(57)【要約】【課題】炭化水素系ワックスが添加された紫外線保護層が積層された太陽電池裏面保護シートであって、紫外線保護層の傷つき、剥がれを防止し、かつ、炭化水素形ワックスの脱落による工程汚染の無い太陽電池裏面保護シートを提供する。【解決手段】少なくともポリエステルフィルムと紫外線保護層とからなる太陽電池裏面保護シートであって、該紫外線保護層が炭化水素系ワックスを含み、該紫外線保護層の厚さ方向に切断した断面における炭化水素系ワックスの短径をａ（μｍ）、長径をｂ（μｍ）とした際のｂ／ａが１．２以上５．０未満であることを特徴とする太陽電池裏面保護シート。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともポリエステルフィルムと紫外線保護層とからなる太陽電池裏面保護シートであって、該紫外線保護層が炭化水素系ワックスを含み、該炭化水素系ワックスの該紫外線保護層の厚さ方向に切断した断面における短径をａ（μｍ）、長径をｂ（μｍ）とした際のｂ／ａが１．２以上５．０未満であることを特徴とする太陽電池裏面保護シート。
【請求項２】
前記紫外線保護層の厚さをｃ（μｍ）とし、ｃ／ａが１．１以上３．０以下であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池裏面保護シート。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池裏面保護シートを用いてな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、耐紫外線遮断性と傷付き防止性能に優れた太陽電池裏面保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、半永久的で無公害の新たなクリーンエネルギー源として実用化され、爆発的に普及が進んでいる。太陽光エネルギーを直接電気に変換する太陽電池素子は、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板等を用いて作製され、実用的な電気出力を発生させるために複数の太陽電池素子を接続し、受光面を透明基板等で覆い、隙間は充填材等を用いて太陽電池素子を保護する構造である太陽電池モジュールに加工されて使用される。一般に太陽電池モジュールは、透明前面基板、表面充填材層、太陽電池素子、裏面充填材層、及び太陽電池裏面保護シートを順次積層し、これらを真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等を利用して製造される。太陽電池モジュールは複数のものを並べて屋外に設置して使用されることが多いため、太陽電池モジュールを構成する部材には高い耐候性と耐久性が必要とされる。
【０００３】
なかでも太陽電池裏面保護シートは、直接太陽光にさらされることはないものの、設置方法によっては回り込みや照り返しによる太陽光が当たるため、太陽電池裏面保護シートに耐光性を付与することは重要である。
【０００４】
従来より用いられている太陽電池裏面保護シートとしては、白色のポリフッ化ビニルフィルム（デュポン（株）製“テドラー”（登録商標））が例示でき、該フィルムでポリエステルフィルムを挟んだ積層構成の太陽電池裏面保護シートは当該用途で幅広く用いられている。ポリフッ化ビニルフィルムは耐光性に優れるが高価であり、太陽電池モジュールの低価格化の点では障害となる。またフッ素を含有しているため廃棄コストの問題を有する。
【０００５】
近年、ポリエステル等の基材フィルムに紫外線保護層を積層した太陽電池裏面保護シートが提案されている。紫外線保護層で背面からの光の侵入を遮断する構成であり、基材フィルムの選択に自由度があり、コストも安くできることから生産数量が増えている（特許文献１）。
【０００６】
ところで紫外線保護層を設ける構成の場合、紫外線保護層そのものの初期特性およびこれらの長期耐久性が重要となる。必要となる特性としては、基材フィルムとの密着強度、耐紫外線性、紫外線遮断性、耐擦過性、耐エタノール性などが挙げられるが、太陽電池モジュールの生産、組み立て、取り付け時に紫外線保護層が傷つけられ、部分的に剥がれてしまうことを防ぐ目的で紫外線保護層に炭化水素系ワックスを添加し、傷つき、剥がれを抑制する技術が開示されている（特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、傷つき、剥がれを抑制するために紫外線保護層へ添加した炭化水素系ワックスが塗膜表面に露出することによって、脱落し、紫外線保護層を塗工する際に工程を汚染するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０６７７８０号
【特許文献２】特開２０１４−９０１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、炭化水素系ワックスが添加された紫外線保護層が積層された太陽電池裏面保護シートであって、耐擦過性、密着強度、紫外線遮断性能の初期特性およびこれらの長期耐久性に優れ、炭化水素系ワックスの脱落による工程汚染の少ない太陽電池裏面保護シートおよびそれを用いた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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成をとる。
【００１１】
第１の発明は、少なくともポリエステルフィルムと紫外線保護層とからなる太陽電池裏面保護シートであって、該紫外線保護層が炭化水素系ワックスを含み、該炭化水素系ワックスの該紫外線保護層の厚さ方向に切断した断面における短径をａ（μｍ）、長径をｂ（μｍ）とした際のｂ／ａが１．２以上５．０未満である太陽電池裏面保護シートである。
【００１２】
第２の発明は前記紫外線保護層の厚さをｃ（μｍ）とし、ｃ／ａが１．１以上３．０以下であることを特徴とする上記記載の太陽電池裏面保護シートである。
【００１３】
第３の発明は、前記発明の太陽電池裏面保護シートを用いてなる太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、炭化水素系ワックスが添加された紫外線保護層が積層された太陽電池裏面保護シートにおいて、紫外線保護層の傷つき、剥がれを防止することができ、その製造工程において炭化水素形ワックスの脱落による工程汚染のない太陽電池裏面保護シートを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１６】
本発明の太陽電池裏面保護シートは、少なくともポリエステルフィルムと紫外線保護層とからなる太陽電池裏面保護シートであって、該紫外線保護層が炭化水素系ワックスを含み、該炭化水素系ワックスの該紫外線保護層の厚さ方向に切断した断面における短径をａ（μｍ）、長径をｂ（μｍ）とした際のｂ／ａが１．２以上５．０未満である太陽電池裏面保護シートである。以下、各構成要件について説明を行う。
【００１７】
（ポリエステルフィルム）
本発明における太陽電池裏面保護シートにおけるポリエステルフィルムのポリエステルとは、多価カルボン酸とポリアルコール、一般的にはジカルボン酸とジオールの縮重合により得られた、主鎖中にエステル結合を有する樹脂であって、例えばテレフタル酸とジエチレングリコールからなるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、２，６−ナフタレンジカルボン酸とジエチレングリコールからなるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などが代表的なものとして挙げられる。また、ポリエステル樹脂は共重合体であってもよく、共重合成分としては、例えば、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等のジオール成分、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸およびそのエステル形成性誘導体のジカルボン酸成分などを使用することができる。
【００１８】
太陽電池裏面保護シートは、外気に直接さらされる最外層に用いられるものであることから、上記ポリエステルフィルムは、耐加水分解性に優れるポリエステルフィルムであることが好ましい。ところでポリエステル樹脂フィルムには、通常、オリゴマーと呼ばれる低重合量の重合体が１．５〜２．０重量％含まれている。ポリエステル樹脂のオリゴマーの代表的なものは環状三量体であり、その含有量が多いフィルムは屋外などの長期曝露において機械的強度の低下や、雨水等による加水分解の進行に伴う亀裂、材破などを生じる。これに対して固相重合法で重合して得られる環状三量体の含有量が１．０重量％以下のポリエステル樹脂を原料としてポリエステル樹脂フィルムを製膜することで、高温高湿度下での加水分解を抑制することが可能であり、さらに耐熱性および耐候性にも優れたフィルムが得られる。上記環状三量体の含有量は、例えばポリマー１００ｍｇをオルトクロロフェノール２ｍｌに溶解させた溶液を用いて、液体クロマトグラフィーにて測定することで樹脂重量に対する含有量（重量％）を測定する方法で求められる。
【００１９】
上記の樹脂フィルムの厚さは、特に制限されるものではないが、裏面保護シートの耐電圧特性、コスト等を勘案すると、２５〜３００μｍの範囲が好ましい。
【００２０】
（紫外線保護層）
本発明の太陽電池裏面保護シートにおける紫外線保護層は、本来の機能を果たすための紫外線吸収性に加え、耐候性、耐熱性、耐ＵＶ性、基材ポリエステルフィルムとの接着性等を考慮して選定される。紫外線保護層とは、裏面保護シートの最外層に配設される層であって、太陽電池モジュールの裏面側に積層される裏面保護シートを、該モジュール裏面側からの紫外線の照射から保護するための機能を有し、ポリエステルフィルム上に塗布されて裏面保護シートに導入される。紫外線保護層には上記機能達成のための構成に加え、意匠性を付与するためにその目的に応じた着色剤が添加されることがあり、さらに本発明の特徴である炭化水素系ワックスが添加される。
【００２１】
紫外線保護層は、紫外線吸収剤と、それを固定するためのバインダー樹脂とを含む。バインダー樹脂は、自らの光劣化を防ぐための光安定化剤と併用されることが長期に耐候性を保持できることから好ましい。光安定化剤を樹脂中に安定に保持するためにはバインダー樹脂に光安定化機能を有する基を導入することが好ましく、光安定化基を有するモノマーをバインダー樹脂に共重合することが好ましい。またバインダー樹脂は、架橋構造をとることが長期耐候性の点から好ましく、架橋の基点となる水酸基を有するポリオール系バインダー樹脂とポリイソシアネート架橋剤からなる組成物を塗布過程で反応させて、ポリマー構造中に架橋構造を形成することが好ましい。さらに、上記バインダー樹脂には、紫外線吸収能を有するモノマーを共重合して固定することが、単独で添加した場合には揮発等でその機能が低下することに対して、やはり長期に安定して紫外線吸収能を発揮させるために好ましい。
【００２２】
紫外線吸収剤および光安定化剤を固定させる共重合モノマーとしては、アクリル系、スチレン系などのビニル系モノマーが汎用性が高く、経済的にも好ましい。かかる共重合モノマーのなかでも、スチレン系ビニルモノマーは芳香族環を有しているため、黄変しやすく、耐光性という点では、アクリル系ビニルモノマーとの共重合が最も好ましく使用される。従って、上記共重合モノマーを構成する１つの重合モノマー成分は、不飽和カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸、不飽和炭化水素及びビニルエステルからなる群から選ばれた１つ以上の不飽和化合物であることが好ましい。使用できる不飽和カルボン酸エステルとしてはメチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等が挙げられる。使用できる不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸等が挙げられる。
【００２３】
使用できるその他の単量体としては、ブタジエン、エチレン、酢酸ビニル等が挙げられる。そのなかでも、好ましいのは、不飽和カルボン酸エステルである。不飽和カルボン酸エステルのうちメチルメタクリレート、メチルアクリレートが汎用性、価格、対光安定性の観点から特に好ましい。次に樹脂層の耐熱性向上を目的に導入する架橋構造の基点となる水酸基を導入するための重合モノマーについて説明する。アクリル樹脂に水酸基を与える目的で用いる重合モノマー成分としては、例えば２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、２−ヒドロキシビニルエーテル、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート等の不飽和化合物の単量体が挙げられる。これらの水酸基を有する不飽和化合物は単独で、または２種類以上組み合わせて選択することができる。前記樹脂と共重合させる紫外線吸収剤としては、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤が例示できる。具体的には、例えば、サリチル酸系のｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、ｐ−オクチルフェニルサリシレート、ベンゾフェノン系の２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、ビス（２−メトキシ−４−ヒドロキシ−５−ベンゾイルフェニル）メタン、ベンゾトリアゾール系の２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２，２’−メチレンビス［４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｈベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール］、シアノアクリレート系のエチル−２−シアノ−３，３’−ジフェニルアクリレート）、その他として、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［（ヘキシル）オキシ］−フェノールなどやこれらの変性物、重合物、誘導体などが例示できる。また、同様に前記樹脂と共重合させる光安定化剤としては、ヒンダードアミン系等の光安定化剤が代表的なものである。具体的には、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）〔［３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］メチル〕ブチルマロネート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、メチル（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、デカン二酸ビス［２，２，６，６−テトラメチル−１−オクチルオキシ］−４−ピペリジニル］エステルなどやこれらの変性物、重合物、誘導体などが例示できる。また、このようなアクリル系骨格を有するポリマーにヒンダードアミン系光安定化基を有するポリマーを共重合したアクリル樹脂として、例えば、（株）日本触媒製“ハルスハイブリッド”（登録商標）、旭電化社製の“アデカスタブ”（登録商標）ＬＡ−８２、ＬＡ−８７などの反応型、ヘキスト・ジャパン社製の“ホスタビン”（登録商標）Ｎ−２０、吉富ファインケミカル社製の“トミソープ”７７などのモノマータイプ、ビーエーエスエフ・ジャパン社製のＵｖｉｎａｌ５０５０Ｈなどのオリゴマータイプなどを使用することができる。
本発明において用いる着色剤は、樹脂層を着色し、色調を長期に維持するために用いる。太陽電池裏面保護シートは、光反射性及び意匠性の観点から白色のものが主流であるが、近年、発電素子間の隙間が白色に見える前記シートと比較して意匠性に優れるという理由で黒色のシートの需要も拡大している。また、これらの着色剤自体も特定の波長の光線を吸収および／または反射することから、着色することにより光線から紫外線保護層のバインダー樹脂を保護するという効果が得られる。
【００２４】
本発明に用いる着色剤としては、無機顔料、有機顔料等の各種着色顔料を使用できるが、長期にわたり屋外で使用される用途であることから、光安定性の高い無機顔料が好ましく用いられる。無機顔料では、入手容易性、価格、発色性能、顔料そのものの紫外線吸収性から、白色顔料としては酸化チタンが、黒色顔料としてはカーボンブラックが好ましく用いられる。特に発色の観点から酸化チタンに関しては、その数平均粒子径は０．１〜１．０μｍが好ましく、バインダー樹脂に対する分散性やコストの観点からより好ましくは０．２〜０．５μｍである。同様にカーボンブラックに関しては、その数平均粒子径は０．０１〜０．５μｍが好ましく、分散性やコストの観点からより好ましくは０．０２〜０．１μｍである。前記した着色顔料の配合量に関しては、発色させたい色調の設計に合わせて適宜調整すれば良い。ただし、顔料配合量が少なすぎる場合には意匠性に優れた色調外観が得られないこと、逆に配合量が多すぎる場合にはコストが高くなること、樹脂層の硬度が大幅に向上することによる基材との密着力不良を生じやすくなるなどの理由から、バインダー樹脂１００質量部に対し１〜１００質量部の範囲が好ましい。
【００２５】
紫外線保護層に炭化水素系ワックスを添加することで、易滑性が向上し爪や金属による傷が付き難くなる効果（耐傷性）を得ることができる。
本発明に用いる炭化水素系ワックスとは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックスや、フィッシャー・トロプッシュワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックスである。これらの中でも、易滑性（耐擦傷性）の発現効果、紫外線保護層の塗膜との相溶性が良好なことや、塗料組成物をフィルムにコーティングし巻き取る際にブロッキングが発生しにくいことや裏面に移りにくいことから、融点の高いフィッシャー・トロプッシュワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスおよび酸化ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックスが好ましい。これらのワックス類は、おおむね炭素原子数２０以上の物質である。
【００２６】
尚、前記の炭化水素系ワックス以外の後述するワックス類を本発明の効果を損なわない程度に併用しても良い。これらのワックスとしては、例えば、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、パームワックス、ロジン変性ワックス、オウリキュリーワックス、サトウキビワックス、エスパルトワックスおよびバークワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン、鯨ロウ、イボタロウおよびセラックワックス等の動物系ワックス、ならびにモンタンワックス、オゾケライトおよびセレシンワックス等の鉱物系ワックスが挙げられる。前記炭化水素系ワックスの添加量は、紫外線保護層の固形分中０．５〜１０重量％であることが好ましい。ワックス添加量が０．５重量％未満だと、耐傷性、耐剥がれ性の向上効果が顕著ではなく、また１０重量％以上となると、紫外線保護層上にジャンクションボックスと呼ばれる電力や電気信号を中継するための端子を固定するための箱状の部品を接着する際の接着性が低下する問題が生じることがあり、さらに添加量を増やすと樹脂の硬化が阻害されてコート層の強度が低下し、耐擦傷性、耐剥がれ性が低下する問題が生じることがある。
【００２７】
前記ワックスの平均粒径は、２〜２０μｍであることが好ましく、４〜１０μｍのであることがより好ましい。前記ワックスには球状、棒状円盤状といった様々な形状のものが存在する。ワックスは紫外線保護層中に最短径方向を膜厚の方向に向けて収まるため、紫外線保護層の厚さ方向に切断した断面におけるワックスの短径をａ（μｍ）、長径をｂ（μｍ）とした際のｂ／ａをワックス形状の指標とすることができる。ｂ／ａが１に近ければ断面がほぼ円形状になり、値が大きくなると扁平状になるが、ｂ／ａが１．２以上５．０未満であることが重要であり、１．５以上４．０未満であることがより好ましい。ｂ／ａを１．２以上５．０未満とするには、炭化水素系ワックスの選択、すなわち扁平なワックスを選択するか、紫外線保護層の塗工時の条件によって扁平な形状とするかのいずれか、または両方の手法によって達成できる。紫外線保護層の塗工時の条件によるとは、メカニズムは推定ではあるが、紫外線保護層の塗剤を塗工後、乾燥、硬化のために高温のオーブンを通過後、フィルムの温度が高い状態すなわちワックスが柔らかい状態で複数の搬送ロールに接触することで紫外線保護層が表面から圧力受け、ワックスが押し潰されることにより扁平状にすることができるということを意味する。
【００２８】
ｂ／ａが１．２未満であると、炭化水素系ワックスが紫外線保護層から脱落しやすく、上記紫外線保護層の塗工時に搬送ロールを汚染するために生産性が低下する。ｂ／ａが５．０を超えたケースは、上述の扁平化のメカニズムで紫外線保護層表面から大きく突出したワックスが押し潰された結果であって、やはり搬送ロールを汚染することで生産性が低下する。
【００２９】
また、紫外線保護層の厚さをｃ（μｍ）とした場合に、ｃ／ａが１．１以上３．０以下であればワックスは紫外線保護層表面にほぼ露出していない状態であり、好ましい。ｃ／ａが１．１未満だとワックスが塗膜より露出しているためワックス粒子が脱落しやすくなり、耐傷性、耐剥がれ性の悪化、および工程通過の際のロール汚れが発生することがある。さらには、裏面保護シートを重ねた際、またはロール状に巻き取った際に、対向面にワックスが脱落して転写し、汚染を発生させるという問題も生じやすい。ｃ／ａが３．０を超えると、ワックスが表面に出にくくなり、耐傷性、耐剥がれ性が発現しにくくなる。
【００３０】
これら、ｂ／ａ、ｃ／ａを本発明の範囲とすることは、炭化水素系ワックスの軟化点などの性状、紫外線保護層の厚さなどの設計、および塗工条件の検討により達成できる。
【００３１】
これらワックスは、裏面保護シートの製造プロセスにおいて巻き取られた際に表面側にワックスが転写すると、その後の工程に支障をきたすため、塗工後やラミネート後の巻き取りロール温度、およびラミネート後の接着剤のエージング温度を考慮すると、融点が８５℃以上であることが好ましい。本発明にかかる水酸基含有アクリル樹脂を含むコーティング液には、その特性を損なわない限りにおいて、可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、強化剤、劣化防止剤、耐候剤、難燃剤、離型剤などを添加してもよい。
【００３２】
また、前記の通り、樹脂層の特性向上の目的でポリオール系バインダー樹脂中の水酸基と反応し得る官能基を有する架橋剤を硬化剤として配合しても良い。架橋剤を併用した場合には、ポリエステルフィルムと樹脂層との間の密着力の向上、あるいは架橋構造の導入に伴う紫外線保護層の耐熱性向上といった効果が得られる。特に、本発明における紫外線保護層が最外層に位置するように太陽電池裏面保護シートの設計を行った場合には、太陽電池モジュールの製造工程、具体的にはガラスラミネート工程（セル充填工程）において、樹脂層が最大１５０℃程度の高温下で、長い場合には３０分以上の熱処理に曝されるため、特に耐熱性が要求される。本発明においては、バインダー樹脂の水酸基と反応し得る架橋剤の使用が好ましく、中でもポリイソシアネート系の硬化剤を使用し、ウレタン結合（架橋構造）の生成を促す処方が好ましい。架橋剤として用いるポリイソシアネート系架橋剤としては、芳香族系ポリイソシアネート、芳香脂肪族系ポリイソシアネート、脂環族系ポリイソシアネートおよび脂肪族系ポリイソシアネート等が例示でき、各々以下に示すジイソシアネート化合物を原料とするものである。芳香族系ポリイソシアネートの原料となるジイソシアネートとしては、例えば、ｍ−またはｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、４，４′−、２，４′−又は２，２′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，４−または２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、および４，４′−ジフェニルエーテルジイソシアネート等が例示される。芳香脂肪族系ポリイソシアネートの原料となるジイソシアネートとしては、例えば、１，３−または１，４−キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）や、１，３−または１，４−テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）等が例示される。脂環族系ポリイソシアネートの原料となるジイソシアネートとしては、例えば、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、１，３−シクロヘキサンジイソシアネート、３−イソシアネートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート；ＩＰＤＩ）、４，４′−、２，４′−または２，２′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、および１，３−または１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（水添ＸＤＩ）等が例示される。脂肪族系ポリイソシアネートの原料となるジイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラ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（ＨＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート、１，２−プロピレンジイソシアネート、１，２−、２，３−または１，３−ブチレンジイソシアネート、および２，４，４−または２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が例示される。ポリイソシアネートの原料としては、これらのジイソシアネートを複数種組み合わせて用いること、ビュウレット変性体（脂肪族系）、ヌレート変性体（脂環族系）などの変性体として用いることも可能である。中でもポリイソシアネートの原料としては、樹脂骨格中に紫外線域の光の吸収帯を有する芳香環を含有する樹脂は、紫外線照射に伴い黄変し易いことから、脂環族ポリイソシアネートまたは脂肪族ポリイソシアネートを主成分とする硬化剤を用いることが好ましい。さらに、太陽電池モジュールの仕上げ工程で、太陽電池裏面保護シートの最外層に付着した樹脂や汚れを拭き取るためにエタノールを用いることが多く、最外層に耐エタノール性が求められるが、脂環族ポリイソシアネートを主成分とする硬化剤を用いることで、脂肪族ポリイソシアネートより樹脂層の硬化が進み、耐エタノール性が向上するため、脂環族ポリイソシアネートを使用することが好ましい。また、ポリオール系バインダー樹脂との架橋反応の易進行性、架橋度、耐熱性、耐紫外線性などの観点からヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート変性体が好ましい。
【００３３】
本発明における紫外線保護層を塗布法により形成するための塗液の溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノールおよび水等を例示することができ、該塗液の性状としてはエマルジョン型および溶解型のいずれでも良い。紫外線保護層を基材フィルム上に形成する方法は特に制限されるべきものではなく、公知のコーティング手法を用いることができる。コーティング手法としては、種々の方法を適用することができ、例えば、ロールコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、ダイコーティング法およびグラビアロールコーティング法等や、これらを組み合わせた方法を利用することができる。本発明における紫外線保護層の厚さは０．５〜１０μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜８μｍ、特に好ましくは１〜４μｍである。この紫外線保護層を塗布方法により形成する場合、厚さが０．５μｍ未満であると、塗工時にはじきや膜切れといった現象を生じ易く、均一な塗膜を形成し難いために、基材ポリエステルフィルムに対する密着力、紫外線カット性、耐剥がれ性、耐傷性が十分に発現しない場合がある。一方、紫外線保護層の厚さが１０μｍを越えると、紫外線カット性能は十分発現するが、塗工方式に制約を生じる（厚膜塗布が可能な特異プロセス、装置制約）、生産コストが高くなる、搬送ロールへの塗膜粘着やそれに伴う塗膜の剥がれ等を生じ易くなるなどの点が懸念される。
【００３４】
（裏面保護シート）
本発明によって得られる太陽電池裏面保護シートは、必要に応じ、フィルムの紫外線保護層と反対面に、白色フィルム、金属酸化物蒸着層を有するフィルム、太陽電池素子の封止材であるエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）との熱接着性を有するフィルムのうち、基材フィルムとは異なるフィルムを１つ以上積層することにより、各種要求特性を満たす太陽電池裏面保護シートを得ることができる。
【００３５】
白色フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムである東レ製“ルミラー”（登録商標）Ｅ２０Ｆ、ポリフッ化ビニルフィルムであるデュポン社製“テドラー”（登録商標）ＰＶ２００１、ポリフッ化ビニリデンフィルムであるアルケマ社製“カイナー”（登録商標）３０２−ＰＧＭ−ＴＲなどが例示できる。無機酸化物蒸着層を有するフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム基材上に酸化アルミニウムからなる金属酸化物蒸着層が形成されてなる東レフィルム加工（株）製“バリアロックス”（登録商標）１０１１ＨＧが例示できる。ＥＶＡとの熱接着性を有するフィルムとしては、ポリオレフィンフィルムである東レフィルム加工（株）製ＺＫ９３Ｋ、４８０１、４８０６Ｗ、Ｂ０１１Ｗなどが例示できる。白色フィルムを積層した場合には光反射性が付与され、金属酸化物蒸着層を有するフィルムを積層した場合には水蒸気遮断性が付与され、またオレフィンフィルム層をＥＶＡに対向する側に積層した場合は、ＥＶＡとの熱接着性に優れたものとなる。また、本発明の太陽電池裏面保護シートに積層するフィルムは必ずしも１枚である必要はなく、付与したい特性に応じて、適宜各部材フィルムを組み合わせ、太陽電池裏面保護シートを設計すれば良い。また、太陽電池裏面保護シートの構成中、本発明における紫外線保護層上を除く箇所であれば、いずれかの層に機能性付与を目的とする蒸着層、スパッタ層、ウェットコーティング層などが形成されていても良い。
【００３６】
フィルムを積層し、シート状に加工する手法としては、公知のドライラミネート法が利用できる。ドライラミネート法を用いた樹脂フィルムの貼り合わせには、ポリエーテルポリウレンタン系、ポリエステルポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエポキシ系樹脂などの主剤とポリイソシアネート系の硬化剤とを成分とする公知のドライラミネート用接着剤を用いることができる。ただし、これらの接着剤を用いて形成される接着剤層には、接着強度が長期間の屋外使用で劣化することに起因する剥離を生じないこと、外観の悪化や光線反射率の低下につながる黄変を生じないことなどが必要である。また、接着剤層の厚さとしては、好ましくは１〜５μｍの範囲である。１μｍ未満であると十分な接着強度が得られ難い場合がある。一方、５μｍを越えると接着剤塗工のスピードが上がらないこと、さらには接着剤使用量が増加することなどを理由に生産コストが上がるため、好ましくない。
【００３７】
接着剤層の材料としては、公知のドライラミネート用接着剤を使用することができる。一般にドライラミネート用接着剤は主剤および架橋剤の２つの成分を希釈溶媒で希釈して調合したものが用いられるが、架橋剤としては活性水酸基との反応性に富み、その反応速度及び初期密着力の発現が早いイソシアネート基含有オリゴマーを用いる処方が好ましい。これらの利点に加えて、基材フィルムとの接着強度が高く、さらにその接着強度の熱安定性、長期耐久性にも優れる接着性樹脂層を形成することができる。このイソシアネート基含有オリゴマーと組合せて用いる主剤樹脂としては、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオール系などのウレタン系樹脂やエポキシ系樹脂を例示することができ、詳細な要求特性、加工条件適性に応じて、適宜選択して用いることができる。また、太陽電池裏面保護シートの構成によっては、上記の接着剤層にもＵＶ光が到達し、樹脂の光劣化を誘引することも考えられる。そのような観点から、接着剤層の形成に用いる樹脂としては芳香環を含有しない、あるいは含有量の少ない樹脂が好ましく、より具体的には脂肪族系樹脂あるいは脂環族系樹脂が好ましい。
【００３８】
本発明の太陽電池モジュールは、透明前面基板、表面充填材層、太陽電池素子、裏面充填材層、及び本発明の太陽電池裏面保護シートを順次積層し、これらを真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等を利用して製造できる。本発明の太陽電池裏面保護シートを用いてなる太陽電池モジュールは長期間の耐候性、耐久性にすぐれる。
【実施例】
【００３９】
次に、実施例を挙げて、具体的に本発明の太陽電池裏面保護シートについて説明する。
＜特性の測定方法および評価方法＞
本発明で用いた特性の測定方法および評価方法は、下記のとおりである。
【００４０】
（１）炭化水素系ワックスの短径・長径の測定方法
紫外線保護層中のワックスの短径・長径は、以下の方法で測定した。紫外線保護層形成後の試験片を５ｍｍ×８ｍｍのサイズに切り出し、同試験片をエポキシ樹脂で包埋し、１２時間放置して硬化した。該試験片を１０点作製した。包埋後、ライカ社製ミクロトームＦＭＵＣ７を用いて、試験片の切り出しを行った。切り出した試験片を株式会社日立ハイテクノロジーズ製電界放出形走査電子顕微鏡Ｓ−４８００にセットし、電圧５ｋＶ、倍率１０００倍〜５０００倍にて断面観察を実施した。該電子顕微鏡にて観察された紫外線保護層表面のワックス粒子が、ワックス粒子中央部にて切り出しが出来ていない場合には、再度該ミクロトームへセットし、ワックス粒子の中央部となるように切り出しを行った。
【００４１】
ワックス粒子の短径と長径をそれぞれ１０点の包埋試料にて確認し、短径および長径の１０点の平均値をワックス粒子の短径ａ、長径ｂとした。
【００４２】
（２）紫外線保護層の厚さｃの測定方法
上記（１）の走査電子顕微鏡での観察時に、紫外線保護層断面のワックス粒子突起が見られない箇所を、電圧５ｋＶ、倍率５０００倍にて観察した厚さを１０点確認し、同厚さの平均値を紫外線保護層厚さｃとした。
【００４３】
（３）紫外線保護層の動摩擦係数μの測定方法
紫外線保護層の動摩擦係数は、株式会社レスカ製摩擦磨耗試験機フリクションプレーヤーＦＰＲ−２１００の試料台の上に紫外線保護層面を上側に設置し、螺旋測定モード、回転速度６ｒｐｍ、移動ステップ０．１ｍｍ／秒、荷重１５０ｇ、測定圧子ＳＵＪ２ピンにて３００秒間測定し、３００秒間で得られた動摩擦係数の平均値を動摩擦係数μとした。動摩擦係数μが０．１以下のものを○、０．１〜０．２未満のものを△、０．２以上のものを×とし、△または○を使用可能と判定した。
【００４４】
（４）耐汚染性の評価方法
上記（３）の評価において、動摩擦係数測定後の測定端子の表面を顕微鏡観察し、付着物の有無を確認した。付着物なしを○、油状成分が見られるものを×、その間のものでわずかに油状成分が認められるが実用レベルのものを△とした。
【００４５】
（実施例１）
（紫外線保護層形成用塗料の調製）
バインダー樹脂としてヒンダードアミン系光安定化基と、紫外線吸収能を有する基を固定したアクリルポリオール系樹脂である（株）日本触媒製“ハルスハイブリッド”（登録商標）ＵＶ−Ｇ３０１を１７重量部、着色剤としてテイカ（株）製酸化チタンＪＲ−７０９を３０重量部、溶剤として酢酸エチル４７重量部を一括混合し、ビーズミル機を用いて分散した。その後、炭化水素系ワックスとしてサゾール社製フィッシャー・トロプッシュワックスを２重量部添加して主剤を調製した。更に、硬化剤として住化バイエルウレタン（株）製 ＨＤＩビュウレット型イソシアネート“スミジュール”（登録商標）Ｎ３２００を２重量部混合し、実施例１の紫外線保護層形成用塗料を調製した。
【００４６】
（裏面保護シートの作製）
ポリエステルフィルムとして東レ（株）製の環状三量体の含有量が１重量％以下である耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルム “ルミラー”（登録商標）Ｘ１０Ｓ（１２５μｍ）を準備した。本ポリエステルフィルムに富士機械工業（株）製のフィルムコーターを用いて、リバースキス方式により紫外線保護層形成用塗料を塗工し、１２０℃の乾燥温度にて乾燥・硬化させ、紫外線保護層を形成した。このようにして実施例１の太陽電池裏面保護シートを作製した。紫外線保護層における炭化水素系ワックスのｂ／ａは３．９、ｃ／ａは２．１であり、動摩擦係数、耐汚染性は良好であった。
【００４７】
（実施例２）
炭化水素系ワックスをＭＩＣＲＯＰＯＷＤＥＲＳ Ｉｎｃ．製フィッシャー・トロプッシュワックスに変更したこと以外は実施例１と同様とした。ｂ／ａは１．３、ｃ／ａは１．１であったが、動摩擦係数は良好であった。一方、耐汚染性はわずかな油状成分が認められたが、実用上は使用可能なものであった。
【００４８】
（実施例３）
炭化水素系ワックスをＭＩＣＲＯ  ＰＯＷＤＥＲＳ  Ｉｎｃ．製ポリエチレンワックスに変更したこと以外は実施例１と同様とした。ｂ／ａは２．６、ｃ／ａは１．５であり、動摩擦係数、耐汚染性は良好であった。
【００４９】
（実施例４）
実施例２と同じ塗料を用い、紫外線保護層の厚さを実施例２の２割低減する設計で塗工を行った。ｂ／ａは１．５、ｃ／ａは０．９となった、ｃ／ａが１以下となり、耐汚染性が若干低下したが、実用法は使用可能なものとなった。
【００５０】
（実施例５）
実施例２と同じ塗料を用い、紫外線保護層の厚さを実施例２の３倍とする設計で塗工を行った。ｂ／ａは１．２、ｃ／ａは３．２となった。動摩擦係数が若干高めとなったが、実用レベルであった。
【００５１】
（比較例１）
炭化水素系ワックスをＭＩＣＲＯ ＰＯＷＤＥＲＳＩｎｃ．製の実施例２で使用した別のフィッシャー・トロプッシュワックスに変更したこと以外は実施例１と同様とした。ｂ／ａは１．１、ｃ／ａは２．３となった。動摩擦係数は良好であったが、耐汚染性において明らかな油状成分が確認され、不十分な結果であった。
【００５２】
（比較例２）
実施例１と同じ塗料を用い、紫外線保護層の厚さを実施例１の２割低減する設計で塗工を行った。ｂ／ａは６．５、ｃ／ａは１．５となった。ｂ／ａが大きくなり、耐汚染性が不十分であった。
【００５３】
（比較例３）
炭化水素系ワックスを添加しなかったこと以外は実施例１と同様とした。炭化水素系ワックスを添加していないため、動摩擦係数が不十分な結果となった。
【００５４】
実施例、比較例の特性を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2016178266.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の太陽電池裏面保護シートは、耐傷性、耐剥がれ性、耐汚染性に優れ、最外層で用いる場合に必要な端子ボックス接着用シリコーン樹脂との密着力にも優れ、太陽電池裏面保護シートを提供し、太陽電池市場拡大に繋げることができる。