度による寸法変化が大きくなることがあり、各フィルムを積層、ラミネートして保護シートを作製した際に、各フィルムの寸法変化の差によってカールが発生し、太陽電池モジュール生産時に、カールによって発生した残留応力によって、長期信頼性能に悪影響を及ぼす場合があった。そのため通常は、寸法変化の大きいフィルムは例えば、特許文献１のように、基材フィルムと封止材層の間に、粘着層を有し、その粘着層によってカールで発生する残留応力を緩和する技術があることも知られている。
【０００６】
また、太陽電池モジュールメーカーの生産時には封止材と太陽電池素子、保護フィルムなどを溶着する際に１５０℃近くの温度にする必要があるが、この際も、各フィルムの熱荷重差によって保護シートがカールし、例えば、ラミネート後の保護シートにシワが入りやすくなったり、保護シートが折れ曲がってしまうことで、歩留まり低下といった、モジュール製造時における生産効率への悪影響を及ぼす場合があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は各種機能を有した3種のフィルムを積層した太陽電池モジュール用保護シートにおいて、各フィルムの熱による寸法変化からのカール発生を抑制した太陽電池モジュール用保護シートの構成、並びに太陽電池モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため次の（１）〜（５）のように構成した太陽電池モジュール用保護シート、並びに太陽電池モジュールを提供する。
（１）少なくとも、封止材面側フィルム（以下、フィルムＡという）、接着層、及び、大気面側フィルム（以下、フィルムＣという）が、この順に直接積層された太陽電池モジュール用保護シートであり、
１５０℃における、前記フィルムＡの熱荷重と前記フィルムＣの熱荷重との差が、０．２Ｎ／１０ｍｍ以下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。
（２）フィルムＡ、接着層、基材フィルム（以下、フィルムＢという）、接着層、及び、フィルムＣが、この順に直接積層された太陽電池モジュール用保護シートであり、
１５０℃における、前記フィルムＡの熱荷重と前記フィルムＣの熱荷重との差が、０．２Ｎ／１０ｍｍ以下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。
【０００９】
（３）前記フィルムＡが、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、及び、ナイロンからなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする、（１）又は（２）に記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【００１０】
（４）前記フィルムＣが、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、及び、ナイロンからなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【００１１】
（５）（１）〜（４）のいずれかに記載の太陽電池モジュール用保護シートを含んだ太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートによれば、封止材面側フィルムと大気面側フィルムを備え、１５０℃におけるその２つのフィルムの熱荷重の差が０．２Ｎ／１０ｍｍ以下であることから、積層された太陽電池モジュール用保護フィルムは太陽電池モジュール生産時にカールが発生することなく、そのため太陽電池モジュール生産時の歩留まり向上が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の太陽電池モジュール用保護シートの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートおよびその製造方法、並びに、太陽電池モジュールの実施の形態について説明する。なお、この形態は発明の趣旨をより良く理解させるための具体的に説明する物であり、特に指定のない限り、本発明を限定する物ではない。
【００１５】
図１は、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの第一の実施形態を示す概略断面図である。この実施形態の太陽電池モジュール用保護シート１０は、基材フィルム（以下、フィルムＢという）１２と、フィルムＢ１２の両側に積層された封止材面側フィルム（以下、フィルムＡという）１１と大気面側フィルム（以下、フィルムＣという）１３とから概略構成されている。フィルムＡ１１、フィルムＢ１２、フィルムＣ１３から構成される太陽電池モジュール用保護シート１０は各層の間に接着層を有し、積層されている。この太陽電池モジュール用保護シートは太陽電池モジュールの受光面保護シートまたは裏面保護シートに適用されるものである。
【００１６】
フィルムＡ１１、基材フィルムＢ１２、フィルムＣ１３に用いられる樹脂フィルムとしては、一般に太陽電池モジュール用保護シートにおいて用いられているものが選択される。このような樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、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樹脂、ナイロン、カーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ビニルアセタール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、フッ素系樹脂などの樹脂からなる樹脂のフィルムが用いられている。なおフィルムＡについては、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、及び、ナイロンからなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましい。またフィルムＣについては、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、及び、ナイロンからなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましい。フィルムＡ１１、基材フィルムＢ１２、フィルムＣ１３に用いられるこれらの樹脂フィルムのなかでも、ポリエステルからなるフィルムが好ましく、具体的にはＰＥＴフィルムがより好ましい。
【００１７】
フィルムＡ１１の厚みは、太陽電池モジュールに要求される電気絶縁性とシートの反射特性に基づいて適宜設計される。例えばフィルムＡ１１がPETフィルムの場合、生産性、電気絶縁性の観点から、厚みが１０μm〜３００μm、さらに高反射特性が要求されている場合は５０μm〜３００μmの範囲であることが好ましい。
【００１８】
また、フィルムＡ１１はフィラーを含有してもよい。フィラーは、紫外線遮蔽、水蒸気バリア製、絶縁性、着色などの機能を基材フィルム１１に付与するために用いられる。使用されるフィラーとしては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素、酸化亜鉛、タルク、各種顔料などが用いられる。
【００１９】
フィルムＢ１２の一方の面または両面には、蒸着層がさらに設けられていても良い。蒸着層は、例えば、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法などの化学成長法、または、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理気相法により形成される。蒸着層は、シリカ、アルミナなどの無機酸化物から構成されるものであっても、複数種の金属酸化物からなるものであっても、無機有機混合物からなるものであってもよい。これらの蒸着方法の中でも無機酸化物から構成されるものが好ましく、具体的には長期の水蒸気バリア性能保持の観点からシリカ蒸着のものが好ましい。
【００２０】
また、フィルムＢ１２の厚みは、生産性の観点から１０μm〜２００μmの範囲であることが好ましい。
【００２１】
フィルムＣ１３の厚みは、太陽電池モジュールに要求される電気絶縁性に基づいて適宜設計される。例えばフィルムＡ１１がＰＥＴフィルムの場合、生産性、電気絶縁性の観点から、厚みが１０μm〜３００μmの範囲であることが好ましく、２０μm〜２５０μmであることがより好ましい。
【００２２】
また、フィルムＣ１３はフィラーを含有してもよい。フィラーは、紫外線遮蔽、水蒸気バリア製、絶縁性、着色などの機能をフィルムＡ１１に付与するために用いられる。使用されるフィラーとしては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素、酸化亜鉛、タルク、各種顔料などが用いられる。
【００２３】
本発明の太陽電池モジュール用保護シートは、１５０℃における、フィルムＡの熱荷重とフィルムＣの熱荷重との差が、０．２Ｎ／１０ｍｍ以下であることが重要である。フィルムＡの熱荷重とフィルムＣの熱荷重との差を０．２Ｎ／１０ｍｍ以下にすることで、シートに発生するカールを抑制できる点で好ましい。
【００２４】
ここで記載の熱荷重とは、ＴＭＡ（熱機械分析装置）により測定でき、２５℃から１８０℃の温度範囲を１０℃／分で昇温した際に得られる荷重量とする。また、測定サンプルは２０ｍｍ長さ×４ｍｍ幅のものを使用する。
【００２５】
熱荷重を変える方法としては、例えば、フィルム厚みの変更、フィルム製膜時の延伸倍率、熱固定温度の調整、フィルム製膜後のアニールなどの熱処理によって調整することが可能である。
また、第二の実施形態の本発明の太陽電池モジュール用保護シートは、少なくとも、封止材面側フィルム（以下、フィルムＡという）、接着層、及び、大気面側フィルム（以下、フィルムＣという）が、この順に直接積層された太陽電池モジュール用保護シートであり、１５０℃における、前記フィルムＡの熱荷重と前記フィルムＣの熱荷重との差が、０．２Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする。第二の実施形態の本発明の各要件については、第一の実施形態の説明の通りである。
次に、本発明の太陽電池モジュール用保護シートの製造方法について説明する。本発明の太陽電池モジュール用保護シートの製造方法としては、上記した本発明の太陽電池モジュール用保護シートの各構成を密着性良く積層できる方法であれば特に限定される物ではない。このような方法として例えば、接着材層を介して、上記フィルム上に、もう片方のフィルムをドライラミネートする方法を例示することができる。
【００２６】
上記接着材層を構成するラミネート用接着剤としては、例えば、ポリ酢酸ビニル系接着剤、アクリル酸のエチル、ブチル、２−エチルへきしるエステルなどのホモポリマー、あるいはこれらとメタクリル酸メチル、アクリロニトリル、スチレンなどとの共重合体等からなるポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸などのモノマーとの共重合体などからなるエチレン共重合体系接着剤、ポリエチレン系樹脂あるいはポリプロピレン系樹脂などからなるポリオレフィン系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、尿素樹脂またはメラミン樹脂等からなるアミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、反応型アクリル系接着剤、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン、イソプレンゴム等からなるゴム系接着剤、シリコーン系接着剤、アルカリ金属シリケート、低融点ガラス等からなる無機系接着剤等の接着剤を用いることができる。また、これらの接着剤の組成系は、水性型、溶液型、エマルジョン型、分散型等のいずれの形態でも良く、さらに、接着機構については、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれの形態であっても良い。
【００２７】
本発明においては、高耐熱性、耐湿熱性等に優れた接着剤を得るために、硬化剤、または架橋剤を含ませることにより、上記接着剤を架橋することが好ましい。このような硬化剤、または架橋剤としては、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等のイソシアネート系化合物を用いることができ、より具体的には、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）等を例示することができる。
【００２８】
上記接着剤は、例えば、ロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、その他等のコート法、あるいは印刷法等によって、基材フィルム上にコーティングすることができる。コーティング量としては、０．１ｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２（乾燥状態）の範囲内が好ましい。
【００２９】
なお、上記接着剤中には、紫外線劣化などを防止するために、前述の紫外線吸収剤あるいいは光安定化剤を添加することができる。上記紫外線吸収剤あるいは光安定化剤としては、前述の紫外線吸収剤の１種ないしはそれ以上、あるいは、光安定化剤の１種ないしはそれ以上を同様に使用することができる。その使用量としては、その粒子形状、密度などによって異なるが、上記接着剤中に、０．１〜１０重量％の範囲内であることが好ましい。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３０】
「熱荷重測定方法」
ポリエステルフィルムを２０ｍｍ×４ｍｍに切断し、ＴＭＡにて温度を２５℃から１８０℃まで１０℃／分で昇温し、その時の荷重を連続的に測定した。得られたデータから１５０℃での荷重を当該フィルムの１５０℃での熱荷重とした。
【００３１】
「実施例１」
熱荷重が０．０４Ｎ／１０ｍｍである厚み５０μｍのポリエステルフィルムＡの一方の面に、ポリウレタン系接着剤を塗布し、接着層を形成した。
次いで、接着層を形成した層に厚み１２μｍのポリエステルフィルムＢをラミネートして、５０μｍのポリエステルフィルムと１２μｍのポリエステルフィルムからなる積層体を作製した。
次いで、５０μｍのポリエステルフィルムが積層されていない１２μｍのポリエステルフィルムの面に、ポリウレタン系接着剤を塗布し、接着層を形成した。
次いで、接着層を形成した層に熱荷重が０．１４Ｎ／１０ｍｍである厚み５０μｍのポリエステルフィルムＣ１をラミネートして、５０μｍのポリエステルフィルムと１２μｍのポリエステルフィルムと５０μｍのポリエステルフィルムからなる積層体（シート）を作製した。
【００３２】
「実施例２」
実施例１と同じ厚み５０μｍのポリエステルフィルムＡの一方の面に、ポリウレタン系接着剤を塗布し、接着層を形成した。
次いで、接着層を形成した層に厚み１２μｍのポリエステルフィルムＢをラミネートして、５０μｍのポリエステルフィルムと１２μｍのポリエステルフィルムからなる積層体を作製した。
次いで、５０μｍのポリエステルフィルムが積層されていない１２μｍのポリエステルフィルムの面に、ポリウレタン系接着剤を塗布し、接着層を形成した。
次いで、接着層を形成した層にポリエステルフィルムＣ１と異なる熱荷重が０．２２Ｎ／１０ｍｍである厚み５０μｍのポリエステルフィルムＣ２をラミネートして、５０μｍのポリエステルフィルムと１２μｍのポリエステルフィルムと５０μｍのポリエステルフィルムからなる積層体（シート）を作製した。
【００３３】
「比較例１」
実施例１と同じ厚み５０μｍのポリエステルフィルムＡの一方の面に、ポリウレタン系接着剤を塗布し、接着層を形成した。
次いで、接着層を形成した層に厚み１２μｍのポリエステルフィルムＢをラミネートして、５０μｍのポリエステルフィルムと１２μｍのポリエステルフィルムからなる積層体を作製した。
次いで、５０μｍのポリエステルフィルムが積層されていない１２μｍのポリエステルフィルムの面に、ポリウレタン系接着剤を塗布し、接着層を形成した。
次いで、接着層を形成した層にポリエステルフィルムＣ１、Ｃ２と異なる熱荷重が０．２６Ｎ／１０ｍｍである厚み５０μｍのポリエステルフィルムＣ３をラミネートして、５０μｍのポリエステルフィルムと１２μｍのポリエステルフィルムと５０μｍのポリエステルフィルムからなる積層体（シート）を作製した。
【００３４】
「比較例２」
実施例１と同じ厚み５０μｍのポリエステルフィルムＡの一方の面に、ポリウレタン系接着剤を塗布し、接着層を形成した。次いで、接着層を形成した層に厚み１２μｍのポリエステルフィルムＢをラミネートして、５０μｍのポリエステルフィルムと１２μｍのポリエステルフィルムからなる積層体を作製した。
次いで、５０μｍのポリエステルフィルムが積層されていない１２μｍのポリエステルフィルムの面に、ポリウレタン系接着剤を塗布し、接着層を形成した。
次いで、接着層を形成した層にポリエステルフィルムＣ１、Ｃ２、Ｃ３と異なる熱荷重が０．２９Ｎ／１０ｍｍである厚み５０μｍのアニールポリエステルフィルムＣ４をラミネートして、５０μｍのポリエステルフィルムと１２μｍのポリエステルフィルムと５０μｍのポリエステルフィルムからなる積層体（シート）を作製した。
【００３５】
「試験例１」（熱収縮させた際のカール）
実施例と比較例の太陽電池モジュール用保護シートのカール（反り）を測定した。
実施例と比較例の太陽電池モジュール用保護シートから、１２０ｍｍ×１２０ｍｍの試験片を切り出した。
次いで、封止材面側フィルムが熱盤と接するように、１５０℃の熱盤上に静置し、１時間放置した。
その後、１５０℃の熱盤上で熱盤から試験片まで最も離れた箇所４点の高さを測定し、最も高さが高い点の高さを求めて、その高さをカール高さとした。
高さの測定結果と熱荷重の差を表１に示す。
【００３６】
「試験例２」（太陽電池モジュール作製時の外観）
実施例１〜２、および比較例１〜２の太陽電池モジュール用保護シートをガラス、封止材、太陽電池モジュール用保護シートの順に積層し、ガラス側が１４５℃に保持した熱盤と接触するように静置した状態で、真空引き４分＋１気圧プレス保持１０分の条件で真空ラミネートをした際の外観確認を行った。結果を表１に示す。
【００３７】
表１の結果から、実施例１、２の太陽電池モジュール用保護シートは、カール（反り）が小さく、太陽電池モジュール作製時に不具合の発生がないことがわかる。
【００３８】
【表１】
2014017300.tif 000003
【００３９】
×１：ガラス端部とバックシートのズレ発生
×２：バックシート端部の折れ曲がり発生
【符号の説明】
【００４０】
１０  太陽電池モジュール用保護シート
１１  封止材面側フィルム
１２  基材フィルム
１３  大気面側フィルム
【図１】
2014017300.tif 000004