(57)【要約】【課題】耐熱性、耐候性、防湿性、その他の要求される諸機能を有し、かつ、安価な太陽電池用表面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供することにある。【解決手段】太陽電池用表面保護シート（１０）が透明フィルム層（４）に、少なくとも、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物からなる蒸着薄膜層（５）が積層されてなる透明蒸着フィルム層（３）の蒸着薄膜層（５）側にポリカーボネートフィルム層（１）を積層した積層体からなり、太陽電池モジュール（６０）が前記太陽電池用表面保護シート（１０）を用いて作成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明フィルム層に、少なくとも、無機酸化物の蒸着薄膜層が積層されてなる透明蒸着フィルム層の蒸着薄膜層側にポリカーボネートフィルム層を積層した積層体からなることを特徴とする太陽電池用表面保護シート。
【請求項２】
前記無機酸化物が酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用表面保護シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の太陽電池用表面保護シートを用いて作成したものから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、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、防湿性を有し、かつ、安価な太陽電池用表面保護シート及び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内外各方面の関心が高まる中、二酸化炭素の排出抑制のために、種々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が上昇し、地球環境に重大な影響を及ぼす。化石燃料に代替えするエネルギーとしては、いろいろ検討されているが、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。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、半導体からできている。その構造としては、太陽電池素子単体をそのままの状態で使用することはなく、一般的に数枚〜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種々パッケージングが行われ、ユニット化されている。このパッケージに組み込まれたユニットを太陽電池モジュールと呼び、一般的に太陽光が当たる面をガラスで覆い、熱可塑性プラスチックからなる充填材で間隙を埋め、裏面を耐熱、耐候性プラスチック材料などのシートで保護された構成になっている。しかしながら、ガラスを使用したものは重く、折り曲げることが出来ない等の点でモジュール生産時あるいは家屋などへの取り付け時の作業性が非常に悪いなどの欠点があり、また価格も高くなり、普及を妨げる要因にもなっている。軽量化、低価格化を図る目的でガラスに替えて、透明フィルム、例えば、アクリルフィルム、耐候性ポリエステルフィルム、ポリフッ化ビニリデンフィルムなどが検討されているが、防湿性、耐候性、価格などの点を全て満足させるものはなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、耐熱性、耐候性、防湿性、その他の要求される諸機能を有し、かつ、安価な太陽電池用表面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の請求項１に係る発明は、透明フィルム層に、少なくとも、無機酸化物の蒸着薄膜層が積層されてなる透明蒸着フィルム層の蒸着薄膜層側にポリカーボネートフィルム層を積層した積層体からなることを特徴とする太陽電池用表面保護シートである。
【０００５】
本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、前記無機酸化物が酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物であることを特徴とする太陽電池用表面保護シートである。
【０００６】
本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項１又は請求項２記載の太陽電池用表面保護シートを用いて作成したものから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】
【０００７】
本発明の太陽電池用表面保護シートは、透明フィルム層に、少なくとも、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物からなる蒸着薄膜層が積層されてなる透明蒸着フィルム層の蒸着薄膜層側にポリカーボネートフィルム層を積層した積
層体からなっているので、透明で、優れた防湿性、耐候性を有し、さらに柔軟性を有しているので曲げ加工性も良く、ガラス板に比べて低価格であり、前記太陽電池用表面保護シートを用いて作成した太陽電池モジュールは、軽量化、低コスト化が可能となり、広く普及出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の太陽電池用表面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュールを、実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。図１は本発明の太陽電池用表面保護シートの一実施形態を示す側断面図であり、太陽電池用表面保護シート（１０）は、厚み方向に順に、ポリカーボネートフィルム層（１）、接着剤層（２）、透明蒸着フィルム層（３）を積層した構成で、前記透明蒸着フィルム層（３）は透明フィルム層（４）に無機酸化物の蒸着薄膜層（５）を積層したものからなっており、蒸着薄膜層（５）面を接着剤層（２）側にして積層している。
【０００９】
前記透明蒸着フィルム層（３）は、透明フィルム層（４）と蒸着薄膜層（５）の間にさらに接着性促進の為のアンカーコート層を積層し、蒸着薄膜層（５）の上に表面を保護すると共にガスバリア性を向上させる為のオーバーコート層を積層したものからなっていても良い。
【００１０】
前記ポリカーボネートフィルム層（１）のフィルムの厚さは２０〜３００μｍのものが使用され、より好ましくは５０〜３００μｍのものである。ポリカーボネートフィルムは高透明で、耐熱性及び耐候性に優れているので、表面保護シートに使用する材料として好適である。
【００１１】
前記透明フィルム層（４）に使用するフィルムは、１２〜２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム、厚さ１５μｍの二軸延伸ナイロンフィルム、厚さ２０〜３０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムなどが使用されるが、二軸延伸ポリエステルフィルムが好ましい。
【００１２】
前記蒸着薄膜層（５）の無機酸化物は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウあるいはそれらの混合物であり、透明性を有し、かつ、優れたガスバリア性を有している。
【００１３】
前記蒸着薄膜層（５）の厚さは５〜３００ｎｍの範囲内であることが望ましい。膜厚が５ｎｍ未満になると均一な薄膜が形成されないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たすことができない。また、膜厚が３００ｎｍを超えた場合は薄膜にフレキシビリティを保持させることができず、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恐れがあるため良くない。
【００１４】
前記接着剤層（２）には、ポリウレタン系接着剤を使用する。通常、水酸基を持った主剤とイソシアネート基を持った硬化剤とを２液混合して使用する２液型が使用される。その積層方法は公知のグラビアコート方式で積層する。塗布量は１〜１０ｇ／ｍ2（乾燥状態）が良い。
【００１５】
本発明の太陽電池用表面保護シートは、前記の如き構成のものからなっているので、表面保護シートに求められる機能、例えば高透明性、防湿性、耐候性が優れると共に、柔軟性を有しているので曲げ加工性の点でも優れており、ガラス板に比べて価格も安い。
【００１６】
図２は本発明の太陽電池用表面保護シートを使用して、作成した太陽電池モジュールの一実施形態を示す模式図であり、太陽電池モジュール（６０）は、太陽電池用表面保護シ
ート（１０）、充填材層（３０）、太陽電池素子（２０）、配線（２１）、裏面保護シート（４０）、枠体（５０）で形成されており、太陽電池用表面保護シート（１０）はポリカーボネートフィルム層（１）面が最外側になるように形成されている。
【００１７】
前記充填材層（３０）に求められる機能は、太陽光線の透過率が高いこと、長期の屋外放置などにより光線透過率に低下などの物性変化がないこと、絶縁耐性が高く他の材料を腐食しないこと及び急激な外気条件の変化などによる樹脂の亀裂、界面剥離などが発生しないこと等の諸機能を有する必要があり、一般的にポリビニルブチラール樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂などが使用される。
【００１８】
前記裏面保護シート（４０）としては、一般的には、絶縁性、モジュール製造工程での耐熱性（１５０℃以上）があること、水蒸気透過率が極めて少ないこと、長期の屋外放置などに耐える耐候性を有すること等の諸機能を有すると同時に低価格であることなどが要求される。
【００１９】
前記枠体（５０）としては、一般的にはアルミニウム型材が使用される。
【００２０】
本発明の太陽電池用表面保護シート及びその太陽電池用表面保護シートを使用して作成した太陽電池モジュールを、以下に具体的な実施例に従って説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２１】
〈透明蒸着フィルムの作成〉
厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエステルフィルムの片面に、アクリルポリオールとトリレンジ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５重量％になるよう酢酸エチルで希釈し、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）トリメトキシシランを全固形分に対し５重量％添加して混合した塗布溶液を用いて、グラビアコート機で厚さ０．１μｍの乾燥被膜からなるアンカーコート層を積層し、その上に厚さ５０ｎｍの酸化珪素の蒸着薄膜層を真空蒸着装置で積層し、さらにその上にテトラエトキシシラン１０．４ｇに０．１Ｎ塩酸８９．６ｇを加え、３０分間撹拌し加水分解させた固形分３重量％（ＳｉＯ2換算）の加水分解溶液とポリビニルアルコールの３重量％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は重量％比で９０／１０）を重量％比で６０／４０に配合した塗布溶液を用いて、グラビアコート機で厚さ０．３μｍの乾燥被膜からなるオーバーコート層を積層して、透明蒸着フィルムを作成した。
【実施例１】
【００２２】
ドライラミネート機で、ポリカーボネートフィルム層（１）のフィルムとして使用した厚さ１２５μｍのポリカーボネートフィルムの片面に、固形分３０重量％のポリウレタン系接着剤（三井武田ケミカル（株）、主剤タケラックＡ５１１／硬化剤Ａ５０＝１０／１）を塗布乾燥して、塗布量５ｇ／ｍ2（乾燥状態）の接着剤層（２）を積層し、その上に前記作成した透明蒸着フィルムのオーバーコート層面を接着剤層（２）側にして積層し、本発明の太陽電池用表面保護シート（１０）を作成した。引き続き、作成した太陽電池用表面保護シート（１０）の透明フィルム層（４）面上に紫外線吸収剤入りのエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる厚さ２００μｍの充填材シートを重ね合わせ、その充填材シートの上に前もって配線接続した太陽電池素子（２０）を置き、その上からさらに紫外線吸収剤入りのエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる厚さ８０μｍの充填材シートをかぶせ、その上に厚さ３８μｍの白色ポリフッ化ビニルフイルムからなる裏面保護シート（４０）をかぶせ、減圧下で全体を１５０℃で３０分間熱プレスして太陽電池用表面保護シート（１０）及び裏面保護シート（４０）を融着一体化させ、両サイドの端部をアル
ミニウム枠体（５０）で固定し、図２に示した構成の太陽電池モジュール（６０）を作成した。
【００２３】
以下に、本発明の比較用の実施例を説明する。
【実施例２】
【００２４】
ポリカーボネートフィルム層（１）に使用したフィルムに替えて、厚さ１２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（東レ（株）、Ｓ１０）を使用した以外は、同様にして比較用の太陽電池用表面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュールを作成した。
【実施例３】
【００２５】
太陽電池用表面保護シートとして、厚さ３ｍｍのガラス板を使用した以外は、実施例１と同様にして、比較用の太陽電池モジュールを作成した。
【実施例４】
【００２６】
太陽電池用表面保護シートとして、厚さ１２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（東レ（株）、Ｓ１０）の単体フィルムを使用した以外は、実施例１と同様にして比較用の太陽電池モジュールを作成した。
【００２７】
〈評価〉
実施例１で作成した本発明の太陽電池用表面保護シート及び実施例２で作成した比較用の太陽電池用表面保護シート並びに実施例３及び実施例４で使用した比較用の太陽電池用表面保護シートの重量、水蒸気透過度、耐候性、曲げ加工性、コストを比較すると共に、実施例１で作成した本発明の太陽電池モジュール及び実施例２〜４で作成した比較用の太陽電池モジュールを高温高湿条件下に一定時間暴露し、暴露試験後の出力試験を実施して比較評価した。その結果を表１に示す。
（１）重量測定
使用した太陽電池用表面保護シートを１ｍ×１ｍの寸法に断裁し、その重量を測定した。
（２）水蒸気透過度測定
ＪＩＳ  Ｋ７１２９に準拠した測定方法で、４０℃、９０％ＲＨの条件下で、使用した太陽電池用表面保護シートの水蒸気透過度を測定した。
（３）耐候性試験
使用した太陽電池用表面保護シートを８５℃、９０％ＲＨ条件下に３０００時間保存し、保存後の外観の良悪を評価した。
（４）暴露試験後の出力試験
作成した太陽電池モジュールを８５℃、９０％ＲＨ条件下に５００時間暴露し、暴露試験後の出力試験を実施した。
【００２８】
【表１】
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表１に示すように、実施例１の本発明の太陽電池用表面保護シートは、重量も軽く、水蒸気透過度も小さく、曲げ加工性も良好で、コストもガラス板に比べて安く、８５℃、９０％ＲＨの保存条件下に３０００時間保存後も外観は良好で耐候性が優れ、本発明の太陽電池用表面保護シートを用いた太陽電池モジュールは８５℃、９０％ＲＨ条件下に５００時間暴露した暴露試験後も、その出力低下が５％以内で良好である。一方、実施例２の比較用の太陽電池用表面保護シートは、耐候性が劣り、太陽電池モジュールも暴露試験後の出力低下が５％以上であり、実施例３で使用した比較用の太陽電池用表面保護シートはガラスであるので重量が重く、曲げ加工は難しく、コストも高く、実施例４で使用した比較用の太陽電池用表面保護シートは水蒸気透過度が大きく、耐候性が悪く、太陽電池モジュ−ルの暴露試験後の出力低下も５％以上である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の太陽電池用表面保護シートの一実施形態を示す側断面図である。
【図２】本発明の太陽電池用表面保護シートを使用した太陽電池モジュールの模式図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…ポリカーボネートフィルム層
２…接着剤層
３…透明蒸着フィルム層
４…透明フィルム層
５…蒸着薄膜層
１０…太陽電池用表面保護シート
２０…太陽電池素子
２１…配線
３０…充填材層
４０…裏面保護シート
５０…枠体
６０…太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
2006120972.tif 000005