(57)【要約】【課題】高度なバリア性と耐候性を同時に満足させ、より高機能性を有する太陽電池モジュール用のバックシート及び該バックシートを用いた太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】内面基材（１１）と外面基材（１３）とがバリア層（１２）を介して積層されてなる太陽電池モジュール用のバックシート（１０）であって、バリア層（１２）は、内面基材側に配置された第１バリア層（１２ａ）と、外面基材側に配置された第２バリア層（１２ｂ）とがニ液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤（１２ｃ）を介して積層された構成からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面基材と外面基材とがバリア層を介して積層されてなる太陽電池モジュール用のバックシートであって、
前記バリア層は、内面基材側に配置された第１バリア層と、外面基材側に配置された第２バリア層とが二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤を介して積層された構成からなることを特徴とする、太陽電池モジュール用のバックシート。
【請求項２】
前記第１バリア層はアルミニウム箔から構成され、前記第２バリア層はバリア性を有するプラスチックフィルムから構成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のバックシート。
【請求項３】
前記第２バリア層を構成するバリア性を有するプラスチックフィルム表面には、無機化合物の蒸着薄膜層が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の太陽電池モジュール用のバックシート。
【請求項４】
前記無機化合物は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物の一種であることを特徴とする、請求項１、２又は３記載の太陽電池モジュール用のバックシート。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用のバックシートを用いて作製した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、太陽光発電に使用する太陽電池モジュール用の裏面保護シート（バックシート）と該裏面保護シート（バックシート）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、バリア性と耐久性を向上させた太陽電池モジュール用のバックシート及び該バックシートを用いた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体Ｐ−Ｎ接合ダイオード等の光起電力効果を利用して、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、深刻化する地球環境問題を背景として、クリーンなエネルギー源として注目されている。
【０００３】
従来用いられてきた太陽電池モジュール用の裏面保護シート（バックシート）は、フッ素樹脂（ポリフッ化ビニル）／ポリエチレンテレフタレートフィルム／フッ素樹脂（ポリフッ化ビニル）からなる積層フィルムであったが、バックシートにバリア性を持たせると太陽電池モジュールへの酸素や水蒸気の浸入を防ぐことができ、太陽電池の出力維持、寿命延長（約２０％）などが可能であることがわたっている。
【０００４】
また、太陽電池は屋外に設置して１０年から２０年にわたって長期間使用されることから、非常に高度な耐候性が要求され、バックシートに関しても例外ではない。バリア仕様のバックシートでは、これまでに中間層のバリアフィルムとしてアルミニウム箔を用いたものが作製されてきたが、バリア層であるアルミニウム箔そのものが長時間の屋外曝露で酸化劣化、加水分解してしまい、時間にともなう太陽電池の出力低下が避けられなかった。
【０００５】
ガラスやアルミニウムを蒸着したもの、エチレン／ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）などの軟包装の分野で多用されているバリアフィルムでの対応も試みられてきたが、アルミニウム箔レベルの高度な酸素、水蒸気バリア性を達成することはできていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、太陽電池モジュール用のバックシートに関する以上のような問題に鑑みてなされたもので、高度なバリア性と耐候性を同時に満足させ、より高機能性を有する太陽電池モジュール用のバックシート及び該バックシートを用いた太陽電池モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１の発明は、内面基材と外面基材とがバリア層を介して積層されてなる太陽電池モジュール用のバックシートであって、前記バリア層は、内面基材側に配置された第１バリア層と、外面基材側に配置された第２バリア層とが二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤を介して積層された構成からなることを特徴とする、太陽電池モジュール用のバックシートである。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記第１バリア層はアルミニウム箔から構成され、前記第２バリア層はバリア性を有するプラスチックフィルムから構成されていることを特徴とする、太陽電池モジュール用のバックシートである。
【０００９】
このように請求項１及び請求項２記載の発明によれば、内面基材と外面基材とがバリア層を介して積層されてなる太陽電池モジュール用のバックシートであって、前記バリア層は、内面基材側に配置されたアルミニウム箔からなる第１バリア層と、外面基材側に配置されたバリア性を有するプラスチックフィルムからなる第２バリア層とが二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤を介して積層された構成からなるので、第１バリア層のアルミニウム箔で最高レベルの酸素、水蒸気バリア性を持たせ、また、第２バリア層の働きによりバックシート中のアルミニウム箔に触れる酸素、水蒸気が遮断されるため、長時間経過しても酸化、加水分解による劣化が防止されて長期間にわたりアルミニウム箔のバリア性が保持できる。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記第２バリア層を構成するバリア性を有するプラスチックフィルム表面には、無機化合物の蒸着薄膜層が形成されていることを特徴とする、太陽電池モジュール用のバックシートである。
【００１１】
このように請求項３の発明によれば、第２バリア層を構成するバリア性を有するプラスチックフィルム表面には、無機化合物の蒸着薄膜層が形成されているので、プラスチックフィルムの酸素、水蒸気バリア性がさらに向上する。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の発明において、前記無機化合物は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物の一種であることを特徴とする、太陽電池モジュール用のバックシートである。
【００１３】
このように請求項４の発明によれば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物を蒸着することで水蒸気バリア性が０．２〜２ｇ／ｍ2・ｄａｙまで向上するので、第１バリア層であるアルミニウム箔に対する水蒸気の接触を最小限に抑えることができ、アルミニウム箔を防護することができる。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項1から請求項４のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール用のバックシートを用いて作製した太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明の太陽電池モジュール用のバックシートにおいては、耐候性を有するバリアフィルム層を中間層に用いることができるため、太陽電池の出力がバリア層を用いない構成と比較して約２０〜３０％長く保持され、使用寿命も延長することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
本発明の太陽電池モジュール用のバックシート（１０）は、例えば、図１に示すように、内面基材（１１）と外面基材（１３）とがバリア層（１２）を介して積層されてなるものである。
【００１７】
そして、バリア層（１２）は、内面基材（１１）側に配置されたアルミニウム箔からなる第１バリア層（１２ａ）と、外面基材（１３）側に配置されたバリア性を有するプラスチックフィルムからなる第２バリア層（１２ｂ）が二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤（１２ｃ）を介して積層された構成からなる。
【００１８】
第１バリア層（１２ａ）を構成するアルミニウム箔は、厚さが５〜５０μｍ程度のものが好適に使用できる。
アルミニウム箔のバリア性はほぼ０ｇ／ｍ2・ｄａｙであるため、アルミニウム箔層の劣化防止及び長寿命化は、そのまま太陽電池モジュールへの水蒸気の浸入防止を意味する。
【００１９】
第２バリア層（１２ｂ）を構成するプラスチックフィルムとしては、厚さが５〜５０μｍ程度のポリエステルフィルム、厚さが１０〜５０μｍ程度のエチレン／ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム等のバリア性を有するフィルムが好ましく使用できる。
【００２０】
第２バリア層（１２ｂ）の表面に蒸着される蒸着薄膜層（図示せず）を構成する無機化合物としては、酸化ケイ素又は酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物が好ましく使用でき、通常は、酸化ケイ素又は酸化アルミニウムの薄膜を物理蒸着あるいは化学蒸着などの蒸着法により５から１００ｎｍ程度の厚さに設けられている。
【００２１】
第１バリア層（１２ａ）と第２バリア層（１２ｂ）とを、ニ液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤（１２ｃ）を用いてドライラミネート法により貼り合わせ、バリア層（１２）とする。ポリウレタン樹脂系接着剤のほかに、ポリエステル樹脂系、ポリエーテルアクリル樹脂系の接着剤を用いることもできる。
【００２２】
バリア層（１２）をこのような構成とすることにより、第１バリア層（１２ａ）のアルミニウム箔で最高レベルの酸素、水蒸気バリア性を持たせ、また、第２バリア層（１２ｂ）の働きによりバックシート中のアルミニウム箔に触れる酸素、水蒸気が遮断されるため、長時間経過しても酸化、加水分解による劣化が防止されて長期間にわたりアルミニウム箔のバリア性が保持できる。
プラスチックフィルムはアルミニウム箔と比較して、耐酸化特性、耐加水分解性に対して極端に優位性があるため、このような構成で使用することは非常に好ましい。
【００２３】
内面基材（１１）や外面基材（１３）としては、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフロロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等のフッ素系基材や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム等のポリエステル基材が好ましく使用できる。
【００２４】
これらの組み合わせ及び厚さは、バックシートに求められる絶縁性に影響を与えるため、それぞれの仕様で要求される素材と厚さの組み合わせを別途選定する必要があるが、一般的にはフッ素系基材ならば２０〜５０μｍ程度、ポリエステル基材であるならば５０〜２５０μｍ程度のものが好適に仕様できる。なお、内面基材（１１）と外面基材（１３）とは、材質を同じにしても良いし、違えても良い。
【００２５】
内面基材（１１）とバリア層（１２）、バリア層（１２）と外面基材（１３）の貼り合わせは、内面基材（１１）と第１バリア層（１２ａ）を対向させ、また、第２バリア層（１２ｂ）と外面基材（１３）を対向させ、第１バリア層（１２ａ）と第２バリア層（１２ｂ）とをニ液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤（１２ｃ）を用いてドライラミネート法により貼り合わせたのと同様に、ニ液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤（１２ｃ）を用いてドライラミネート法により行うことができる。
【００２６】
図２は、本発明のバックシート（１０）を用いて作製した太陽電池モジュール（１）を模式的に示したもので、図中、２０は充填材（ＥＶＡ）、３０は太陽電池素子、４０は前面ガラス、５０はアルミニウム枠、６０はリード線、７０は端子、８０は端子箱、９０はシール材（ブチルゴム）をそれぞれ示している。
【００２７】
つぎにさらに具体的な実施例により本発明の太陽電池モジュール用のバックシートを詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
まず、バリア層（１２）を作製する。第１バリア層（１２ａ）として厚さ２０μｍのアルミニウム箔を、また第２バリア層（１２ｂ）として酸化アルミニウムの薄膜を蒸着した厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備し、この第１バリア層（１２ａ）である厚さ２０μｍのアルミニウム箔と、第２バリア層（１２ｂ）である酸化アルミニウムの薄膜を蒸着した厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを、ニ液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤（１２ｃ）を用いて貼り合わせ、バリア層（１２）を作製した。なお、ポリウレタン樹脂系接着剤の塗布量は５ｇ／ｍ2である。
【００２９】
つぎに、上記バリア層（１２）の第１バリア層（１２ａ）面に、バリア層作製時に使用したものと同じポリウレタン樹脂系接着剤を塗布し（塗布量は５ｇ／ｍ2）、内面基材（１１）となる厚さ５０μｍの白色ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせ、ついで、上記バリア層（１２）のもう一方の第２バリア層（１２ｂ）面に、同じくポリウレタン樹脂系接着剤を塗布し（塗布量は５ｇ／ｍ2）、外面基材（１３）となる厚さ１２５μｍの透明ポリエチレンテレフタレートフィルムと貼り合わせ、〔充填材面〕白色ポリエチレンテレフタレートフィルム（１１）／アルミニウム箔（１２ａ）／ポリウレタン樹脂系接着剤（１２ｃ）／酸化アルミニウムの薄膜を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルム（１２ｂ）／透明ポリエチレンテレフタレートフィルム（１３）〔外側面〕の層構成からなる実施例１の太陽電池用のバックシートを作製した。
【００３０】
この実施例１のバックシートを用い、図２の如く、ガラス、充填材（ＥＶＡ）、太陽電池素子、充填材（ＥＶＡ）、バックシートを重ね合わせ、１５０℃−３０分−１ｔｏｒｒの真空加熱によりラミネートして実施例１の太陽電池モジュール（１）とした。
【実施例２】
【００３１】
第１バリア層（１２ａ）であるアルミニウム箔を使用しなかった以外は、実施例１と同じ材料、方法を用いて、〔充填材面〕白色ポリエチレンテレフタレートフィルム（１１）／酸化アルミニウムの薄膜を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルム（１２ｂ）／透明ポリエチレンテレフタレートフィルム（１３）〔外側面〕の層構成からなる実施例２の太陽電池用のバックシートを作製した。
【００３２】
この実施例２のバックシートを用い、実施例１と同様にして実施例２の太陽電池モジュールを作成した。
【実施例３】
【００３３】
第２バリア層（１２ｂ）である酸化アルミニウムの薄膜を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムを使用しなかった以外は，実施例１と同じ材料、方法を用いて、〔充填材面〕白色ポリエチレンテレフタレートフィルム（１１）／アルミニウム箔（１２ａ）／透明ポリエチレンテレフタレートフィルム（１３）〔外側面〕の層構成からなる実施例３の太陽電池用のバックシートを作製した。
【００３４】
この実施例３のバックシートを用い、実施例１と同様にして実施例３の太陽電池モジュールを作成した。
【００３５】
このようにして作製した実施例１と、比較例である実施例２と実施例３、合計３種類のバックシートまたは太陽電池モジュールを、８５℃−８５％ＲＨ環境下に０時間、１０００時間、２０００時間、３０００時間放置後の水蒸気透過度を、ＪＩＳ  Ｋ７１２９の方法により測定した。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の太陽電池モジュール用のバックシートの層構成の一実施例を示す、断面説明図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュール用のバックシートを用いて作製した太陽電池モジュールの一実施例を示す、断面説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１‥‥太陽電池モジュール
１０‥‥バックシート
１１‥‥内面基材
１２‥‥バリア層
１２ａ‥第１バリア層
１２ｂ‥第２バリア層
１２ｃ‥接着剤層
１３‥‥外面基材
２０‥‥充填材（ＥＶＡ）
３０‥‥太陽電池素子
４０‥‥前面ガラス
５０‥‥アルミニウム枠
６０‥‥リード線
７０‥‥端子
８０‥‥端子箱
９０‥‥シール材（ブチルゴム）
【図１】
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【図２】
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