(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールの裏側に配置される保護シートにおいて、
太陽電池セル側から順に、体積抵抗率１０１７Ω・cm以上の電気特性を有する電気絶縁性ＰＥＴフィルム、水蒸気遮断性金属質フィルム、光遮断性ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルムをポリウレタン系接着剤で接着して構成することを特長とする
太陽電池保護シート
【請求項２】
金属質フィルムは金属酸化物蒸着ＰＥＴとすると共に、光遮断性ＰＥＴフィルムは白色ＰＥＴとした、請求項１記載の太陽電池保護シート
【請求項３】
金属質フィルムは金属酸化物蒸着ＰＥＴとすると共に、光遮断性ＰＥＴはＵＶカットＰＥＴとした、請求項１記載の太陽電池保護シート
【請求項４】
金属質フィルムはアルミニウム箔とすると共に、光遮断性ＰＥＴは白色ＰＥＴとした、請求項１記載の太陽電池シート
【請求項５】
アルミニウム箔と電気絶縁性ＰＥＴフィルムとの間に、白色ＰＥＴを介在させた、請求項４記載の太陽電池保護シート
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載の太陽電池保護シートにおいて、電気絶縁性ＰＥＴフィルムの表面に直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを層着した、太陽電池保護シート
【請求項７】
請求項１ないし５の何れかに記載の太陽電池保護シートにおいて、電気絶縁性ＰＥＴフィルムの表面を粗面とした、太陽電池保護シート
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池モジュールに配設される太陽電池セルを保護するためにその裏側に配置される、太陽電池保護シート（以下「バックシート」という。）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バックシートは太陽電池セルを保護するために太陽電池モジュールの裏側に配置されるものであって、太陽電池モジュールの形成に不可欠な基幹部品である。そして、バックシートには、耐久性、水蒸気遮断性、電気絶縁性、光遮断性、耐熱性が要求される。そのために、従来複数のフィルムを積層したバックシートが多種提案され、実用化されている。
【０００３】
例えば特開２００２−１００７８８号公報（特許文献１）には、太陽電池セル側から順に（以下同じ）、ＰＥＴフィルム、金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム、白色ＰＥＴフィルムを積層して構成したバックシートが開示されている。しかし、この発明のバックシートは、モジュールの裏側に白色ＰＥＴフィルムが露出しているので耐久性、耐熱性に欠ける。
特開２００５−１９７５５３号公報（特許文献２）には、ＰＥＴフィルム、金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルムを順に積層して構成したバックシートが開示されている。しかし、この発明のバックシートは光遮断性に欠ける。
特開２００６−１７９５５７号公報（特許文献３）には、ＰＥＮフィルム、白色ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルムを積層して構成したバックシートが開示されている。しかし、この発明のバックシートは電気絶縁性、水蒸気遮断性に欠ける。
特開２００７−２７６２２５号公報（特許文献４）には、ＰＥＴフィルム、金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルムを積層して構成したバックシートが開示されている。しかし、この発明のバックシートは光遮断性に欠ける。
【特許文献１】特開２００２−１００７８８号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７５５３号公報
【特許文献３】特開２００６−１７９５５７号公報
【特許文献４】特開２００７−２７６２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、バックシートに要求される条件を総て備えたバックシートを得ること、特に電気絶縁性の高いバックシートを得ることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明のバックシートは、太陽電池セル側から順に、体積抵抗率１０１７Ω・cm以上の電気特性を有する電気絶縁性ＰＥＴフィルム、水蒸気遮断性金属質フィルム、光遮断性ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルムを積層し、ポリウレタン系接着剤で接着して構成することを特長とするものである。
【０００６】
前記電気絶縁性ＰＥＴフィルムは、上記体積抵抗率の他に表１に示す電気特性を備えていることが好ましい。そして、フィルム厚は３８〜２００μm程度が好ましい。フィルム厚が３８μm未満の場合満足な電気絶縁性を得ることが難しく、２００μm程度で部分放電電圧１０００Ｖ以上が得られるのでそれ以上の厚さとする必要性は低く、不必要に厚くするとフィルムの柔軟性に欠け、かつコストが増加するためである。
前記水蒸気遮断性金属質フィルムは、金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルムとアルミニウム箔とを含む概念として使用している。
前記光遮断性ＰＥＴフィルムは、ＵＶカットＰＥＴ又は白色ＰＥＴを使用する。白色ＰＥＴは太陽光である紫外線、可視光線を遮断するものであり、ＵＶカットＰＥＴは紫外線を遮断する（図１）。
前記白色ＰＥＴは、例えば白色着色剤として酸化チタン８〜１２重量％もしくは硫酸バリウム  １６〜２０重量％をＰＥＴフィルムに添加したものであるが、公知の白色着色剤を適宜使用することができる。
ＰＥＮフィルムは、表１の物性のものを使用し、フィルム厚２５〜１００μm程度が好ましい。ＰＥＮフィルムは２５μm以上で電気絶縁性、耐久性に優れているためである。またＰＥＮは高価なフィルムであるため厚みが厚くなるほどコストアップになる。
【表１】
0005263600.tif 000002
請求項２の発明は、金属質フィルムとして金属酸化物蒸着ＰＥＴを使用し、光遮断性ＰＥＴフィルムとして白色ＰＥＴを用いたものである。
前記金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルムは、水蒸気透過度０．１５g/m2/24hrs以下好ましい。その具体的な組成としては、例えば以下のものである。
金属酸化物蒸着層として酸化珪素または酸化アルミニウムを使用し、蒸着層の厚みは５〜３００ｎｍが好ましい。蒸着層の上には高分子材料をコートして蒸着層の保護と遮断性能の向上を図る。前記高分子材料にはメインとしてポリビニルアルコールがある。
また、フィルム厚は１２〜１６μm程度が適当である。
【０００７】
請求項３の発明は、金属質フィルムとして金属酸化物蒸着ＰＥＴを使用し、光遮断性ＰＥＴフィルムとしてＵＶカットＰＥＴを用いたものである。
前記ＵＶカットＰＥＴは、ポリエチレンテレフタレートに耐候性や耐光性を高めるために紫外線カット機能を付与したものである。紫外線カット機能は、ＰＥＴフィルム中に練りこむ方法、またはフィルム表面にコーティングして機能を付与する方法がある。
前記紫外線カット機能を果たす物質は、例えばベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、アクリルニトリル系、トリアジン、ヒンダードアミン系などがある。
また、フィルム厚は５０〜１００μm程度が適当である。
【０００８】
請求項４の発明は、金属質フィルムとしてアルミニウム箔を使用し、光遮断性ＰＥＴフィルムとして白色ＰＥＴを用いたものである。
前記アルミニウム箔は、水蒸気透過度０g/m2/24hrsである。
フィルム厚は１２〜５０μm程度が適当である。クラックやピンホールが発生しにくい厚みが１２μm以上であるためである。
【０００９】
請求項５の発明は、金属質フィルムとしてのアルミニウム箔と電気絶縁性ＰＥＴフィルムとの間に、白色ＰＥＴを介在させたものである。
【００１０】
請求項６の発明は、前記電気絶縁性ＰＥＴフィルムの表面に直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）フィルムを層着したものである。
【００１１】
請求項７の発明は、前記電気絶縁性ＰＥＴフィルムの表面を粗面としたものである。粗面とする目的は樹脂による接着力を強化することにある。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、太陽電池セルに対向する面に絶縁性ＰＥＴフィルムを配すると共に、背面側にＰＥＮフィルムを配したので、高い電気絶縁性を得ることができ、太陽電池モジュールの発電効率が向上する。また、絶縁性ＰＥＴフィルム及びＰＥＮフィルムには耐熱性がある。
また、ポリウレタン系接着剤を使用しているので高い引張り強度、接着強度が得られ、しかも長時間強度が劣化せず、耐久性のあるバックシートが得られる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルムにより水蒸気遮断性と耐熱性が得られ、白色ＰＥＴフィルムにより遮光性と耐熱性が得られる。したがって、上記絶縁性ＰＥＴフィルム及びＰＥＮフィルムの効果と合わせて、遮光性、耐熱性、絶縁性、水蒸気遮断性、耐熱性、耐候性を備えたバックシートが得られる。
このバックシートは、結晶シリコン系太陽電池セルに適したものである。
【００１４】
請求項３の発明によれば、アルミニウム箔や金属酸化物蒸着フィルムよりも安価な紫外線遮断性ＰＥＴフィルムを使用しているので、遮断が必須な紫外線を重点的に遮断することができ、比較的安価で、かつ遮光性、耐熱性、絶縁性、水蒸気遮断性、耐熱性、耐候性を備えたバックシートが得られる。そして、白色ＰＥＴフィルムやアルミニウム箔を用いていないので、透明なバックシートが得られる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、アルミニウム箔を使用しているので極めて高い水蒸気遮断性及び遮光性を得ることができると共に、遮光性のある白色ＰＥＴフィルムと組み合わせることにより、アルミニウム箔に光を通す傷がある場合でも、白色ＰＥＴフィルムで光を遮ることができ、光に対して二重の対応となる。また、白色ＰＥＴフィルムには耐熱性もある。
したがって、上記絶縁性ＰＥＴフィルム及びＰＥＮフィルムの効果と合わせて、遮光性、耐熱性、絶縁性、水蒸気遮断性、耐熱性、耐候性を備えたバックシートが得られる。また、このバックシートを表側（太陽電池セル側）から見るとアルミニウム箔が見え、裏側から見ると白色ＰＥＴフィルムが見えるので、バックシートの表裏を容易に見分けることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、アルミニウム箔の両面に白色ＰＥＴフィルムを積層してあるので、遮光性、耐熱性が一層強化される。したがって、アモルファスシリコン系など、壊れやすい太陽電池セルに適したものである。
【００１７】
請求項６の発明によれば、直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）はポリオレフィンのなかでも引張、引裂、衝撃強度、耐折強度などの機械強度に優れ、耐熱、耐寒性が良く、シール性（溶着）が良いので、溶着強度が高くかつ耐久性のあるバックシートとすることができる。
【００１８】
請求項７の発明によれば、絶縁性ＰＥＴフィルムの表面を粗面としたので、接着剤となる樹脂が細かな凹部に入り込むことにより、接着強度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下この発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２０】
太陽電池セル側から順に、電気絶縁性ＰＥＴフィルム１、金属酸化物として酸化ケイ素を蒸着させた金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム２，白色ＰＥＴフィルム３，ＰＥＮフィルム４を順次積層し、ポリウレタン系接着剤５で接着して、結晶シリコン系太陽電池セル用に適したバックシートを得た。
前記電気絶縁性ＰＥＴフィルム１は、厚み３８μmの帝人デュポン社製「メリネックスＳＣ」（商品名）を、金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム２は、厚み１２μmの三菱樹脂社製「テクバリアＡＸ」（商品名）を、白色ペットフィルム３は、厚み５０μmの帝人デュポン社製「テトロンＵ２ＣＷ」（商品名）を、ＰＥＮフィルム４は、厚み２５μmの帝人デュポン社製「テオネックスＱ５１Ｃ」（商品名）を使用した。
【００２１】
この実施例におけるバックシートのスペックは以下のとおりであった。
誘電率            １．５以下
体積抵抗率        １０１６Ω・cm以上
表面固有抵抗
セル側          １０１４Ω以上
ＰＥＮ側        １０１５Ω以上
絶縁破壊電圧      １００kV/mm以上
水蒸気透過度      ０．５g/m2d以下
光遮断性          太陽光
耐湿性能（85度Ｃ、湿度85％の環境における１０００時間経過後）
引張強度        強度低下率  ２０％以内
接着強度        強度低下率  ５０％以内
【実施例２】
【００２２】
太陽電池セル側から順に、電気絶縁性ＰＥＴフィルム１、白色ＰＥＴフィルム３，アルミニウム箔６、白色ＰＥＴフィルム３、ＰＥＮフィルム４を順次積層し、ポリウレタン系接着剤５で接着して、特に水蒸気を嫌う太陽電池セル用に適したバックシートを得た。
前記電気絶縁性ＰＥＴフィルム１は、厚み３８μmの帝人デュポン社製「メリネックスＳＣ」（商品名）を、白色ＰＥＴフィルム３は、厚み５０μmの帝人デュポン社製「テトロンＵ２ＣＷ」（商品名）を、アルミニウム箔６は東海アルミ箔社製の厚み３０μmを、ＰＥＮフィルム４は、厚み２５μmの帝人デュポン社製「テオネックスＱ５１Ｃ」（商品名）を使用した。
【００２３】
この実施例におけるバックシートのスペックは以下のとおりであった。
誘電率            ２．０以下
体積抵抗率        １０１６Ω・cm以上
表面固有抵抗
セル側          １０１４Ω以上
ＰＥＮ側        １０１５Ω以上
絶縁破壊電圧      ８０kV/mm以上
水蒸気透過度      ０．０g/m2d以下
光遮断性          太陽光
耐湿性能（85度Ｃ、湿度85％の環境における１０００時間経過後）
引張強度        強度低下率  ２０％以内
接着強度        強度低下率  ５０％以内
【実施例３】
【００２４】
太陽電池セル側から順に、電気絶縁性ＰＥＴフィルム１、金属酸化物として酸化ケイ素を蒸着させた金属酸化物蒸着フィルム２，ＵＶカットＰＥＴフィルム７，ＰＥＮフィルム４を順次積層し、ポリウレタン系接着剤５で接着して、透明なバックシートを得た。
前記電気絶縁性ＰＥＴフィルム１は、厚み３８μmの帝人デュポン社製「メリネックスＳＣ」（商品名）を、金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム２は、厚み１２μmの三菱樹脂社製「テクバリアＡＸ」（商品名）を、ＵＶカットＰＥＴフィルム７は、厚み５０μmの帝人デュポン社製「テトロンＨＢＣＷ」（商品名）を、ＰＥＮフィルム４は、厚み２５μmの帝人デュポン社製「テオネックスＱ５１Ｃ」（商品名）を使用した。
【００２５】
この実施例におけるバックシートのスペックは以下のとおりであった。
誘電率            １．５以下
体積抵抗率        １０１６Ω・cm以上
表面固有抵抗
セル側          １０１４Ω以上
ＰＥＮ側        １０１５Ω以上
絶縁破壊電圧      １００kV/mm以上
水蒸気透過度      ０．５g/m2d以下
光遮断性          紫外線
耐湿性能（85度Ｃ、湿度85％の環境における１０００時間経過後）
引張強度        強度低下率  ２０％以内
接着強度        強度低下率  ５０％以内
【実施例４】
【００２６】
太陽電池セル側から順に、電気絶縁性ＰＥＴフィルム１、金属酸化物として酸化アルミを蒸着させた金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム２，白色ＰＥＴフィルム３，ＰＥＮフィルム４を順次積層し、ポリウレタン系接着剤５で接着して、更に前記電気絶縁性ＰＥＴフィルム１の表面に、ポリウレタン系接着剤５によって直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）フィルム８を接着して結晶シリコン系太陽電池セル用に適したバックシートを得た。
前記電気絶縁性ＰＥＴフィルム１は、厚み１８８μmの帝人デュポン社製「メリネックスＳＣ」（商品名）を、金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム２は、厚み１２μmの凸版印刷社製「ＧＸ−Ｐ−Ｆ」（商品名）を、白色ペットフィルム３は、厚み５０μmの帝人デュポン社製「テトロンＵ２ＣＷ」（商品名）を、ＰＥＮフィルム４は、厚み２５μmの帝人デュポン社製「テオネックスＱ５１Ｃ」（商品名）を、直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）フィルム８は、厚み３０μmのタマポリ社製「ＳＥ６２０Ｎ」（商品名）使用した。
【００２７】
この実施例におけるバックシートのスペックは以下のとおりであった。
誘電率            ２．１以下
体積抵抗率        １０１６Ω・cm以上
表面固有抵抗
セル側          １０１５Ω以上
ＰＥＮ側        １０１５Ω以上
絶縁破壊電圧      ６０kV/mm以上
部分放電電圧      １０００Ｖ以上
水蒸気透過度      ０．１g/m2d以下
光遮断性          太陽光
耐湿性能（85度Ｃ、湿度85％の環境における１０００時間経過後）
引張強度        強度低下率  １０％以内
接着強度        強度低下率  １０％以内
セル側樹脂との熱溶着強度  ８０N/10mm以上
【実施例５】
【００２８】
上記実施例４と同じく太陽電池セル側から順に、電気絶縁性ＰＥＴフィルム１、金属酸化物として酸化アルミを蒸着させた金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム２，白色ＰＥＴフィルム３，ＰＥＮフィルム４を順次積層し、ポリウレタン系接着剤５で接着し、更に前記電気絶縁性ＰＥＴフィルムの表面にコロナ処理（５０dyne以上）を施して粗面９として結晶シリコン系太陽電池セル用に適したバックシートを得た。フィルム素材は全て実施例４と同じものを使用した。
【００２９】
この実施例におけるバックシートのスペックは以下のとおりであった。
誘電率            ２．０以下
体積抵抗率        １０１６Ω・cm以上
表面固有抵抗
セル側          １０１５Ω以上
ＰＥＮ側        １０１５Ω以上
絶縁破壊電圧      ６０kV/mm以上
部分放電電圧      １０００Ｖ以上
水蒸気透過度      ０．１g/m2d以下
光遮断性          太陽光
耐湿性能（85度Ｃ、湿度85％の環境における１０００時間経過後）
引張強度        強度低下率  １０％以内
接着強度        強度低下率  １０％以内
セル側樹脂との熱溶着強度  ４０N/10mm以上
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明によれば、バックシートに要求される条件を総て備え、特に電気絶縁性の高いバックシートが得られ、産業上の利用可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】光遮断特性を示すグラフ
【図２】実施例１のバックシートの断面図
【図３】実施例２のバックシートの断面図
【図４】実施例３のバックシートの断面図
【図５】実施例４のバックシートの断面図
【図６】実施例５のバックシートの断面図
【符号の説明】
【００３２】
１    電気絶縁性ＰＥＴフィルム
２    金属酸化物蒸着ＰＥＴフィルム
３    白色ＰＥＴフィルム
４    ＰＥＮフィルム
５    接着剤
６    アルミニウム箔
７    ＵＶカットＰＥＴフィルム
８．  直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）フィルム
９．  粗面
【図１】
0005263600.tif 000003
【図２】
0005263600.tif 000004
【図３】
0005263600.tif 000005
【図４】
0005263600.tif 000006
【図５】
0005263600.tif 000007
【図６】
0005263600.tif 000008