(57)【要約】      （修正有）【課題】耐加水分解性および耐紫外線性、さらには防汚性にも優れる太陽電池モジュール用裏面保護シートを提供する。【解決手段】ポリオレフィンフィルム１と耐加水分解性を有するプラスチックフィルム３が積層された積層体であって、プラスチックフィルム３が、ポリオレフィンフィルム１と積層された面とは反対面側に紫外線吸収層４を有し、紫外線吸収層４の外側表面の三次元中心面平均粗さが０．０１μｍ以上０．２μｍ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】
ポリオレフィンフィルムと耐加水分解性を有するプラスチックフィルムが積層された積層体であって、プラスチックフィルムが、ポリオレフィンフィルムと積層された面とは反対面側に紫外線吸収層を有し、紫外線吸収層の外側表面の三次元中心面平均粗さが０．０１μｍ以上０．２μｍ以下であ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】
前記紫外線吸収層の外側表面に、インディゴ染料を使用した青色ジーンズを擦過させた後の青色染料付着性がクラス１以下である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裏面保護シート。
【請求項３】
前記プラスチックフィルムが、１２０℃、１００％ＲＨ環境下で６０時間保管した後の破断伸度が未保管のものの破断伸度の５０％以上を維持するポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール用裏面保護シート。
【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に関するものであり、具体的には、耐加水分解性、耐紫外線性、および防汚性に優れた太陽電池モジュール用裏面保護シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への意識の高まりから、太陽光エネルギーは無尽蔵で無公害の新たなエネルギー源として注目されており、太陽光発電はクリーンで環境に優しい発電システムとして急速に開発が進んでいる。
【０００３】
一般に、太陽電池モジュールは、結晶シリコン太陽電池あるいはアモルファスシリコン太陽電池等の太陽電池素子を使用し、表面保護シートまたはガラス、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂等の封止材シート、太陽電池素子、封止材シート、および裏面保護シートの順に積層し、真空吸引、加熱圧着して一体化する方法により製造されている。太陽電池モジュールを構成する裏面保護シートとしては、軽量であり電気特性・強度に優れたプラスチック基材が一般的に使用されてきている。太陽電池モジュールは２０年以上の長期にわたり性能を維持することが求められるため、裏面保護シートは、強度・耐候性・耐熱性・耐水性・耐光性・耐薬品性・防湿性・意匠性等に優れ、これらが経時的に大きく劣化しないことが必要とされる。
【０００４】
現在、このような太陽電池モジュール用裏面保護シートとしては、２層ないし３層のプラスチックフィルムが接着剤等によって貼り合わせされたものが製造されている。特に、太陽電池モジュールは直接太陽光にさらされる環境下で使用されることより、太陽電池モジュールの裏面側最外層へは、耐紫外線性を有する保護層を設けるのが一般的である（特許文献１、２参照）。
【０００５】
ところで太陽電池モジュール用裏面保護シートには、製造工程において汚れが付きにくいという特性への要求も強い。太陽電池モジュールを作製する真空熱圧着の工程において、作業者の作業服との接触により作業服の染料が転写することによる裏面保護シートの着色の問題が指摘されている。特に青色ジーンズを着用することが多い作業現場では、作業者が意識しないで裏面保護シートと青色ジーンズとが触れたり、持ち運びの際などに擦れたりすることによる影響で、真空熱圧着工程通過後の太陽電池モジュールの裏面保護シート側に青色ジーンズのインディゴ染料に起因する青色着色が発生することがあり、外観上の不具合となり問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９―１４７０６３号公報
【特許文献２】特開２０１０―９２９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、太陽電池モジュール用裏面保護シートとして、耐加水分解性および耐紫外線性、さらには防汚性にも優れる太陽電池モジュール用裏面保護シート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】
第１の発明は、ポリオレフィンフィルムと耐加水分解性を有するプラスチックフィルムが積層された積層体であって、プラスチックフィルムが、ポリオレフィンフィルムと積層された面とは反対面側に紫外線吸収層を有し、紫外線吸収層の外側表面の三次元中心面平均粗さが０．０１μｍ以上０．２μｍ以下であ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。
【０００９】
第２の発明は、前記紫外線吸収層の外側表面にインディゴ染料を使用した青色ジーンズを擦過させた後の青色染料付着性がクラス１以下であることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、前記プラスチックフィルムが、１２０℃、１００％ＲＨ環境下で６０時間保管した後の破断伸度が未保管のものの破断伸度の５０％以上を維持するポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートとして、耐加水分解性および耐紫外線性、さらには防汚性にも優れる太陽電池モジュール用裏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】
【００１２】
【図１】本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートの１つの態様の断面図である。紫外線吸収層が共押出しにより形成されたものである。
【図２】本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートのもう１つの態様の断面図である。紫外線吸収層がコーティングにより形成されたものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に具体例を挙げつつ、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、ポリオレフィンフィルムと耐加水分解性を有するプラスチックフィルムが積層された積層体である。
【００１５】
本発明におけるポリオレフィンフィルムとは、ポリオレフィンからなるフィルムである。ポリオレフィンとはエチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテンなどのオレフィンモノマーを単独あるいは共重合したものであり、耐熱性の点でポリエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂が好ましく、ポリエチレンよりもポリプロピレンを主体とした樹脂（ポリプロピレン系樹脂）の方がさらに耐熱性に優れ、太陽電池モジュールを成型する際の高温・高圧下での変形を受けにくく、該加工温度が高い場合にはより好ましく用いられる。
【００１６】
ポリプロピレン系樹脂の融点は、１４０℃〜１７０℃の範囲であることが、耐熱性をはじめ、滑り性やフィルムのハンドリング性、耐カール性、接着性樹脂層との熱接着性の点から好ましい。融点を１４０℃以上とすることで耐熱性に優れ、太陽電池モジュール用裏面保護シート部材フィルムとして封止材シートと熱融着させたときに、厚さが低減することによる耐絶縁性の低下を抑えることができるため好ましい。融点を１７０℃以下とすることで、接着性樹脂層との優れた密着力を確保することができ好ましい。
【００１７】
本発明におけるポリオレフィンフィルムには、顧客要求により白色微粒子が添加された樹脂や黒色微粒子が添加されたものが好ましく用いられる。白色微粒子としては、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム等であり、白色微粒子を添加することによって、反射率向上の効果により発電効率の向上が期待できる。また、黒色微粒子としては、カーボンブラックやカーボンナノチューブ、アニリンブラック、黒色酸化鉄などを添加することができる。これらの黒色微粒子を添加することによっては、意匠性が向上する。
【００１８】
これらポリオレフィンフィルムの厚さは、用いられる太陽電池モジュールの構造によって変わるものの、１０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましく、２０〜１５０μｍの範囲がフィルム製造の面や他基材とのラミネート加工性から好ましいが、必要な絶縁破壊電圧や部分放電電圧が保持できる範囲でなるべく薄い方が、経済性の面において好ましい。
【００１９】
本発明における耐加水分解性を有するプラスチックフィルムは、１２０℃、１００％ＲＨ環境下で６０時間処理した後の破断伸度が未保管のものの破断伸度の５０％以上を維持することが好ましい。耐加水分解性を有するプラスチックフィルムとしては、ポリエステルフィルム、ナイロン（ポリアミド）樹脂フィルム、フッ素樹脂フィルムなどがあげられるが、なかでも耐加水分解性を有するポリエステルフィルムが加工性、経済性の点から好ましい。
【００２０】
耐加水分解性を有するポリエステルフィルムは、耐熱性、防湿性、耐加水分解に優れる性能を有し、太陽電池モジュールの保護を確実に行うことができる。耐加水分解性ポリエステルフィルムは、強度、耐熱性、平面性の点から常法により二軸延伸されたものが好ましい。
【００２１】
耐加水分解性ポリエステルフィルムは、ジカルボン酸成分にテレフタル酸、ジオール成分にエチレングリコールを用いた固有粘度［η］が０．７０〜１．２０、より好ましくは０．７５〜１．００のポリエチレンテレフタレートの二軸延伸フィルムや、ジカルボン酸成分に２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジオール成分にエチレングリコールを用いたポリエチレン−２，６−ナフタレートの二軸延伸フィルムが耐熱性、耐加水分解性、耐候性、機械強度等の面で特に好ましく、機械的強度や耐熱性、経済性とのバランスから二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが最も好ましい。ここで、固有粘度［η］は、ｏ−クロロフェノールを溶媒としてポリエステルフィルムを溶解し、２５℃の温度で測定した値であり、該粘度はポリエステルの重合度に比例する。この固有粘度が０．７０以上である場合には、耐加水分解性、耐熱性を付与することが容易となり、裏面保護シート、さらには太陽電池モジュールの耐加水分解性能を向上させるため好ましい。また、該数値が１．２０以下の場合には、溶融粘度が低くなり溶融押出成形が容易となり、フィルムの製膜性が向上するため好ましい。また、このポリエステルの中には、必要に応じて、本発明の効果が損なわれない量で適宜な添加剤、例えば耐熱安定剤、耐酸化安定剤、紫外線吸収剤、耐侯安定剤、有機の易滑剤、有機系微粒子、充填剤、帯電防止剤、核剤、染料、分散剤、カップリング剤等が配合されていてもよい。
【００２２】
本発明における耐加水分解性を有するプラスチックフィルムの厚さは、５０〜３００μｍの範囲であることが好ましく、フィルムの剛性、耐電圧性、太陽電池モジュール用裏面保護シートのコスト面および太陽電池セル製造の際の加工適性から、７５〜２５０μｍの範囲であることがより好ましい。
【００２３】
本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、上述のポリオレフィンフィルムと耐加水分解性を有するプラスチックフィルムが積層された積層体であって、耐加水分解性を有するプラスチックフィルムは、ポリオレフィンフィルムと積層された面とは反対側に紫外線吸収層を有するものである。
【００２４】
本発明における紫外線吸収層とは、太陽電池モジュールの最外層に耐紫外線性を向上させるための無機の紫外線吸収剤微粒子が添加された層を指す。耐加水分解性を有するプラスチックフィルムが紫外線吸収層を有していることにより、裏面保護シートの紫外線劣化を防ぐことが出来る。該紫外線吸収層が、長期の屋外暴露においても地面や屋根からの照り返しによる樹脂の色調変化、強度劣化などの紫外線劣化を防止する機能を担う。該紫外線吸収層は、波長３８０ｎｍにおける光線透過率を１０％以下とする機能を有する層をいい、該波長における光線透過率は７％以下であることがさらに好ましく、５％以下であることが最も好ましい。
【００２５】
本発明における耐加水分解性を有するプラスチックフィルムに紫外線吸収層を設ける方法は、無機の紫外線吸収剤微粒子が添加された層を塗布する方法、該微粒子を添加した樹脂シートを各種接着方法で積層する方法、該微粒子を添加した樹脂層と耐加水分解性を有するプラスチック層とを共押出しで一体成型する方法などが採用できる。なかでも、耐加水分解性プラスチック層と無機の紫外線吸収剤微粒子が添加された耐加水分解性プラスチック層が共押出しで積層された構成が望ましく、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層に無機の紫外線吸収剤微粒子が添加された耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層が共押出しで積層された構成がより好ましい。
【００２６】
上記耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層と無機の紫外線吸収剤微粒子が添加された耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層が積層された構成として、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層に対し、無機の紫外線吸収剤微粒子の添加された耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層の厚さの比が２：１から８：１の範囲であるものが例示できる。該共押出しによる耐加水分解性を有するポリエチレンテレフタレートフィルムを使用することによって、従来のポリエチレンテレフタレートフィルムでは得られなかった耐紫外線性と高い反射率、耐湿熱性を得ることができる。これらの場合に使用する無機の紫外線吸収剤微粒子としては、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム等が好ましいが、酸化チタンを用いることが高い紫外線吸収性の点でより好ましい。
【００２７】
本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートは、耐加水分解性を有するプラスチックフィルムとポリオレフィンフィルムを接着剤で貼り合わせることにより製造することができる。具体的には、耐加水分解性を有するプラスチックフィルムにグラビアロールコート法、リバースキスコート法等を用いて接着剤を塗工・乾燥後、ポリオレフィンフィルムと圧着・積層するドライラミネートなどの公知手法を用いて貼り合わせることができる。このとき、耐加水分解性を有するプラスチックフィルムは、必要に応じてコロナ処理、プラズマ処理などの接着性を向上させるための表面処理を施すことが好ましい。
【００２８】
本発明において、上記構成の裏面保護シートの紫外線吸収層の３次元中心面平均粗さＳＲａは０．０１μｍ以上０．２μｍ以下とする必要がある。０．０１μｍ未満だと、すべり性が悪いためにハンドリング性が悪い。０．２μｍを超えると、太陽電池モジュールを作製する工程において、作業者の着用する青色ジーンズとの接触で染料が転写することによる青色の汚れにより製品検査で不良品とされる確率が高くなる。また同様の理由で、表面最大高さＳＲｍａｘが２．５μｍ以下、十点平均面粗さＳＲｚが２．０μｍ以下であることがより好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【００３０】
（評価方法）
実施例及び比較例における、太陽電池モジュール用裏面保護シートの作製方法、各種評価項目の評価方法を下記する。
【００３１】
（１）青色染料付着性
裏面保護シートを５ｃｍ×１０ｃｍにカットし、紫外線吸収層を上側にした状態でテスター産業製学振型摩擦試験器ＩＩ型に設置した。インディゴ染料を使用した”リーバイス”（登録商標）５０１（以下、青色ジーンズと記載する）を２ｃｍ×３ｃｍにカットし、該装置ヘッド部分に取り付けた。青色ジーンズに純水を染みこませ、該青色ジーンズを取り付けた装置ヘッド部分に８００ｇの重りを載せ、裏面保護シート上に置いた後、５０回往復させた後の青色ジーンズからの青色の付着の程度を確認した。
【００３２】
青色の付着の程度を確認する方法としては、Ｘ―ＲＩＴＥ社製色彩計ＳＰ６８、光源としてはナトリウムランプＤ６５を標準光源とし、青色ジーンズを裏面保護シートへ擦過する前後にて色調ｂ＊を確認し、色差Δｂ＊を下記式に基づいて算出した。
Δｂ＊＝ｂ２＊−ｂ１＊
ｂ１＊：青色ジーンズでの擦過前
ｂ２＊：青色ジーンズでの擦過後
得られたΔｂ＊の値について、クラス１以下を合格、クラス２を不合格とした。
【００３３】
クラス０：色差Δｂ＊が−１．０以上
クラス１：色差Δｂ＊が−３．０以上−１．０未満
クラス２：色差Δｂ＊が−３．０未満
（２）３次元中心面平均粗さ（ＳＲａ）
裏面保護シートを６．５ｃｍ×１５ｃｍにカットし、紫外線吸収層を上側にした状態で（株）小坂研究所製全自動微細形状測定器（ＳＵＲＦＣＯＲＤＥＲ  ＥＴ４０００Ａ）に設置した。対応規格ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２０１３に準拠し、触針先端半径２．０μｍ、頂角６０度のダイヤモンド針を使用、針圧１００μＮ、カットオフ０．８ｍｍでフィルムの幅方向に測定長さ２ｍｍで、フィルムの長手方向に１０μｍピッチで２０回測定して３次元解析し、３次元中心面平均粗さ（ＳＲａ）、最大高さ（ＳＲｍａｘ）および十点平均面粗さ（ＳＲｚ）をそれぞれ求めた。
【００３４】
（実施例１）
紫外線吸収層を有する耐加水分解性を有するプラスチックフィルムとして、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層と酸化チタン微粒子が添加された耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層とが５対１の厚さ比率で共押出し製膜されたフィルムである白色耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム、東洋紡（株）製７５μｍ“シャインビーム”（登録商標）Ｑ３２１５を用いた。本フィルムの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートのみからなる層側にウレタン系接着剤層（東洋モートン（株）製「ＡＤ５０３」１０量部に同社製イソシアネート系硬化剤「ＣＡＴ−１０」１量部の混合物）を塗布、熱風循環式オーブンにより８０℃で３０秒間乾燥し、固形分塗工層厚さが５μｍとし、東レフィルム加工（株）製１５０μｍ白色ポロプロピレンフィルムＢ０１１Ｗと６０Ｎ／ｃｍのニップ圧でラミネートを実施した。ラミネートしたフィルムは、温度４０℃にて７２時間硬化エージングを実施し、本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シートを作成した。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、上記（１）（２）の方法で評価を実施した。なお、本白色耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムは、１２０℃、１００％ＲＨで６０時間処理した後の破断伸度が未処理のものの破断伸度の５５％を維持するものであった。
【００３５】
（実施例２）
紫外線吸収層を有する耐加水分解性を有するプラスチックフィルムとして、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層と酸化チタン微粒子が添加された耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート層とが４対１の厚さ比率で共押出し製膜されたフィルムである白色耐加水分解性ポリエステルフィルム東レ（株）製７５μｍ“ルミラー”（登録商標）ＭＸ１１を使用した以外は、実施例１と同様に太陽電池モジュール用裏面保護シートを作成した。
本白色耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムは、１２０℃、１００％ＲＨで６０時間処理した後の破断伸度が未処理のものの破断伸度の７０％を維持するものであった。
【００３６】
（比較例１）
紫外線吸収層を有する耐加水分解性を有するプラスチックフィルムとして、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム東レ（株）製７５μｍ“ルミラー”（登録商標）Ｘ１０Ｓに以下の塗液をメタリングバーにより塗工し、熱風循環式オーブンにて１８０℃で４４秒間乾燥し、４０℃オーブンにて７２時間硬化エージングを実施し、乾燥後の塗工層厚さ３ｇ／ｍ２となるように無機の紫外線吸収剤微粒子（酸化チタン）を添加した紫外線吸収層を形成したものを用いた。
【００３７】
（１）ポリエステルポリオール樹脂（大日精化工業（株）製“セイカボンド”（登録商標）  Ｕ２３０）６５重量部
（２）ヌレート型ヘキサメチレンジイソシアネート（住化バイエルウレタン（株）製“デスモジュール”（登録商標）Ｎ３３００）４重量部
（３）酸化チタン（堺化学（株）製Ｄ−９１８（粒子径０．２６μｍ））３５重量部
上記紫外線吸収層を有する耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた以外は実施例１と同様に太陽電池モジュール用裏面保護シートを作成した。
上記紫外線吸収層を有する耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムは、１２０℃、１００％ＲＨで６０時間処理した後の破断伸度が未処理のものの破断伸度の８０％を維持するものであった。
【００３８】
比較例１では、３次元中心面平均粗さＳＲａが０．２μｍ以上であったために、青色がはっきりと視認できた。
【００３９】
【表１】
2015185726.tif 000003
【符号の説明】
【００４０】
１、５  ポリオレフィンフィルム
２、６  接着剤層
３、７  紫外線吸収層を有する耐加水分解性プラスチックフィルム
４  共押出しによる紫外線吸収層
８  コーティングによる紫外線吸収層
【図１】
2015185726.tif 000004
【図２】
2015185726.tif 000005