(57)【要約】【課題】フレキシブル太陽電池モジュールの製造の際や上記太陽電池モジュールを長期間屋外暴露した際にシワが発生するのを軽減し、かつ、保護層と封止材層との密着性に優れた太陽電池保護シートの製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂Ａからなる封止材層と、熱可塑性樹脂Ｂからなる保護層とを有する太陽電池保護シートの製造方法であって、押出機に取り付けられたダイスから上記熱可塑性樹脂Ａ及び上記熱可塑性樹脂Ｂを押し出して多層フィルムを形成し、前記多層フィルムを冷却ロールに密着させる工程を有し、上記熱可塑性樹脂Ａの融点をＴｍ℃とすると、上記熱可塑性樹脂Ｂの融点が（Ｔｍ＋６０）℃以上であり、ダイス出口直後の樹脂温度が（Ｔｍ＋１６０）℃以上であり、上記多層フィルムが冷却ロールに接触した後のフィルム温度が（Ｔｍ−３０）℃以下であり、かつ、ダイスのリップクリアランスが０．７ｍｍ以上である太陽電池保護シートの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂Ａからなる封止材層と、熱可塑性樹脂Ｂからなる保護層とを有する太陽電池保護シートの製造方法であって、
押出機に取り付けられたダイスから前記熱可塑性樹脂Ａ及び前記熱可塑性樹脂Ｂを押し出して多層フィルムを形成し、前記多層フィルムを冷却ロールに密着させる工程を有し、
前記熱可塑性樹脂Ａの融点をＴｍ℃とすると、前記熱可塑性樹脂Ｂの融点が（Ｔｍ＋６０）℃以上であり、
ダイス出口直後の樹脂温度が（Ｔｍ＋１６０）℃以上であり、
前記多層フィルムが冷却ロールに接触した後のフィルム温度が（Ｔｍ−３０）℃以下であり、かつ、
ダイスのリップクリアランスが０．７ｍｍ以上である
ことを特徴とする太陽電池保護シートの製造方法。
【請求項２】
ダイス出口から、多層フィルムと冷却ロールとの接点の直前までのエアギャップが１０ｃｍ以上である請求項１記載の太陽電池保護シートの製造方法。
【請求項３】
封止材層の厚みが１００〜５００μｍであり、保護層の厚みが２０〜１００μｍである請求項１又は２記載の太陽電池保護シートの製造方法。
【請求項４】
熱可塑性樹脂Ａは、ブテン含有量が０．５〜１０重量％であるブテン−エチレン共重合体が無水マレイン酸でグラフト変性され、且つ、無水マレイン酸の総含有量が０．５〜３重量％である無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂である請求項１、２又は３記載の太陽電池保護シートの製造方法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂Ａは、更に、一般式（Ｉ）で示されるシラン化合物を、前記熱可塑性樹脂Ａ１００重量部に対して０．１〜１５重量部含有する請求項１、２、３又は４記載の太陽電池保護シートの製造方法。
（式中、Ｒ１は、３−グリシドキシプロピル基又は２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基を示し、Ｒ２は、炭素数が１〜３であるアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数が１〜３であるアルキル基を示し、且つ、ｎは０又は１である。）
【化１】
2012199331.tif 000006
【請求項６】
熱可塑性樹脂Ｂは、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、エチレンクロロトリフルオロエチレン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、テトラフロオロエチレン−パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド樹脂、及び、テトラフロオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなる群より選択される少なくとも一種のフッ素系樹脂である請求項１、２、３、４又は５記載の太陽電池保護シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル太陽電池モジュールの製造の際や、上記フレキシブル太陽電池モジュールを長期間屋外暴露した際にシワが発生するのを軽減し、かつ、保護層と封止材層との密着性に優れた太陽電池保護シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池として、ガラスを基材とするリジットな太陽電池モジュールと、ポリイミドやポリエステル系の耐熱高分子材料やステンレス薄膜を基材とするフレキシブルな太陽電池モジュールとが知られている。近年、薄型化や軽量化による運搬、施工の容易さや、衝撃に強い点から、フレキシブルな太陽電池モジュールが注目されるようになってきている。
【０００３】
このようなフレキシブルな太陽電池モジュールは、フレキシブル基材上に、光が照射されると電流を生じる機能を有するシリコン半導体や化合物半導体等からなる光電変換層等を薄膜状に積層したフレキシブル太陽電池素子の上下面を、太陽電池保護シートを積層して封止してなる。
【０００４】
上記太陽電池保護シートは、外部からの衝撃を防止したり、太陽電池素子の腐食を防止したりするためのものである。上記太陽電池保護シートは、透明シートの保護層上に、太陽電池素子を封止するための封止材層を有する。
【０００５】
このような太陽電池保護シートを用いて、太陽電池素子を封止し、フレキシブル太陽電池モジュールを製造する方法として、ラミネーターによる真空加熱圧着法が一般に用いられる。しかし、圧着時にフィルムが弛んでいたりするとシワが入りやすいといった問題があった。
一方、近年、フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法として、量産化に優れる点で、ロールツーロール法が検討されている（例えば、特許文献１を参照のこと）。ロールツーロール法によれば、極めて高い効率で連続的にフレキシブル太陽電池モジュールを製造することが期待できる。しかし、従来の太陽電池保護シートをロールツーロール法に適用すると、シワやカールが発生するといった問題があった。
また、上記太陽電池モジュールが長期間において屋外暴露されることにより、上記太陽電池保護シートの熱膨張や熱収縮が繰返され、その結果、表面にシワが発生したり、フィルムが剥離したりするという問題もあった。
【０００６】
このようなシワの発生やフィルムの剥離を防止し得る太陽電池保護シートとして、上記保護層表面に所定の凹凸形状を付し、保護層と上記封止材層とが接する面をコロナ放電処理した樹脂フィルムが知られている（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【０００７】
しかしながら、このような従来の樹脂フィルムは、凹凸をつけて若干のシワ発生を抑制しているものの、微少なシワを表面の凹凸形状に紛れさせているため、実際は収縮しており、太陽電池モジュールの耐久性は未だ不充分であった。また、上記コロナ放電処理では、上記保護層と封止材層との密着性が不充分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９４８１５号公報
【特許文献２】特開平８−１３９３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記現状に鑑みて、フレキシブル太陽電池モジュールの製造の際や上記太陽電池モジュールを長期間屋外暴露した際にシワが発生するのを軽減し、かつ、保護層と封止材層との密着性に優れた太陽電池保護シートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、熱可塑性樹脂Ａからなる封止材層と、熱可塑性樹脂Ｂからなる保護層とを有する太陽電池保護シートの製造方法であって、押出機に取り付けられたダイスから上記熱可塑性樹脂Ａ及び上記熱可塑性樹脂Ｂを押し出して多層フィルムを形成し、上記多層フィルムを冷却ロールに密着させる工程を有し、上記熱可塑性樹脂Ａの融点をＴｍ℃とすると、上記熱可塑性樹脂Ｂの融点が（Ｔｍ＋６０）℃以上であり、ダイス出口直後の樹脂温度が（Ｔｍ＋１６０）℃以上であり、上記多層フィルムが冷却ロールに接触した後のフィルム温度が（Ｔｍ−３０）℃以下であり、かつ、ダイスのリップクリアランスが０．７ｍｍ以上であることを特徴とする太陽電池保護シートの製造方法である。
以下に、本発明を詳述する。
【００１１】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法は、特定の融点を有する樹脂を共押出して、特定の条件で封止材層と保護層とを形成し、一体化させて、太陽電池保護シートを製造することにより、太陽電池モジュールの製造の際や長期間の屋外暴露の際に、シワの発生を軽減することができ、かつ、封止材層と保護層との密着性に優れた太陽電池保護シートを得ることができたものである。
すなわち、本発明者は、共押出により多層フィルムを形成する際、ダイス出口の樹脂温度と冷却ロールに接触した後の樹脂温度とを特定の範囲とし、ダイスのリップクリアランスを一定の範囲とすることにより、熱収縮が少なく、かつ、封止材層と保護層との密着性に優れた太陽電池保護シートとなり得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
本発明は、熱可塑性樹脂Ａからなる封止材層と、熱可塑性樹脂Ｂからなる保護層とを有する太陽電池保護シートの製造方法である。
本発明の太陽電池保護シートの製造方法は、押出機に取り付けられたダイスから上記熱可塑性樹脂Ａ及び上記熱可塑性樹脂Ｂを押し出して多層フィルムを形成し、上記多層フィルムを冷却ロールに密着させる工程を有する。
本発明の太陽電池保護シートの製造方法においては、押出機に取り付けられたダイスから熱可塑性樹脂Ａ及び熱可塑性樹脂Ｂを共押出して、多層フィルムを形成する。
上記ダイスから上記熱可塑性樹脂Ａ及び上記熱可塑性樹脂Ｂを押し出して多層フィルムを形成する方法としては、例えば、Ｔダイ法等が挙げられる。
【００１３】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法は、上記熱可塑性樹脂Ａの融点をＴｍ℃とすると、上記熱可塑性樹脂Ｂの融点が（Ｔｍ＋６０）℃以上であり、ダイス出口直後の樹脂温度が（Ｔｍ＋１６０）℃以上であり、多層フィルムが冷却ロールに接触した後のフィルム温度が（Ｔｍ−３０）℃以下である。
このように、特定の範囲の融点を有する樹脂を用い、ダイス出口直後の樹脂温度と多層フィルムが冷却ロールに接触した後のフィルム温度とを特定の範囲に制御することにより、熱収縮が少なく、封止剤層と保護層との密着性に優れた太陽電池保護シートを製造することができる。
【００１４】
なお、本発明において、上記熱可塑性樹脂Ａ及び熱可塑性樹脂Ｂの融点は、示差走査熱量分析により測定した吸熱曲線の最大ピーク温度であり、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に規定されている測定方法に準拠して測定して得た値である。
【００１５】
本発明においては、ダイス出口直後の樹脂温度が（Ｔｍ＋１６０）℃以上である。
上記ダイス出口直度の樹脂温度が（Ｔｍ＋１６０）℃未満であると、熱収縮が大きくなり、ラミネーターによる真空加熱圧着時にフィルムが縮み、シワが入りやすくなる。
上記ダイス出口の樹脂温度は、下限が（Ｔｍ＋１８０）℃以上であることがより好ましい。また、上限は、熱劣化の防止の点から、（Ｔｍ＋２２０）℃であることが好ましい。
上記樹脂温度は、非接触赤外線温度計により測定することができる。
【００１６】
本発明において、ダイス出口直後の樹脂温度を（Ｔｍ＋１６０）℃以上とする具体的な方法については、例えば、金型の温度を制御する方法が挙げられる。この場合、金型温度を上げ過ぎると樹脂によっては熱劣化するおそれが高くなるが、熱劣化しない程度の温度条件を採用することにより、所望の太陽電池保護シートを得ることが可能である。
【００１７】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法においては、形成された上記多層フィルムを冷却ロールに密着させる。これにより、上記封止材層と保護層とが一体化されて、太陽電池保護シートが製造される。
【００１８】
本発明においては、上記多層フィルムが冷却ロールに接触した後のフィルム温度が（Ｔｍ−３０）℃以下である。
上記多層フィルムが冷却ロールに接触した後のフィルム温度が（Ｔｍ−３０）℃を超えると、冷却ロールに接触したフィルムに歪みが発生し、熱収縮が大きくなる。上記フィルム温度は、上限が（Ｔｍ−５０）℃であることが好ましい。また、上記フィルム温度の下限は、冷却ロールの能力の観点から、２０℃以下になることはない。
上記フィルム温度は、非接触赤外線温度計により測定することができる。
【００１９】
本発明において、上記多層フィルムが冷却ロールに接触した後のフィルム温度を（Ｔｍ−３０）℃以下とする具体的な方法については、例えば、エアナイフにより冷却する方法が挙げられる。
【００２０】
本発明において、冷却ロールの温度については、冷却ロールに接触した後の樹脂の種類や特性の違いを考慮して個々に設定する必要があるが、一般に、２０℃〜４０℃の範囲にすればよい。
【００２１】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法において、ダイスのリップクリアランスは、０．７ｍｍ以上である。上記ダイスのリップクリアランスを所定の数値範囲にすることにより、熱収縮が少なく、封止材層と保護層との密着性に優れた太陽電池保護シートを製造することができる。
上記ダイスのリップクリアランスが０．７ｍｍ未満であると、封止材層と保護層との密着性が悪化する。
上記ダイスのリップクリアランスは、下限が０．８ｍｍであることが好ましく、上限が１．５ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の太陽電池保護シートの製造方法においては、上記ダイス出口から、多層フィルムと冷却ロールとの接点の直前までのエアギャップが１０ｃｍ以上であることが好ましい。
通常、共押出による多層フィルムの製造工程では、ダイス出口の放熱現象を極力抑えるために、上記エアギャップを狭める。本発明の太陽電池保護シートの製造方法においては、逆にエアギャップを一定範囲以上にすることで、金型から押し出された樹脂の冷却時間が長くなる為、冷却ロールに接触したときのフィルムに歪みが少なくなり、熱収縮を小さくできると考えられる。
上記エアギャップが１０ｃｍ未満であると、熱収縮が大きくなり、ラミネーターによる真空加熱圧着時にフィルムが縮み、シワが入るおそれがある。
上記エアギャップは、下限が１２ｃｍであることがより好ましく、上限が２０ｃｍであることが好ましい。
【００２３】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法において使用する熱可塑性樹脂Ａ及び熱可塑性樹脂Ｂについて説明する。
上記熱可塑性樹脂Ａと上記熱可塑性樹脂Ｂとは、上述の融点を有する樹脂であれば、特に限定されず、公知の樹脂を挙げることができる。
上記熱可塑性樹脂Ａとしては、例えば、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ）共重合体、酸変性ポリオレフィン、シラン変性ポリオレフィン、アイオノマー、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等を挙げることができる。
なかでも、上記熱可塑性樹脂Ａとしては、酸変性ポリオレフィン、シラン変性ポリオレフィン、アイオノマー、及び、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましく、酸変性ポリオレフィンであることがより好ましい。
また、上記酸変性ポリオレフィンのなかでも、無水マレイン酸変性ポリオレフィン系樹脂であることが更に好ましい。
【００２４】
上記無水マレイン酸変性ポリオレフィン系樹脂は、オレフィン系樹脂を無水マレイン酸でグラフト変性したものであることが好ましい。
上記オレフィン系樹脂を無水マレイン酸でグラフト変性する方法としては、公知の方法が用いられ、例えば、上記オレフィン系樹脂と無水マレイン酸とラジカル重合開始剤とを含有した組成物を、押出機に供給して溶融混練してオレフィン系樹脂に無水マレイン酸をグラフト重合させる溶融変性法や、上記オレフィン系樹脂を溶媒に溶解させて溶解液を作製し、この溶解液に無水マレイン酸及びラジカル重合開始剤を添加してオレフィン系樹脂に無水マレイン酸をグラフト重合させる溶液変性法等が挙げられる。なかでも、機上混合できる点で、上記溶融変性法が生産上好ましい。
【００２５】
上記グラフト変性する方法において使用するラジカル重合開始剤としては、従来からラジカル重合に用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、クミルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシオクトエート、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
【００２６】
上記熱可塑性樹脂Ａとしては、ブテン含有量が０．５〜１０重量％であるブテン−エチレン共重合体が無水マレイン酸でグラフト変性され、且つ、無水マレイン酸の総含有量が０．５〜３重量％である無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂であることが好ましい。
【００２７】
ブテン含有量が、０．５重量％未満であると、封止材層の柔軟性が低下し、得られる太陽電池保護シートを用いた太陽電池素子の封止に高温加熱が必要となり、ラミネーターによる真空加熱圧着時にフィルムが縮み、シワが入るおそれがある。１０重量％を超えると、封止材層の結晶性又は流動性が不均一となって封止材層に歪みが生じ、その結果、封止材層の接着性が低下するおそれがある。ブテン含有量は、下限が０．７重量％であることがより好ましく、上限が７重量％であることがより好ましい。
なお、上記ブテン含有量は、１３Ｃ−ＮＭＲのスペクトル積分値により求めることができる。具体的には、例えば１−ブテンを用いた場合、重クロロホルム中で１０．９ｐｐｍ付近や２６．１ｐｐｍ付近、３９．１ｐｐｍ付近に得られる１−ブテン構造由来のスペクトル積分値と、２６．９ｐｐｍ付近、２９．７ｐｐｍ付近、３０．２ｐｐｍ付近、３３．４ｐｐｍ付近に得られるエチレン構造由来のスペクトル積分値を用いて算出する。スペクトルの帰属については高分子分析ハンドブック（日本分析化学会編、朝倉書店発行、２００８年）等の既知データーを利用するとよい。
【００２８】
上記無水マレイン酸の総含有量が０．５重量％未満であると、封止材層と保護層との密着性が悪化するおそれがある。３重量％を超えると、熱収縮が大きくなり、ラミネーターによる真空加熱圧着時にフィルムが縮み、シワが入るおそれがある。上記無水マレイン酸の総含有量は、下限が１重量％であることがより好ましく、上限が２．５重量％であることがより好ましい。
なお、上記無水マレイン酸の総含有量は、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂を用いて試験フィルムを作製し、上記試験フィルムの赤外吸収スペクトルを測定して、１７９０ｃｍ−１付近の吸収強度から算出することができる。具体的には、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂中における無水マレイン酸の総含有量は、例えば、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光装置  Ｎｉｃｏｌｅｔ  ６７００  ＦＴ−ＩＲ）を用いて、高分子分析ハンドブック（日本分析化学会編、朝倉書店発行、２００８年）等に記載された既知の測定方法で測定することができる。
【００２９】
上記熱可塑性樹脂Ａは、更に、エポキシ基を有するシラン化合物を含有していてもよい。上記エポキシ基を有するシラン化合物を含有することにより、太陽電池保護シートと太陽電池素子との接着性を向上させることができる。また、太陽電池素子部材の劣化を抑制することができる。
上記エポキシ基を有するシラン化合物は、脂肪族エポキシ基、脂環式エポキシ基等のエポキシ基を分子中に少なくとも１個有していればよい。上記エポキシ基を有するシラン化合物としては、下記一般式（Ｉ）で示されるシラン化合物であることが好ましい。
【００３０】
【化１】
2012199331.tif 000002
【００３１】
（式中、Ｒ１は、３−グリシドキシプロピル基又は２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基を示し、Ｒ２は、炭素数が１〜３であるアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数が１〜３であるアルキル基を示し、且つ、ｎは０又は１である。）
【００３２】
Ｒ１は、下記式（ＩＩ）で示される３−グリシドキシプロピル基、又は、下記式（ＩＩＩ）で示される２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基を示す。
【００３３】
【化２】
2012199331.tif 000003
【００３４】
【化３】
2012199331.tif 000004
【００３５】
上記Ｒ２としては、炭素数が１〜３であるアルキル基であれば、特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられ、メチル基及びエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【００３６】
上記Ｒ３としては、炭素数が１〜３であるアルキル基であれば、特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられ、メチル基が好ましい。
【００３７】
上記一般式（Ｉ）で示されるシラン化合物としては、例えば、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリプロポキシシラン等が挙げられる。
【００３８】
上記一般式（Ｉ）において、ｎは０であることが好ましい。
上記シラン化合物としては、特に好ましくは、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
【００３９】
上記シラン化合物の含有量は、熱可塑性樹脂Ａ１００重量部に対して０．１〜１５重量部であることが好ましい。０．１重量部未満であると、封止材層と保護層との密着性が不充分となるおそれがある。１５重量部を超えると、上記密着性がかえって低下するおそれがある。
上記シラン化合物の含有量は、熱可塑性樹脂Ａ１００重量部に対して、下限が０．３重量部であることがより好ましく、上限が５重量部であることがより好ましい。
【００４０】
上記熱可塑性樹脂Ｂとしては、透明性、耐熱性及び難燃性に優れる点で、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、テトラフロオロエチレン−パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＥＰ）、ポリビニルフルオライド樹脂（ＰＶＦ）及びテトラフロオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）からなる群より選択される少なくとも一種のフッ素系樹脂であることが好ましい。
【００４１】
本発明においては、熱可塑性樹脂Ａによって封止材層が形成され、熱可塑性樹脂Ｂによって保護層が形成される。
上記封止材層は、厚みが１００〜５００μｍであることが好ましい。厚みが１００μｍ未満であると、本発明の製造方法により得られた太陽電池保護シートを用いたフレキシブル太陽電池モジュールの絶縁性を保持できないおそれがある。５００μｍを超えると、上記フレキシブル太陽電池モジュールの難燃性に悪影響を及ぼしたり、フレキシブル太陽電池モジュールの重量が重くなるおそれがあるし、経済的にも不利である。
上記厚みは、下限が１３０μｍであることがより好ましく、上限が４００μｍであることがより好ましい。
【００４２】
上記保護層は、厚みが２０〜１００μｍであることが好ましい。厚みが２０μｍ未満であると、本発明の製造方法により得られた太陽電池保護シートを用いたフレキシブル太陽電池モジュールの絶縁性が確保できなかったり、難燃性が損なわれるおそれがある。１００μｍを超えると、上記フレキシブル太陽電池モジュールの重量が重くなるおそれがあり、経済的に不利である。
上記厚みは、下限が２５μｍであることがより好ましく、上限が７０μｍであることがより好ましい。
【００４３】
本発明の製造方法により得られた太陽電池保護シートは、熱収縮が少なく、太陽電池素子を封止して太陽電池モジュールを製造する際や、太陽電池モジュールを長期間、屋外で暴露した場合に、シワの発生を軽減することができる。また、上記封止材層と上記保護層との密着性に優れる。
【００４４】
このような本発明の製造方法によれば、１５０℃、５分間の熱収縮率が２％以下である太陽電池保護シートを得ることができる。上述の範囲の熱収縮率を有する太陽電池保護シートを得ることができるため、フレキシブル太陽電池モジュールの製造の際や、長期間の屋外暴露の際に、シワの発生を防止することができる。
上記熱収縮率は、以下の方法で得られた値である。すなわち、得られた太陽電池保護シートを、所定の大きさに裁断して評価用サンプルとし、該評価用サンプルの中央部分に所定の十を描き（寸法線）、その各ラインの長さをブランクとして測定する。そして、この評価用サンプルを１５０℃のオーブンに５分間入れた後、取り出し、その時点での上記各ラインの長さを測定し、上記ブランク及びオーブン取り出し後の長さの比率を算出する。
【００４５】
上記太陽電池保護シートは、表面にエンボス形状を有していることが好ましい。上記太陽電池保護シートは、特に、フレキシブル太陽電池モジュールに適用した際に受光面側となる表面（保護層面）に、エンボス形状を有していることが好ましい。
上記エンボス形状を有することにより、太陽光の反射ロスを低減したり、ギラツキを防止したり、外観を向上させたりすることができる。
上記エンボス形状は、規則的な凹凸形状であっても、ランダムな凹凸形状であってもよい。
上記エンボス形状は、太陽電池素子に貼り合せる前にエンボス賦型しても、太陽電池素子に貼り合せた後でエンボス賦型しても、又は、太陽電池素子と貼り合せる工程で同時に賦型しても良い。
中でも、太陽電池素子に貼り合せる前にエンボス賦型して形成するのが、エンボスの転写ムラが無く、均一なエンボス形状が得られるので好ましい。
特に、上述の保護層と封止材層とを、共押出工程により同時に製膜加工し、冷却ロールにエンボスロールを用いて、溶融樹脂を冷却する際に同時にエンボス賦型したものは、太陽電池素子に貼り合わせる工程でエンボス形状が変形することなく、均一なエンボス形状が保てるので、より好ましい。
【００４６】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法により得られる太陽電池保護シートの一例の縦断面模式図を図１に示す。図１に示すように、本発明で得られる太陽電池保護シートＡは、封止材層２と保護層１とを有する。
【００４７】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法により得られた太陽電池保護シートを用いて、太陽電池素子を封止し、フレキシブル太陽電池モジュールを製造することができる。
上記太陽電池素子は、一般に、受光することで電子が発生する光電変換層、発生した電子を取り出す電極層、及び、フレキシブル基材から構成される。
【００４８】
上記光電変換層としては、例えば、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコン等の結晶系半導体、アモルファスシリコン等のアモルファス系半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、Ｃｄｓ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２等の化合物半導体、フタロシアニン、ポリアセチレン等の有機半導体等から形成されたものを挙げることができる。
上記光電変換層は、単層又は複層であってもよい。
上記光電変換層の厚みは、０．５〜１０μｍであることが好ましい。
【００４９】
上記電極層は、電極材料からなる層である。
上記電極層は、必要に応じて、上記光電変換層上にあってもよいし、上記光電変換層とフレキシブル基材との間にあってもよいし、上記フレキシブル基材面上にあってもよい。
また、上記太陽電池素子は、上記電極層を複数有していてもよい。
受光面側（表面）の電極層は、透明である必要があるため、上記電極材料としては、金属酸化物等の一般的な透明電極材料であることが好ましい。上記透明電極材料としては、特に限定されないが、ＩＴＯ又はＺｎＯ等が好適に使用される。
透明電極を使用しない場合は、バス電極やそれに付属するフィンガー電極を銀などの金属でパターニングされたものでもよい。
背面側（裏面）の電極層は、透明である必要はないため、一般的な電極材料によって構成されて構わないが、上記電極材料としては、銀が好適に用いられる。
【００５０】
上記フレキシブル基材としては、可撓性があり、フレキシブル太陽電池素子に使用することができるものであれば、特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン等の耐熱性樹脂からなる基材を挙げることができる。
上記フレキシブル基材の厚みは、１０〜８０μｍであることが好ましい。
【００５１】
上記太陽電池素子を製造する方法としては、公知の方法であれば、特に限定されず、例えば、上記フレキシブル基材上に上記光電変換層や上記電極層を配置する公知の方法により形成するとよい。
上記太陽電池素子は、ロール状に巻回された長尺状であってもよいし、矩形状のシート状であってもよい。
【００５２】
上記太陽電池保護シートを用いた太陽電池素子の封止は、太陽電池素子の光電変換層側面（受光面）のみを封止してもよいし、太陽電池素子の光電変換層側面とフレキシブル基材側面との双方を封止してもよい。太陽電池素子の両面を上記太陽電池保護シートで封止することにより、上記太陽電池素子がより良好に封止され、長期間にわたって安定的に発電し得るフレキシブル太陽電池モジュールとすることができる。
図２に、太陽電池保護シートＡを用いて太陽電池素子の光電変換層３側面とフレキシブル基材４側面とを封止したフレキシブル太陽電池モジュールＢの一例の縦断面模式図を示す。
【００５３】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法により得られた太陽電池保護シートを用いて、太陽電池素子を封止し、フレキシブル太陽電池モジュールを製造する方法としては、例えば、所望形状に切断した、上記太陽電池保護シートと太陽電池素子とを用意し、上記太陽電池保護シートの封止材層と、上記太陽電池素子の光電変換層側面、又は、光電変換層側面及びフレキシブル基材の両面とを対向させた状態で、上記太陽電池保護シートと上記太陽電池素子とを積層し、得られた積層体を、静止状態で、減圧下で、その厚み方向に押圧力を加えながら加熱して、上記太陽電池素子を上記太陽電池保護シートで封止する方法が挙げられる。
上記積層体を、減圧下で、その厚み方向に押圧力を加えながら加熱する工程は、真空ラミネーター等の従来公知の装置を用いて行うことができる。
【００５４】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法により得られた太陽電池保護シートを用いて、太陽電池素子を封止し、フレキシブル太陽電池モジュールを製造する別の方法としては、例えば、太陽電池素子の光電変換層が配置された面と、上記太陽電池保護シートの封止材層とが対向した状態で、上記太陽電池素子と上記太陽電池保護シートとを積層し、これらを一対の熱ロールを用いて狭窄し、熱圧着する方法が挙げられる。
本発明の製造方法により得られる太陽電池保護シートは、このような連続的封止が可能な、いわゆるロールツーロール法にも適用することができ、製造時にシワが発生することなく、高い効率でフレキシブル太陽電池モジュールを製造することができる。
【００５５】
上記フレキシブル太陽電池モジュールを製造する方法の一例について、図３を用いて、具体的に説明する。
図３に示すように、まず、上記保護層と上記封止材層からなり、ロール状に巻回された長尺状の太陽電池保護シートＡと、太陽電池素子Ｃとを用意する。そして、太陽電池保護シートＡ及び太陽電池素子Ｃのロールを巻き出し、太陽電池素子Ｃの受光面（光電変換層側面）と、太陽電池保護シートＡの封止材層面とを対向させた状態に配置し、両者を積層させて積層シートＤとする。
次いで、積層シートＤを、所定の温度に加熱された一対のロールＥ、Ｅ間に供給し、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱して熱圧着し、太陽電池保護シートＡ及び太陽電池素子Ｃを接着一体化する。これにより、太陽電池素子が封止材層によって封止され、フレキシブル太陽電池モジュールを得ることができる。
【００５６】
また、上記太陽電池保護シートを使用して、太陽電池素子の光電変換層側面とフレキシブル基材側面とを同時に封止して、フレキシブル太陽電池モジュールＢを製造する方法の一例について、図４を用いて説明する。
具体的には、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池を用意する一方、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池保護シートを二つ用意する。そして、図４に示すように、長尺状の太陽電池保護シートＡ、Ａをそれぞれ巻き出すと共に、長尺状の太陽電池素子Ｃを巻き出し、二つの太陽電池保護シートの封止材層を互いに対向させた状態にして、太陽電池保護シートＡ、Ａ同士を太陽電池素子Ｃを介して重ね合わせ、積層シートＤとする。そして、積層シートＤを所定の温度に加熱された一対のロールＥ、Ｅ間に供給して、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池保護シートＡ、Ａ同士を接着一体化させて、太陽電池保護シートＡ、Ａによって太陽電池素子Ｃを封止してフレキシブル太陽電池モジュールＢを連続的に製造する。
上記フレキシブル太陽電池モジュールの製造において、上記フレキシブル太陽電池モジュール太陽電池保護シートＡ、Ａ同士を太陽電池素子Ｃを介して重ね合わせて積層シートＤを形成すると同時に、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱してもよい。
【００５７】
また、太陽電池素子Ｃとして矩形状のものを用いた場合の、フレキシブル太陽電池モジュールの製造要領の一例を図５に示す。
具体的には、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池素子の代わりに、所定の大きさの矩形状のシート状の太陽電池素子を用意する。そして、図５に示すように、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池保護シートＡ、Ａをそれぞれ巻き出し、それぞれの封止材層を対向させた状態にした太陽電池保護シートＡ、Ａ間に、太陽電池素子Ｃを所定時間間隔毎に供給し、太陽電池保護シートＡ、Ａ同士を太陽電池素子Ｃを介して重ね合わせ、積層シートＤとする。そして、積層シートＤを所定の温度に加熱された一対のロールＥ、Ｅ間に供給して、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池保護シートＡ、Ａ同士を接着一体化させて、太陽電池保護シートＡ、Ａによって太陽電池素子Ｃを封止してフレキシブル太陽電池モジュールＢを連続的に製造する。
上記フレキシブル太陽電池モジュールの製造において、積層シートＤの形成と同時に、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱してもよい。
【００５８】
このようにして得られたフレキシブル太陽電池モジュールは、シワやカールの発生がみられない。また、長期間の屋外暴露によりシワが発生したり、フィルムが剥離したりすることも充分抑制されたものである。
【００５９】
このように、本発明の太陽電池保護シートの製造方法を用いれば、太陽電池モジュールの製造の際や上記太陽電池モジュールを長期間屋外暴露した際にシワが発生するのを軽減し、かつ、保護層と封止材層との密着性に優れた太陽電池保護シートを得ることができる。
【発明の効果】
【００６０】
本発明の太陽電池保護シートの製造方法は、上述した構成からなるため、太陽電池モジュールの製造の際や上記太陽電池モジュールを長期間屋外暴露した際にシワが発生するのを軽減し、かつ、保護層と封止材層との密着性に優れた太陽電池保護シートを得ることができる。このため、本発明の製造方法により得られた太陽電池保護シートは、フレキシブル太陽電池モジュールの製造に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の太陽電池保護シートの一例を示した縦断面模式図である。
【図２】本発明の太陽電池保護シートを用いて得られたフレキシブル太陽電池モジュールの一例を示した縦断面模式図である。
【図３】本発明の太陽電池保護シートを用いたフレキシブル太陽電池モジュールの製造要領の一例を示した模式図である。
【図４】本発明の太陽電池保護シートを用いたフレキシブル太陽電池モジュールの製造要領の一例を示した模式図である。
【図５】本発明の太陽電池保護シートを用いたフレキシブル太陽電池モジュールの製造要領の一例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６３】
（実施例１〜６、比較例１〜５）
表１に示した、所定の融点を有する熱可塑性樹脂Ａ１００重量部と３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ−６０４０」）０．５重量部とを第一押出機に供給して溶融混練した。
一方で、表１に示した、所定の融点を有する熱可塑性樹脂Ｂを第二押出機に供給して溶融混練した。
そして、上記第一押出機と上記第二押出機とを共に接続させている合流ダイに、上記熱可塑性樹脂Ａ及び上記熱可塑性樹脂Ｂを供給して合流させ、合流ダイに接続させているダイスからシート状に押出して、熱可塑性樹脂Ａからなる封止材層と、熱可塑性樹脂Ｂからなる保護層とからなる多層フィルムを形成し、上記多層フィルムを冷却ロールに密着させて積層一体化させ、長尺状の一定幅を有する太陽電池保護シートを得た。得られた太陽電池保護シートの封止材層の厚みは、２５０μｍであり、保護層の厚みは、３０μｍであった。
適用したダイス出口の樹脂温度、冷却ロール接触後のフィルム温度、リップクリアランス、エアギャップをそれぞれ表１に示す。
なお、熱可塑性樹脂Ａとして、実施例１〜４及び比較例１〜３は商品名アドマー（登録商標）ＸＥ０７０（マレイン酸変性ポリオレフィン、三井化学社製）、実施例５及び比較例４は商品名ハイミラン（登録商標）１８５６（アイオノマー、三井・デュポンポリケミカル社製）、実施例６及び比較例５は商品名リンクロン（登録商標）ＸＣＦ７１０Ｎ（シラン変性ポリオレフィン、三菱化学社製）をそれぞれ使用した。
熱可塑性樹脂Ｂとして、商品名Ｋｙｎａｒ（登録商標）７２０（アルケマ社製）を使用した。
【００６４】
また、製造装置としては以下のものを使用した。
押出機：３層押出機、押出温度２７０℃
ダイス：マルチマニフォールドダイのＴダイ
冷却ロール：３０℃に温度設定
【００６５】
得られた太陽電池保護シートについて、下記の項目にて評価を行った。結果を表１に示した。
＜耐熱収縮率＞
得られた太陽電池保護シートを、ＭＤ方向（Ｍａｃｈｉｎｅ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）及びＴＤ方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）とも５０ｍｍ角に切り取り、裁断した評価用サンプル中央部分に４５ｍｍの十を描き（寸法線）、その各ラインの長さをブランクとして測定した。
そして、この太陽電池保護シートを１５０℃のオーブンに５分間入れた後、取り出し、その時点での上記各ラインの長さを測定した。
上記ブランク及びオーブン取り出し後の長さの比率を耐熱収縮率とした。
【００６６】
＜層間密着性＞
得られた太陽電池保護シートを、ＭＤ方向に１００ｍｍ、ＴＤ方向に１５ｍｍに切り取り、裁断した評価用サンプルとした。そして、得られた評価用サンプルの保護層及び封止材層を約２０ｍｍ剥がし、両層をテンシロン（商品名ＲＴＣ−１３１０Ａ、オリエンテック社製）にて引っ張った時の剥離力を層間密着性とした。
【００６７】
＜シワの発生＞
得られた太陽電池保護シートを用いて、以下の方法で太陽電池モジュールを製造した。
まず、上記太陽電池保護シートをロール状に巻回したものと、ポリイミドフィルムからなるフレキシブル基材上に、アモルファスシリコンからなる光電変換層等が形成された太陽電池素子をロール状に巻回したものを用意した。
そして、上記太陽電池保護シートと太陽電池素子とをそれぞれ巻き出し、上記太陽電池素子の光電変換層上に、上記太陽電池保護シートを、その封止材層が上記光電変換層に対向するように積層し、得られた積層体を１２０℃のロール間に速度２．０ｍ／分で供給し、その厚み方向に押圧しながら、該積層体を加熱して、上記太陽電池保護シートで上記太陽電池素子を封止して、太陽電池モジュールを製造した。
得られた太陽電池モジュールのシワの発生状況を目視で判断し、以下の評点で点数づけした。
５点：シワ発生が全く見られない。
４点：０．５ｍｍ以内のシワが１個／ｍ２発見される。
３点：０．５ｍｍ以内のシワが２〜４個／ｍ２発見される。
２点：０．５ｍｍ以内のシワが５個／ｍ２以上発見される。
１点：０．５ｍｍ以上の大きなシワが発見される。
【００６８】
【表１】
2012199331.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の製造方法により得られた太陽電池保護シートは、フレキシブル太陽電池モジュールの製造に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
Ａ  太陽電池保護シート
Ｂ  フレキシブル太陽電池モジュール
Ｃ  太陽電池素子
Ｄ  積層シート
Ｅ  ロール
１  保護層
２  封止材層
３  光電変換層
４  フレキシブル基材
５  電極層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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