(57)【要約】【課題】優れた耐砂塵性や耐紫外線性を有する太陽電池裏面保護シート、及び長期に亘り安定的な発電性能が得られる太陽電池モジュールを提供することをその目的とする。【解決手段】ポリエステル樹脂を主成分とする２つの層をＡ１層、Ａ２層とし、Ａ１層及びＡ２層よりもビッカース硬度が高い層をＢ層としたときに、Ａ１層／Ａ２層／Ｂ層の積層構成を有し、Ｂ層のビッカース硬度が１．０×１０９Ｐａ以上１．０×１０１０Ｐａ以下であり、かつ、Ａ２層のビッカース硬度がＡ１層のビッカース硬度以上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】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル樹脂を主成分とする２つの層をＡ１層、Ａ２層とし、Ａ１層及びＡ２層よりもビッカース硬度が高い層をＢ層としたときに、
Ａ１層／Ａ２層／Ｂ層の積層構成を有し、
Ａ１層とＡ２層の合計厚みが１００μｍ以上３００μｍ以下であり、
Ａ１層及び／又はＡ２層が顔料を含み、
Ｂ層のビッカース硬度が１．０×１０９Ｐａ以上１．０×１０１０Ｐａ以下であり、
かつ、Ａ２層のビッカース硬度がＡ１層のビッカース硬度以上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Ａ１層と前記Ａ２層の厚み比（Ａ１層の厚み／Ａ２層の厚み）が、２以上１１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】
前記Ｂ層の厚みが、０．２μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の太陽電池裏面保護シート。
【請求項４】
前記Ｂ層が、アクリレート樹脂を主成分とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池裏面保護シート。
【請求項５】
前記アクリレート樹脂が、ウレタン結合を有することを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池裏面保護シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池裏面保護シートを有することを特徴とする、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、太陽電池裏面保護シート、及び太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油や石炭等の化石燃料の代替エネルギーとして、原子力発電、水力発電、風力発電、太陽光発電などの種々の方法が注目されている。その中でも太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽光発電は、クリーンなエネルギー源として期待されている。
【０００３】
この太陽光発電は一般に、太陽光が入射する受光面側から、透明なフロント基板／透明な封止材／太陽電池素子／封止材／裏面保護シートがこの順に積層された構造を有する太陽電池モジュールによって行われる。この裏面保護シートには電気絶縁性、耐磨耗性、耐紫外線性、及び耐湿熱性等が求められる。
【０００４】
太陽電池モジュールは一般に、設置後数十年に及び継続して使用され、その間に安定した発電性能を発揮するためには高度な耐久性が求められる。さらに、太陽電池モジュールは様々な地域に設置されることが想定され、設置される地域によって受ける太陽電池モジュールが受けるストレスが大きく異なる。そのため、設置される地域が異なれば、太陽電池モジュールに使用される各部材への要求特性も大きく異なる。例えば、熱帯地方では高温多湿な環境により強い湿熱ストレスを受けるため、太陽電池裏面保護シートには高い耐湿熱性が要求され、沿岸部では海塩粒子による影響を受けるため、高い耐腐食性が要求される。
【０００５】
上記のように様々な地域に設置される太陽電池モジュールだが、その広大な土地と年間を通じた晴天日の多さから、砂漠地方への設置が注目されている。砂漠地方においては風で砂塵が舞うため、舞った砂塵が裏面保護シートに衝突して裏面保護シートを傷つける可能性がある。そして、砂塵の衝突により生じた傷が原因となり、太陽電池モジュール自体の劣化が促進される恐れがある。また、年間を通じた晴天日の多さから、紫外線による劣化も懸念される。
【０００６】
従来から用いられている太陽電池裏面保護シートとしては、基材であるポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にポリオレフィンフィルムを積層した太陽電池裏面保護シートが開示されている（特許文献１）。また、裏面保護シートの耐久性を向上させるために、ポリエチレンテレフタレートフィルムに酸化チタンを含有せしめた基材を用いた太陽電池裏面保護シートが開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０６８０６７号パンフレット
【特許文献２】特開２０１１−２１０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来から知られている太陽電池裏面保護シートは、砂漠地方における砂塵による磨耗ストレスや長い日照時間に十分耐えうるものではなく、太陽電池モジュールが長期間安定的に発電性能を維持するために、砂塵や紫外線に対する更なる耐久性の向上が求められている。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、優れた耐砂塵性や耐紫外線性を有する太陽電池裏面保護シート、及び長期に亘り安定的な発電性能が得られる太陽電池モジュールを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）  ポリエステル樹脂を主成分とする２つの層をＡ１層、Ａ２層とし、Ａ１層及びＡ２層よりもビッカース硬度が高い層をＢ層としたときに、Ａ１層／Ａ２層／Ｂ層の積層構成を有し、Ａ１層とＡ２層の合計厚みが１００μｍ以上３００μｍ以下であり、Ａ１層及び／又はＡ２層が顔料を含み、Ｂ層のビッカース硬度が１．０×１０９Ｐａ以上１．０×１０１０Ｐａ以下であり、かつ、Ａ２層のビッカース硬度がＡ１層のビッカース硬度以上であることを特徴とする、太陽電池裏面保護シート。
（２）  前記Ａ１層と前記Ａ２層の厚み比（Ａ１層の厚み／Ａ２層の厚み）が、２以上１１以下であることを特徴とする、（１）に記載の太陽電池裏面保護シート。
（３）  前記Ｂ層の厚みが、０．２μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする、（１）又は（２）に記載の太陽電池裏面保護シート。
（４）  前記Ｂ層が、アクリレート樹脂を主成分とすることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載の太陽電池裏面保護シート。
（５）  前記アクリレート樹脂が、ウレタン結合を有することを特徴とする、（４）に記載の太陽電池裏面保護シート。
（６）  （１）〜（５）のいずれかに記載の太陽電池裏面保護シートを有することを特徴とする、太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、優れた耐砂塵性や耐紫外線性を有する太陽電池裏面保護シート、及び長期に亘り安定的な発電性能が得られる太陽電池モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施態様に係る太陽電池裏面保護シートを有する太陽電池モジュールを、太陽電池素子を含みかつ受光面と垂直な面で切断したときの断面図を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の太陽電池裏面保護シート及びこれを備えた太陽電池モジュールについて、詳細に説明する。
＜太陽電池裏面保護シート＞
本発明の太陽電池裏面保護シートは、ポリエステル樹脂を主成分とする２つの層をＡ１層、Ａ２層とし、Ａ１層及びＡ２層よりもビッカース硬度が高い層をＢ層としたときに、Ａ１層／Ａ２層／Ｂ層の積層構成を有し、Ａ１層とＡ２層の合計厚みが１００μｍ以上３００μｍ以下であり、Ａ１層及び／又はＡ２層が顔料を含み、Ｂ層のビッカース硬度が１．０×１０９Ｐａ以上１．０×１０１０Ｐａ以下であり、かつ、Ａ２層のビッカース硬度がＡ１層のビッカース硬度以上であることが重要である。
【００１４】
このような態様の太陽電池裏面保護シートを、Ｂ層が太陽電池モジュールの受光面側の反対側（以下、裏側ということがある。）の最表面に位置するように配置することにより、太陽電池モジュールは砂塵の衝突による磨耗に対する耐性（以下、耐砂塵性ということがある。）に優れたものとなる。より具体的には、砂塵等が裏側最表面に位置するＢ層に衝突した際、Ｂ層と比較してビッカース硬度の低いＡ１層、Ａ２層が衝撃を吸収し、かつ、Ａ１層やＡ２層と比較してビッカース硬度の高いＢ層が表面の擦過傷を防ぐため、表面に生じる傷の発生を抑制することができる。
【００１５】
ここで、Ａ１層／Ａ２層／Ｂ層の積層構成を有するとは、他の層が存在するか否かにかかわらず、Ａ１層、Ａ２層、及びＢ層がこの順に直接積層された構成を有することをいう。すなわち、太陽電池裏面保護シートは、Ａ１層、Ａ２層、及びＢ層がこの順に直接積層された構成からなるものであっても、Ａ１層、Ａ２層、及びＢ層がこの順に直接積層された構成を有するシートのＡ１層及び／又はＢ層の外側（Ａ２層の反対側）に少なくとも一つの他の層を有するものであってもよい。Ａ１層及び／又はＢ層の外側に少なくとも一つの他の層を有する例としては、例えば、Ａ１層の外側に封止材との密着性を強化するための易接着層を形成したものが挙げられる。本発明の太陽電池裏面保護シートは、製造コストを軽減する観点から、Ａ１層／Ａ２層／Ｂ層の３層構成のみからなることが好ましい。
【００１６】
ビッカース硬度とは硬さの指標であり、その値が大きいほど硬く、その値が小さいほど柔らかいことを意味する。本発明におけるビッカース硬度とは、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４（２００９）によって規定される試験方法に従って測定したビッカース硬度をいう。
＜Ａ１層、Ａ２層＞
本発明の太陽電池裏面保護シートは、ポリエステル樹脂を主成分とするＡ１層及びＡ２層を有する。ポリエステル樹脂は安価かつ高強度であるため、このような態様とすることにより、太陽電池裏面保護シートは十分な強度を有することとなる。
【００１７】
ポリエステル樹脂とは、ジオール又はその誘導体（以下、これらを総称してジオール等ということがある。）と、ジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、又はこれらの誘導体（以下、これらを総称してジカルボン酸等ということがある。）との縮重合体をいう。なお、以下、縮重合によりポリマー鎖中に組み込まれた成分のうち、ジオール等に由来するものをジオール等成分、ジカルボン酸等に由来するものをジカルボン酸等成分ということがある。また、ポリエステル樹脂を主成分とするとは、層を構成する全成分を１００質量％としたときに、層中にポリエステル樹脂を５０質量％以上含むことをいう。
【００１８】
ポリエステル樹脂を得るためのジカルボン酸等及びジオール等は、いずれも単一の成分であっても複数種の成分であってもよい。ここで、ジカルボン酸等とジオール等がいずれも単一成分であるポリエステル樹脂をホモポリエステル樹脂、ジカルボン酸等とジオール等の少なくとも一方が複数種の成分であるポリエステル樹脂をコポリエステル樹脂という。
【００１９】
ジカルボン酸等としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸。アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、およびこれらの誘導体などが挙げられる。また、ジオール等としては、例えば、エチレングリコール、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、およびこれらの誘導体などが挙げられる。
【００２０】
本発明におけるポリエステル樹脂としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、強度が高く安価であることから、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートを単独で又は組み合わせて用いることが好ましい。
【００２１】
ここでポリエチレンテレフタレートとは、ジオール等成分全１００モル％中にエチレングリコール成分を５５モル％以上１００モル％以下含み、かつ、ジカルボン等酸成分全１００モル％中にテレフタル酸成分を５５モル％以上１００モル％以下含むホモポリエステル樹脂又はコポリエステル樹脂をいう。また、ここでポリエチレンナフタレートとは、ジオール等成分全１００モル％中にエチレングリコール成分を５５モル％以上１００モル％以下含み、かつ、ジカルボン等酸成分全１００モル％中に２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を５５モル％以上１００モル％以下含むホモポリエステル樹脂又はコポリエステル樹脂をいう。
【００２２】
本発明の太陽電池裏面保護シートは、耐砂塵性の観点から、Ａ２層のビッカース硬度がＡ１層のビッカース硬度以上であることが重要である。Ａ２層のビッカース硬度がＡ１層のビッカース硬度以上であることにより、太陽電池モジュールとしたときに最外層に位置する太陽電池裏面保護シートのＢ層に砂塵が衝突した際にＡ１層が弾性変形するため、Ｂ層が受ける衝撃を吸収することができる。その結果、太陽電池裏面保護シートの磨耗が抑制される。
【００２３】
本発明の太陽電池裏面保護シートは、太陽電池裏面保護シートの耐砂塵性向上と製造コスト軽減の観点から、Ａ１層とＡ２層の合計厚みが１００μｍ以上３００μｍ以下であることが重要である。Ａ１層とＡ２層の合計厚みが１００μｍ以上であることにより、砂塵の衝突による衝撃を十分に吸収することができるため、太陽電池モジュールとしたときに十分な耐砂塵性が発現する。一方、Ａ１層とＡ２層の合計厚みが３００μｍ以下であることにより、十分な耐砂塵性を確保しつつ製造コストの増加を抑えることができる。上記観点から、Ａ１層とＡ２層の合計厚みは、１２５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以上２５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００２４】
また、本発明の太陽電池裏面保護シートは、Ａ１層とＡ２層の厚み比（Ａ１層の厚み／Ａ２層の厚み）が、２以上１１以下であることが好ましい。このような態様とすることにより、太陽電池裏面保護シートは、砂塵衝突に耐えうる程度の強度と、砂塵衝突の衝撃を吸収することができる程度の弾性を有するものとなる。Ａ１層とＡ２層の厚み比は、上記観点から４以上８以下であることがより好ましい。
【００２５】
本発明の太陽電池裏面保護シートは、紫外線による劣化を軽減する観点から、Ａ１層及びＡ２層が顔料を含むことが重要である。ここで、顔料とは、水に不溶であり、固体粉末の状態で着色する粉体のことである。顔料は樹脂に入射する紫外線を反射または吸収することができるため、Ａ１層及びＡ２層が顔料を含有することにより、Ａ１層及びＡ２層のポリエステル樹脂が吸収する紫外線量を下げることができる。その結果、Ａ１層及びＡ２層の紫外線劣化を軽減することができる。
【００２６】
Ａ１層及びＡ２層に含まれる顔料は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、光線反射率、意匠性、及び耐紫外線性などの観点から、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、硫酸バリウム、及びカーボンブラックからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。特に発色の観点から、酸化チタンを用いる場合、その数平均粒子径は０．１μｍ以上１．０μｍで以下あることが好ましい、更に、分散性やコストの観点から、より好ましくは０．２μｍ以上０．５μｍ以下である。同様の理由で、カーボンブラックに関しては、０．０１μｍ以上０．５μｍ以下が好ましい。分散性やコストの観点から、より好ましくは０．０２μｍ以上０．１μｍ未満であることが好ましい。
【００２７】
Ａ１層及びＡ２層における顔料の含有量は、Ａ１層及びＡ２層を構成する全成分を１００質量％としたときに、５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。Ａ１層及びＡ２層における顔料の含有量が、Ａ１層及びＡ２層を構成する全成分１００質量％に対して５質量％未満の場合は、太陽電池裏面保護シートの耐紫外線性が低くなることがある。一方、Ａ１層及びＡ２層における顔料の含有量が、Ａ１層及びＡ２層を構成する全成分１００質量％に対して２０質量％を超える場合には、さらなる耐紫外線性向上が期待できない上に太陽電池裏面保護シートの製造コストが上昇することがある。
【００２８】
また、本発明の太陽電池裏面保護シートは、Ａ１層よりもＡ２層が顔料を多く含むことが好ましい。ここで、Ａ１層よりもＡ２層が顔料を多く含むとは、Ａ１層を構成する全成分を１００質量％としたときのＡ１層における顔料の含有量（質量％）よりも、Ａ２層を構成する全成分を１００質量％としたときのＡ２層における顔料の含有量（質量％）が大きいことをいう。
【００２９】
Ａ２層は、Ａ２層を構成する全成分を１００質量％としたときに、顔料を１０質量％以上２５質量％以下含むことが好ましい。Ａ２層が、Ａ２層を構成する全成分を１００質量％としたときに、顔料を１０質量％以上含むことにより、太陽電池裏面保護シートは十分な耐紫外線性を備える。一方、Ａ２層が、Ａ２層を構成する全成分を１００質量％としたときに、顔料を２５質量％以下含むことにより、Ｂ層との密着力を十分に確保することができる。
【００３０】
Ａ１層は、Ａ１層を構成する全成分を１００質量％としたときに、顔料を１．５質量％以上１０質量％以下含むことが好ましい。Ａ１層が、Ａ１層を構成する全成分を１００質量％としたときに、顔料を１．５質量％以上含むことにより、太陽電池裏面保護シートは十分な耐紫外線性を備える。一方、Ａ１層が、Ａ１層を構成する全成分を１００質量％としたときに、顔料を１０質量％以下含むことにより、太陽電池裏面保護シートの製造コストの上昇を軽減させることができる。
【００３１】
また、Ａ１層及び／又はＡ２層は、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、滑剤、充填剤等の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲内で含むことができる。
【００３２】
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール類、リン化合物、ヒンダードアミン類、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
【００３３】
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挙げられる。中でも、紫外線の短波長域に吸収ピークを持ち、この波長域の光を吸収することができる特性から、サリチル酸系の紫外線吸収剤を好適に用いることができる。
【００３４】
サリチル酸系の紫外線吸収剤としては、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−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、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００３５】
ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤としては、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、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００３６】
ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤としては、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] 、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００３７】
シアノアクリレート系の紫外線吸収剤としては、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、および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、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００３８】
光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系等の光安定剤が挙げられる。その具体例としては、ビス（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、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００３９】
＜Ｂ層＞
本発明においては、Ａ２層とＢ層の層間密着性を維持しつつ太陽電池裏面保護シートの耐砂塵性を向上させる観点から、Ｂ層のビッカース硬度が１．０×１０９Ｐａ以上１．０×１０１０Ｐａ以下であることが重要である。Ｂ層のビッカース硬度を１．０×１０９Ｐａ以上とすることにより、砂塵等の衝突による擦過傷の発生を軽減することができる。そのため、砂塵が発生しやすい環境下に太陽電池モジュールを配置しても、砂塵に起因する太陽電池裏面保護シートの傷の発生、及びそれに伴う太陽電池モジュールの耐久性、発電性能の低下を軽減することができる。一方、Ｂ層のビッカース硬度を１．０×１０１０Ｐａ以下とすることにより、Ａ２層とＢ層との密着力低下を抑制することができる。上記観点から、Ｂ層のビッカース硬度は、２．０×１０９Ｐａ以上８．０×１０９Ｐａ以下であることがより好ましく、４．０×１０９Ｐａ以上６．０×１０９Ｐａ以下であることがさらに好ましい。
【００４０】
Ｂ層のビッカース硬度を１．０×１０９Ｐａ以上１．０×１０１０Ｐａ以下又は上記の好ましい範囲とする方法は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、例えば、Ｂ層を構成する成分を適宜選択する方法、Ｂ層の厚みを大きくする方法等が挙げられる。より具体的には、Ｂ層において、ビッカース硬度の高い成分の含有量を増やすことにより、Ｂ層のビッカース硬度を向上させることができる。また、Ｂ層の厚みを大きくすることによっても、Ｂ層のビッカース硬度を向上させることができる。
【００４１】
本発明の太陽電池裏面保護シートは、Ａ２層とＢ層の層間密着性を維持しつつ太陽電池裏面保護シートの耐砂塵性を向上させる観点から、Ｂ層が、アクリレート樹脂を主成分とすることが好ましい。アクリレート樹脂は、樹脂材料の中でも比較的ビッカース硬度が高い樹脂であり、Ｂ層がアクリレート樹脂を主成分とすることにより、Ｂ層のビッカース硬度を１．０×１０９Ｐａ以上１．０×１０１０Ｐａ以下又は上記の好ましい範囲とすることが容易となる。
【００４２】
ここで、アクリレート樹脂とは、アクリル酸エステルが単独重合又は他のモノマー成分と共重合した樹脂であって、樹脂を構成する全成分を１００モル％としたときにアクリル酸エステル由来成分を５５モル％以上１００モル％以下含むものをいう。
【００４３】
本発明の太陽電池裏面保護シートにおけるアクリレート樹脂は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されず、例えば、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、イソブチルメタクリレート、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、及び２−エチルヘキシルメタクリレート等を単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００４４】
また、本発明の太陽電池モジュール裏面保護シートにおいては、耐砂塵性やＡ２層との密着性を向上させる観点から、Ｂ層におけるアクリレート樹脂が、ウレタン結合を有することが好ましい。ウレタン結合を有するアクリレート樹脂としては、例えば、水酸基を有するアクリレート樹脂（以下、アクリルポリオール樹脂ということがある。）を、ジイソシアネートやポリイソシアネート系樹脂（以下、これらを総称してイソシアネート系化合物ということがある。）により架橋させたもの等が挙げられる。
【００４５】
水酸基を有しないアクリレート樹脂に水酸基を与えてアクリルポリオール樹脂とするための重合モノマーとしては、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、及び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モノマー等が挙げられる。
【００４６】
アクリレート樹脂を架橋させるために添加するイソシアネート系化合物は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、アクリレート樹脂のビッカース硬度を高め、太陽電池裏面保護シートとしたときの耐摩耗性を向上させる観点から、ポリイソシアネート系樹脂であることが好ましい。
【００４７】
ポリイソシアネート系樹脂は、紫外線照射に伴う黄変を軽減する観点から、分子骨格中に芳香環を含有しないものであることが好ましい。芳香環は紫外線域に光の吸収帯を有するため、分子骨格中に芳香環を含有するポリイソシアネート系樹脂は紫外線照射に伴い黄変し易い。そのため、分子骨格中に芳香環を含有しないポリイソシアネート系樹脂を用いることにより、紫外線照射に伴う黄変を軽減することができる。分子骨格中に芳香環を含有しないポリイソシアネート系樹脂としては、例えば、脂環族ポリイソシアネート系樹脂、脂肪族ポリイソシアネート系樹脂、及び分子骨格中に芳香環を含有しないこれらの変性体等が挙げられる。
【００４８】
ポリイソシアネート系樹脂は、耐溶剤性とＢ層のビッカース硬度向上の観点から、脂環族ポリイソシアネート及び／又は分子骨格中に芳香環を含有しないその変性体であることがさらに好ましく、アクリレート樹脂との架橋反応の易進行性、架橋度、耐熱性、耐紫外線性なども考慮すると、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート変性体を重合して得られる樹脂であることが特に好ましい。
【００４９】
脂環族ポリイソシアネート系樹脂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、４，４’−、２，４’−又は２，２’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、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、及び１，３−又は１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、及びこれらの変性体（ビューレット変性体、ヌレート変性体など）等が挙げられる。
【００５０】
脂肪族ポリイソシアネート系樹脂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、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−又は１，３−ブチレンジイソシアネート、及び２，４，４−又は２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、及びこれらの変性体（ビューレット変性体、ヌレート変性体など）等が挙げられる。
【００５１】
また、本発明の太陽電池裏面保護シートは、Ｂ層の厚みが、０．２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。Ｂ層の厚みが０．２μｍ以下である場合、Ｂ層に砂塵が衝突して傷が生じた際にＡ２層が露出して耐砂塵性が低下することがあり、Ｂ層の厚みが１０μｍ以上である場合、さらなる耐砂塵性の向上が見込めない上に太陽電池裏面保護シートの製造コストが高くなることがある。
【００５２】
また、Ｂ層は、本発明の効果を損なわない限り、紫外線カット性や光に対する安定性を向上させるために紫外線吸収剤及び／又は光安定剤を含有してもよい。
【００５３】
Ｂ層に含有させる紫外線吸収剤は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されず、例えば、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挙げられる。中でも、紫外線の短波長域に吸収ピークを有し、この波長域の光を吸収することができる特性から、の観点から、サリチル酸系の紫外線吸収剤を好適に用いることができる。
【００５４】
サリチル酸系の紫外線吸収剤としては、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−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、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００５５】
ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤としては、例えば、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、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００５６】
ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤としては、例えば、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] 、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００５７】
シアノアクリレート系の紫外線吸収剤としては、例えば、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、および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、及びこれらの変性物、重合物、及び誘導体などが挙げられる。
【００５８】
Ｂ層に含有させる光安定化剤は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、例えば、ヒンダードアミン系等の光安定化剤が挙げられる。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、誘導体などが挙げられる。
【００５９】
また、紫外線吸収剤や光安定剤は、本発明の効果を損なわない限り、Ｂ層を構成する樹脂に共重合させてもよい。このような態様とすることにより、紫外線吸収剤や光安定剤をＢ層に含有させる場合よりも、より均一に分散させることができ、また、層表面へのブリードを抑えることができる。Ｂ層を構成する樹脂に共重合させることができる紫外線吸収剤や光安定剤としては、例えば、２−［２’−ヒドロキシ−５’−（メタクリロイルオキシエチル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メタクリロキシエチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−［２’−（メタ）アクリロイルオキシ−５’−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４−（メタクリロイルオキシエトキシ）ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−（アクリロイルオキシエトキシ）ンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メタクリロイルオキシメチルアミノベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−（メタクリロイルオキシメトキシ）ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メタクリロイルオキシメチルチオベンゾフェノン、２−［３−（２Ｈ−１，２，３−ベンゾトリアゾール−イル）−４−ヒドロキシフェル］エチルメタクリレート、２−［２−（２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシフェニル）−２Ｈ−１，２，３−ベンゾトリアゾール−５−イルオキシ］エチルメタクリレート、２−エチルヘキシル−２−シアノ−３，３−ジフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
＜太陽電池裏面保護シートの製造方法＞
本発明の太陽電池裏面保護シートの製造方法は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、例えば、ポリエステル樹脂を主成分とするＡ１層及びＡ２層からなる基材フィルムのＡ２層側にアクリレート樹脂を主成分とするＢ層を設ける方法が挙げられる。また、Ａ２層上にＢ層を形成させる手段は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されず、例えば、Ａ２層にコーティング液を塗布して乾燥させるコーティング法が挙げられる。
【００６０】
なお、Ｂ層を形成するコーティング法は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されるものではなく、公知のコーティング法を用いることができる。コーティング法としては、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、及びグラビアロールコーティング法等を単独で又は組み合わせて用いることができる。中でもグラビアロールコーティング法を用いることが、Ｂ層の厚みを安定させる観点から好ましい。
【００６１】
Ｂ層をコーティング法により形成するためのコーティング液の溶剤としては、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、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メタノール、エタノール、及び水等を例示することができる。コーティング液の性状としてはエマルジョン型及び溶解型のいずれでも良い。
【００６２】
Ｂ層のコーティングは、一旦ロール状に巻き取ったＡ１層及びＡ２層からなる基材フィルムをロールから巻き出して行うことも、Ａ１層及びＡ２層からなる基材フィルムを延伸後巻き取る前に行うこともできる。
【００６３】
Ａ１層及びＡ２層からなる基材フィルムは、例えば、樹脂等の原料を溶融させて口金よりシート状に押し出す溶融押出し工程、押し出されたシート状の溶融物を冷却固化するキャスティング工程、フィルムを長手方向及び／又は幅方向に延伸する延伸工程、及び延伸後のフィルムを巻き取る巻き取り工程等を経て製造することができる。ここで、長手方向とは、フィルムの搬送面に平行であり、フィルム製造時にフィルムが進行する方向をいい、幅方向とはフィルムの搬送面に平行であり、長手方向と直交する方向をいう。
【００６４】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池裏面保護シートを有することを特徴とする。より具体的には、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池素子を、太陽光が入射するフロント基板と太陽電池裏面保護シートとの間に配置し、フロント基板と太陽電池裏面保護シートとの間をエチレン−酢酸ビニル共重合体などの封止材で封止した構成を有する。
【００６５】
図１は本発明に係る太陽電池モジュールの構成の一例を概略的に示している。図１に示す太陽電池モジュールは、太陽光が入射するフロント基板１と、太陽電池素子３と、太陽電池素子を封止する封止材２と、封止材のフロント基板とは反対側にＡ１層４、Ａ２層５、Ｂ層６が一体化した太陽電池裏面保護シートが配置されている。太陽電池裏面保護シートは、Ａ１層が封止材に接着している。
【００６６】
フロント基板は、本発明の効果を損なわない限り、太陽光を透過するものから適宜選択することができる。但し、発電効率の観点からは、透明性や太陽光の透過性が高いものほど好ましく、例えば、ガラス基板、アクリル樹脂などの透明性の高い樹脂などを主成分とする基板を好適に用いることができる。
【００６７】
太陽電池素子としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、銅−インジウム−ガリウム−セレン、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル、ガリウム−砒素などのＩＩＩ−Ｖ族やＩＩ−ＶＩ族化合物半導体系など、各種公知の太陽電池素子を適用することができる。
【００６８】
封止材としては、耐候性、耐熱性、及び透明性に優れた樹脂を用いることが好ましい。例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、又は酸変性ポリオレフィン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等を単独で又は複数種を混合して用いることが好ましい。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。なお、本実施例で用いた特性の評価方法は、以下のとおりである。
【００７０】
＜各特性の評価方法＞
（１）耐砂塵試験
ＡＳＴＭ−Ｄ９６８−０５（２０１０）に規定される方法に準拠して実施した。但し、砂は、磨耗速度を早めるために黒色炭化ケイ素（宇部サンド工業製  Ｆ８０）を使用した。Ｂ層を１０Ｌの黒色炭化ケイ素で磨耗処理し、超音波洗浄機にて水中で３０分間洗浄を行って太陽電池裏面保護シートのＢ層表面に付着した炭化ケイ素を除去した。その後、得られた耐砂塵試験後の太陽電池裏面保護シートを目視観察し、以下の基準により合否を判定した。
合格：Ａ２層が露出しなかった。
不合格：Ａ２層が露出した。
【００７１】
（２）Ａ２層とＢ層との間の密着強度
作製した太陽電池裏面保護シートのＡ２層とＢ層との間の密着強度（塗膜密着力）について、ＪＩＳ  Ｋ  ５４００（１９９０）に記載の方法に基づいて、クロスカット試験を実施し、下記の基準で評価した。
Ａ：１００マス塗膜残存／１００マス中
Ｂ：８１〜９９マス塗膜残存／１００マス中
Ｃ：８０マス以下の塗膜残存／１００マス中
（３）耐紫外線性
太陽電池裏面保護シートについて、日本電色工業株式会社製分光測色計ＮＦ３３３にて表色系ｂ値を測定した。次いで、６０℃×５０％ＲＨ雰囲気下で、岩崎電気社製アイスーパーＵＶテスターＳＵＶ−Ｗ１５１を用いて太陽電池裏面保護シートに紫外線強度１００ｍＷ／ｃｍ２で７２時間紫外線を照射し、同様にｂ値を測定した。紫外線照射前後のｂ値の差（Δｂ）より、下記の基準で耐紫外線性を評価した。
合格：Δｂが３．０未満
不合格：Δｂが３．０以上
（４）固有粘度
オルトクロロフェノール１００ｍｌにポリエチレンテレフタレートポリマーを１．２ｇ溶解させ、得られた溶液について、オストワルド粘度計により温度２５℃における粘度を測定した（これを溶液粘度とした。）。併せて、オルトクロロフェノールについて、オストワルド粘度計を用いて温度２５℃における粘度を測定した（これを溶媒粘度とした。）。溶液粘度及び溶媒年度の値より、下式に基づいて固有粘度（ｄｌ／ｇ）を算出した。
ηｓｐ／Ｃ＝［η］＋Ｋ［η］２×１．２
ηｓｐとは（溶液粘度／溶媒粘度）−１を意味し、Ｋはハギンス定数（０．３４３とした。）を意味する。
【００７２】
（５）ビッカース硬度
ビッカース硬度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４（２００９）に記載の方法に基づいて、ミツトヨ社製  ＨＭ２２１にて、ダイヤモンド圧子を用いて測定した。
【００７３】
（実施例１）
ジメチルテレフタレート１００部（質量部：以下単に部という）にエチレングリコール６４部を混合し、さらに触媒として酢酸亜鉛を０．１部および三酸化アンチモン０．０３部を添加し、エチレングリコールの環流温度でエステル交換を実施した。これにトリメチルホスフェート０．０８部を添加して徐々に昇温、減圧にして２７１℃の温度で５時間重合を行った。得られたポリエチレンテレフタレートの固有粘度は０．５５ｄｌ／ｇであった。該ポリエチレンテレフタレートを高重合化温度２２０℃、真空度０．５ｍｍＨｇの条件の回転式の真空装置に入れ、２０時間撹拌しながら加熱し、固有粘度が０．７３ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートポリマーを得た。
【００７４】
このポリエチレンテレフタレートポリマーと二酸化チタン微粒子を混合して、混合物を構成する全成分１００質量％に対して二酸化チタンを５０質量％含むマスターチップ（以下、単にマスターチップということがある。）を得た。さらに、固有粘度が０．７３ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートポリマーとマスターチップを、質量比（ポリエチレンテレフタレートポリマー：マスターチップ）が９７：３、７２：２８となるようにそれぞれ混合し、全成分１００質量％に対して二酸化チタンを１．５質量％含むポリエチレンテレフタレートポリマー（以下、ＰＥＴ１ということがある。）、及び全成分１００質量％に対して二酸化チタンを１４質量％含むポリエチレンテレフタレートポリマー（以下、ＰＥＴ２ということがある。）をそれぞれ得た。
【００７５】
これらのポリマーをＡ１層／Ａ２層となるように積層装置を通して積層し、Ｔダイよりシート状に成形した。なお、ＰＥＴ１をＡ１層の原料として、ＰＥＴ２をＡ２層の原料として用いた。Ｔダイより吐出したシート状成形物を表面温度２５℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸シートを８５〜９８℃に加熱したロール群に導き、長手方向に２．１倍縦延伸し、２１〜２５℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで把持しながらテンターに導き１３０℃に加熱された雰囲気中で幅方向に２．３倍横延伸した。その後テンター内で２２０℃の熱固定を行い、均一に徐冷後、室温まで冷やして巻き取り、厚み２５０μｍのシートを得た。また、Ｔダイの吐出量を調整することによりＡ１層厚みを２００μｍ、Ａ２層厚みを５０μｍとした。得られたシートのＡ２層側にコロナ放電処理を実施し、表面の濡れ張力を３５ｍＮ／ｍとした。
【００７６】
得られたＡ１層及びＡ２層からなるシートのＡ２層側にワイヤレスバーを用いて酢酸エチル中に溶解したアクリルアクリレート樹脂（日立化成株式会社製“ヒタロイド”（登録商標）７９７５）をコーティングし、オーブンを用いて７０℃の雰囲気下で１分間乾燥処理をした後、５０℃、０．５Ｗ／ｃｍ２の条件で１分間紫外線照射処理をし、厚み４μｍのＢ層を設けた。こうして得られたＡ１層／Ａ２層／Ｂ層の３種３層構成を有するシートを太陽電池裏面保護シートとし、各特性を評価した。評価結果を表１に示す。
【００７７】
（実施例２〜６、比較例１〜７）
各層の厚み、各層の顔料濃度、紫外線照射処理時間をそれぞれ表１のとおりとした以外、実施例１と同様の方法で太陽電池裏面保護シートを作製し、各特性を評価した。評価結果を表１に示す。
【００７８】
（実施例７）
Ｂ層形成時に使用する塗剤をウレタンアクリレート樹脂（日立化成株式会社製“ヒタロイド”（登録商標）４８６４）としたこと、塗布時に酢酸エチルに溶解させず単独で塗布したこと、及び塗布後の乾燥処理を実施しなかったことを除き実施例１と同様の方法で太陽電池裏面保護シートを作製し、各特性を評価した。評価結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
2017183486.tif 000003
【００８０】
顔料の「質量％」は各層を構成する全成分を１００質量％としたときの値である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明により、優れた耐砂塵性や耐紫外線性を有する太陽電池裏面保護シート、及び長期に亘り安定した発電性能が得られる太陽電池モジュールを得ることができる。
【符号の説明】
【００８２】
Ｘ  太陽電池モジュール
Ｙ  太陽電池裏面保護シート
１  フロント基板
２  封止材
３  太陽電池素子
４  Ａ１層
５  Ａ２層
６  Ｂ層
７  フレーム
【図１】
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