(57)【要約】【課題】フッ素樹脂層の耐ブロッキング性が良好な太陽電池モジュール用表面保護シートおよび太陽電池モジュールを提供することである。【解決手段】透明基材の一方の面にフッ素樹脂層が形成されてなる太陽電池モジュール用表面保護シートにおいて、前記フッ素樹脂層のガラス転移温度（ＪＩＳ−Ｋ７１２１で規定される）が８０℃以下であり、前記フッ素樹脂層内に少なくとも１種類以上のフィラーを含有し、前記フッ素樹脂層の表面粗さＲａ（ＪＩＳ−Ｂ０６０１で規定される）が０．２〜２．０μｍであることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材の一方の面にフッ素樹脂層が形成されてなる太陽電池モジュール用表面保護シートにおいて、前記フッ素樹脂層のガラス転移温度（ＪＩＳ−Ｋ７１２１で規定される）が８０℃以下であり、前記フッ素樹脂層内に少なくとも１種類以上のフィラーを含有し、前記フッ素樹脂層の表面粗さＲａ（ＪＩＳ−Ｂ０６０１で規定される）が０．２〜２．０μｍであることを特徴とする太陽電池モジュール用表面保護シート。
【請求項２】
前記フッ素樹脂層と前記フィラーの屈折率差が０．０３以下であ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表面保護シート。
【請求項３】
前記フッ素樹脂層に紫外線吸収剤を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の太陽電池モジュール用表面保護シート。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュール用表面保護シートを用いた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、太陽電池モジュール用表面保護シートおよびこの太陽電池モジュール用表面保護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】
近年、地球温暖化等の環境問題や脱原子力発電への機運を背景に、太陽光発電への期待が高まっている。太陽光発電は、シリコン、ＣｄＴｅ、ＣＩＧＳ（銅インジウムガリウムセレナイド）などの光電変換素子により起電力を得るものである。一般に光電変換素子は、必要出力を得るため複数個接続され、また、外部環境で長期間の使用において発電性能を保持する必要性から、封止材、表面保護材、裏面保護シートなどと一体化された形態（太陽電池モジュール）で用いられる。
【０００３】
太陽電池モジュールの表面保護材は、機械的強度や耐候性の観点から従来はガラス板が用いられてきたが、近年、軽量化やフレキシブル性に対する要望が高まっており、ガラス板をプラスチックフィルムで代替した太陽電池モジュールの実用化が始まっている。
【０００４】
プラスチックフィルム保護材は、従来のガラス板保護材と同様、透明性、化学的安定性および機械的強度が求められる。一部のフッ素樹脂材料はこれらの要求を満たすが概して高価であり、ポリエステルやエチレン酢酸ビニル共重合体フィルムなどの厚手の支持体にフッ素樹脂層を形成した構成とするのが一般的である。
【０００５】
フッ素樹脂層の形成方法としては、フッ素樹脂フィルムを接着材で支持体に貼り付ける方法（フィルムラミ方式）、および、フッ素樹脂溶液を塗布する方法がある（たとえば、特許文献１参照）。塗布方法は、プロセスの簡便性、各種添加剤にフッ素樹脂層への機能付与の自由度が大きいなど、フィルムラミ方法に対する利点が多いが、その反面、塗布プロセス時における課題が生じる場合があり、特に塗布後の巻取り時におけるブロッキングは看過できない。
【０００６】
特許文献２では、太陽電池モジュール用保護シートの表面粗さについて記載がされているが、主にバックシート（裏面保護）としての使用が想定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６３６９８号
【特許文献２】特開２０１０−２１２４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、フッ素樹脂層の耐ブロッキング性が良好な太陽電池モジュール用表面保護シートおよび太陽電池モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る太陽電池モジュール用表面保護シートは、透明基材の一方の面にフッ素樹脂層が形成されてなる太陽電池モジュール用表面保護シートにおいて、前記フッ素樹脂層のガラス転移温度（ＪＩＳ−Ｋ７１２１で規定される）が８０℃以下であり、前記フッ素樹脂層内に少なくとも１種類以上のフィラーを含有し、前記フッ素樹脂層の表面粗さＲａ（ＪＩＳ−Ｂ０６０１で規定される）が０．２〜２．０μｍであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る太陽電池モジュール用表面保護シートは、前記フッ素樹脂層と前記フィラーの屈折率差が０．０３以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に係る太陽電池モジュール用表面保護シートは、前記フッ素樹脂層に紫外線吸収剤を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４に係る太陽電池モジュールは、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュール用表面保護シートを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フッ素樹脂層が塗布形成された透明基材を含む太陽電池モジュール用表面保護シートにおいて、フッ素樹脂層の耐ブロッキング性が良好な太陽電池モジュール用表面保護シートおよび太陽電池モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール用表面保護シートの一例を概略的に示す縦断側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。  
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール用表面保護シートの一例を概略的に示すものである。この太陽電池モジュール用表面保護シート１１は、基材フィルム１２の一方の面にフッ素樹脂層１３が積層形成されてなる。フッ素樹脂層１３内にはフィラー１４が分散されている。
【００１６】
基材フィルム１２は、透明性と耐候性が重要であるが特に限定されるものではなく、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などが用いられる。その他の材料系についても、耐熱性、強度物性、電気絶縁性等などの観点から適宜選択できる。
【００１７】
基材フィルム１２の厚さは特に限定されるものではないが、フッ素樹脂の塗布工程、および水蒸気バリア層やその他の部材との積層工程を少なくとも考慮し選択されるが、概ね２５〜３００μｍが適当だが、５０〜１５０μｍが選択されることが多い。
【００１８】
フッ素樹脂は、汎用溶剤に可溶で水酸基を有するものが用いられ、フッ素樹脂層１３は、フッ素樹脂とイソシアネートを含む溶液の塗布、溶剤の乾燥、フッ素樹脂とイソシアネートのウレタン結合による硬化により形成される。このようなフッ素樹脂としては、たとえば、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）の単独重合体、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）またはＴＦＥとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ＰＡＶＥ）などとの共重合体、さらには、これらと共重合可能な他の単量体との共重合体などがあげられる。
【００１９】
樹脂塗料の水酸基価は、４０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇである。水酸基価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、または１２０ｍｇＫＯＨ／ｇを超える場合、塗布層の機械的強度が不足する。
【００２０】
イソシアネート系硬化剤の具体例としては、たとえば、２，４−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ｎ−ペンタン−１，４−ジイソシアネート、これらの三量体、これらのアダクト体やビュウレット体、これらの重合体で２個以上のイソシアネート基を有するもの、さらにブロック化されたイソシアネート類などがあげられる。
【００２１】
塗布層の厚さは、３μｍ〜５０μｍ、より好ましくは５μｍ〜４０μｍである。塗布層の厚さが３μｍ未満では、塗布抜け等が起こり、耐候性が不足する。また、厚さが５０μｍを超えると、経済的に不利になる。
【００２２】
フッ素樹脂層１３は、フッ素樹脂とイソシアネートを含む溶液の塗布、溶剤の乾燥、フッ素樹脂とイソシアネートのウレタン結合による硬化エージングという加工プロセスにより形成されるが、フッ素樹脂とイソシアネートのウレタン結合は短時間では行われないため、フィルム巻取り後にブロッキングが生じることがある。ブロッキングが製造工程で発生すると、製造設備を停止する必要が生じて生産性の低下や、製品の外観悪化生じて好ましくない。
【００２３】
ブロッキングを防止するには、フッ素樹脂層１３のガラス転移温度を上げ、膜の硬さを上げることが考えられるが、密着性との両立が困難である。具体的には、ガラス転移温度が８０℃を超えるようなフッ素樹脂層は、硬化収縮が大きく、残留応力も高いために密着性が悪い。ガラス転移温度はＪＩＳ−Ｋ７１２１に基づき、示差走査型熱量計を用いて求めることができる。
【００２４】
密着性と耐ブロッキング性という点から、フッ素樹脂層１３のガラス転移温度は８０度以下で、フッ素樹脂層１３内にフィラー１４が添加されており、表面に凹凸が形成されていることが望ましい。
【００２５】
フッ素樹脂層１３内に分散されるフィラー１４としては、たとえば、無機物または樹脂からなる透明粒子を使用することができる。無機物からなる透明粒子としては、たとえば、シリカ、アルミナおよびチタニアなどの酸化物からなる粒子または炭酸カルシウムおよび硫酸バリウムなどの他の粒子を使用することができ、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂もしくはそれらの架橋体；メラミンホルムアルデヒド樹脂；ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシ樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフルオロビニリデン及びエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素樹脂；またはシリコーン樹脂からなる粒子を使用することができる。
【００２６】
透明性を下げずに表面の凹凸を付与するためには、フッ素樹脂層１３との屈折率差が０．０３以下であることが望ましい。フッ素樹脂層１３とフィラー１４の屈折率差を０．０３以下とすることで太陽電池モジュールの性能に悪影響を与えることなく、表面保護シートに凹凸を付与することができ、耐ブロッキング性を向上させることができる。
【００２７】
通常、表面状態の凹凸は粗さで数値化する事が多いが、本発明では、算術平均粗さＲａで表した。表面粗さは、規格ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１で定義され、接触式表面粗さ計を用いて、カットオフ値０．８ｍｍの条件で測定したときの平均値を意味する。
【００２８】
Ｒａ値が０．１μｍを下回ると、凹凸が小さくなり、耐ブロッキング性を付与することができず、２．０μｍを超えると、光入射面での散乱が大きくなり、太陽電池モジュールの変換効率の低下が生じる。
【００２９】
また、耐光性向上のために紫外線吸収剤が添加されていることが望ましい。紫外線吸収剤が添加されることにより、太陽光の紫外線を吸収し、塗膜や基材、その他構成部材の光劣化を抑制することができる。
【００３０】
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シュウ酸アニリド系、ヒドロキシトリアジン系等が挙げられる。紫外線吸収剤の添加量はフッ素樹脂１００質量部に対して、０．１〜５０質量部、特に０．５〜１０質量部が好ましい。
【００３１】
さらに、透明性や密着性を損なわない限り、その他の添加剤を配合することができる。その他の添加剤としては、光安定剤、帯電防止剤、カップリング剤、消泡剤、増粘剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、充填剤などが挙げられる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。  
硬化性基含有フッ素樹脂塗料は、下記の処方物から調製した。  
ＣＴＦＥ系共重合体（ＡＧＣコーテック（株）社製、商品名：オブリガードＳＳ００５７、屈折率１．４９）  
イソシアネート系硬化剤（三井化学社製、商品名：Ｄ１２０Ｎ）  
アクリルフィラー（積水化成品工業製、商品名：セキスイテクポリマー、屈折率：１．４９、粒径：８μｍ）  
アクリルスチレンフィラーＡ（積水化成品工業製、商品名：セキスイテクポリマー、屈折率：１．５２、粒径：８μｍ）  
アクリルスチレンフィラーＢ（積水化成品工業製、商品名：セキスイテクポリマー、屈折率：１．５４、粒径：８μｍ）  
紫外線吸収剤（ＢＡＳＦ製、商品名：ＴＩＮＵＶＩＮ４７７）
＜実施例１＞  
ＣＴＦＥ系共重合体塗料へ、イソシアネート系硬化剤を、硬化性反応基に対する硬化剤の反応部位の当量比が１．０となるよう配合、紫外線吸収剤を４質量部添加し、さらに、アクリルフィラーを添加し、この塗布液を７５μｍＰＥＴフィルムにグラビアコート法で塗布し、乾燥して、表面粗さＲａ０．２の塗布層を設けた（ガラス転移温度５０℃）。これを太陽電池モジュール用表面保護シートとした。
【００３３】
＜実施例２＞  
塗布液へのアクリルフィラー添加量を調整し、表面粗さＲａ２．０となるように調整した以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３４】
＜実施例３＞  
塗布液へのアクリルスチレンフィラーＡを添加し、表面粗さＲａ２．０となるように調整した以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３５】
＜比較例１＞  
塗布液へのアクリルフィラー添加量を調整し、表面粗さＲａ０．１となるように調整した以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３６】
＜比較例２＞  
塗布液へのアクリルフィラー添加量を調整し、表面粗さＲａ２．１となるように調整した以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３７】
＜比較例３＞  
塗布液へのアクリルスチレンフィラーＢを添加し、表面粗さＲａ０．１となるように調整した以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３８】
＜評価＞  
実施例および比較例で作製した太陽電池モジュール用表面保護シートは、次の点につき評価を行った。
【００３９】
＜耐ブロッキング性＞  
上記実施例１、２、３および比較例１、２、３で作成した太陽電池モジュール用表面保護シートをＰＥＴフィルムと積層し、２ｋｇ／ｃｍ２の加重を加えて、４０℃にて９６時間加圧した後のサンプルを観察し、以下のように分類した。  
○：太陽電池モジュール用表面保護シートとＰＥＴが容易に剥離し、太陽電池モジュール用表面保護シートの外観に変化は見られない。  
×：太陽電池モジュール用表面保護シートとＰＥＴを手で引き離さないと剥離せず、太陽電池モジュール用表面保護シートの外観に変化が見られた。
【００４０】
＜太陽電池モジュールの変換効率＞  
上記実施例１、２、３および比較例１、２、３で作成した太陽電池モジュール用表面保護シートを太陽電池モジュール化し、フィラーを添加していない太陽電池モジュール用表面保護シートを用いた場合の太陽電池モジュールと比較して、以下のように分類した。  
○：変換効率に変化なし。  
×：変換効率が低下した。
【００４１】
以上の評価結果を下記表１に示す。  
【表１】
2013201341.tif 000003
【００４２】
上記表１から、表面粗さＲａが０．２〜２．０であり、フッ素樹脂とフィラーの屈折率差が０．０３以下である実施例１、２、３については耐ブロッキング性、変換効率の点で好ましい結果となった。一方、上記条件を充足しない比較例１、２、３については耐ブロッキング性および変換効率の少なくとも一方が好ましくない結果となった。
【符号の説明】
【００４３】
１１…太陽電池モジュール用表面保護シート、１２…基材フィルム、１３…フッ素樹脂層、１４…フィラー。
【図１】
2013201341.tif 000004