CN103210503A - 太阳能电池用背板及太阳能电池组件 - Google Patents

太阳能电池用背板及太阳能电池组件 Download PDF

Info

Publication number
CN103210503A
CN103210503A CN2011800539859A CN201180053985A CN103210503A CN 103210503 A CN103210503 A CN 103210503A CN 2011800539859 A CN2011800539859 A CN 2011800539859A CN 201180053985 A CN201180053985 A CN 201180053985A CN 103210503 A CN103210503 A CN 103210503A
Authority
CN
China
Prior art keywords
backboard
polymeric layer
layer
quality
supporting mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011800539859A
Other languages
English (en)
Inventor
畠山晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of CN103210503A publication Critical patent/CN103210503A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/049Protective back sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/26Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using curing agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/306Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl acetate or vinyl alcohol (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/308Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising acrylic (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10Inorganic particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/12Photovoltaic modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本发明提供一种太阳能电池用背板,其包括支承体和第一聚合物层,该第一聚合物层设于该支承体的一侧,含有包含选自具有极性基的聚烯烃的离聚物、聚丙烯酸类、以及聚乙烯醇中的至少1种的0.8g/m2~15.0g/m2的粘合剂树脂;以及1.5g/m2~15.0g/m2的无机颜料。

Description

太阳能电池用背板及太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及设于太阳能电池元件的太阳光入射侧的相反一侧的太阳能电池用背板以及太阳能电池组件。
背景技术
太阳能电池是在发电时没有二氧化碳的排出、环境负担小的发电方式,近年来正在快速地普及。
太阳能电池组件通常具有如下的结构,即,在太阳光入射的一侧的表面玻璃、与配置于与太阳光入射的一侧相反一侧(背面侧)的太阳能电池用背板(以下也简称为“背板”)之间,夹持有太阳能电池元件(单元)。在太阳能电池组件中,表面玻璃与单元之间、以及单元与背板之间分别由乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)树脂等密封。
背板具有防止来自太阳能电池组件的背面的水分的浸入的作用,以往一直使用的是玻璃或氟树脂等,然而近年来,从降低成本的观点考虑,开始使用聚酯。
背板并非单纯的聚合物板,有时要求赋予各种功能。例如,通过在背板中设置白色层提高反射率而利用反射光来提高发电效率、或者为了提高外观性而设置添加有颜料的蓝色层或黑色层(例如参照日本特开2010-93120号公报)。像这样为了确保反射率、外观性而设置添加有白色或有色的无机颜料的层是有效的。
另一方面,背板需要对于密封材料具有牢固的粘接性。特别是由于太阳能电池组件设置于室外,因此需要在湿热气氛中长期保存的情况下也不会有背板从密封材料剥离的情况。
在日本特开2000-243999号公报中公开过利用电晕放电处理来提高粘接性的技术。
在日本特开2011-146658号公报中公开过在聚合物基材上具有含有规定量的颜料和粘合剂的着色层、以及含有规定量的粘合剂和无机微粒的易粘接性层的背板。
在日本特开2011-146659号公报中公开过如下的背板用薄膜,即,在基材薄膜上涂布含有白色颜料、水系粘合剂、以及无机氧化物填充剂的白色层用水系组合物、和含有水系粘合剂的粘接保护层用水系组合物,形成白色层及粘接保护层而成。
发明内容
发明要解决的问题
以往的太阳能电池用背板是通过将聚酯支承体、白色或有色的板、氟系板等贴合而形成的。此种背板反射率高,从发电效率的观点考虑是有利的。但是,当从组件表面观看该类型的背板时,在单元(蓝灰色)的周围可以看到白色的背板部分,因此在外观上不够理想。所以,有时将背板的表面(单元侧)着色为黑色或蓝色。此种背板虽然外观性良好,然而另一方面,会有白色或有色的层与密封材料之间的粘接不足的情况。针对于此,例如可以利用电晕放电处理,提高使之经过湿热前的粘接性,然而利用电晕放电处理得到的背板的粘接性在长时间的经过湿热后不够充分,例如会有在经过湿热后发生剥离的情况。
本发明是鉴于上述情况而完成的,可以提供具有外观性和/或反射性、并且与密封材料的密合力高、由经过湿热而造成的从密封材料的剥离得到抑制的太阳能电池用背板以及可以长时间稳定地保持发电性能的太阳能电池组件。
用于解决问题的方法
用于达成上述目的的具体的方法如下所示。
<1>一种太阳能电池用背板,其特征在于,
包括支承体和第一聚合物层,
所述第一聚合物层设于该支承体的一侧,且含有0.8g/m2~15.0g/m2的粘合剂树脂,以及1.5g/m2~15.0g/m2的无机颜料,
所述粘合剂树脂包含选自具有极性基的聚烯烃的离聚物、聚丙烯酸类、以及聚乙烯醇中的至少1种。
<2>根据<1>所述的背板,其中,
所述支承体含有聚酯。
<3>根据<1>或<2>所述的背板,其中,
所述第一聚合物层中的所述无机颜料的含量为2.5g/m2~12.5g/m2的范围,并且所述第一聚合物层中的粘合剂树脂的含量为1.0g/m2~12.5g/m2
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的背板,其中,
所述无机颜料为白色颜料、黑色颜料或蓝色颜料。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的背板,其中,
所述第一聚合物层含有来源于交联剂的结构部分,所述第一聚合物层中的该结构部分的含量相对于所述第一聚合物层中的所述粘合剂树脂的总质量为2~30质量%。
<6>根据<5>所述的背板,其中,
所述交联剂为碳二亚胺系交联剂或噁唑啉系交联剂。
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的背板,其中,
在所述支承体与所述第一聚合物层之间,包含至少含有聚合物的第二聚合物层。
<8>根据<1>~<7>中任一项所述的背板,其中,
在120℃、100%RH的条件下保存50小时后的断裂伸长率相对于保存前的断裂伸长率的比为50%以上。
<9>根据<1>~<8>中任一项所述的背板,其中,
在150℃的气氛下保持30分钟后的收缩率为0.5%以下。
<10>根据<1>~<9>中任一项所述的背板,其中,
所述第一聚合物层对于密封太阳能电池元件的密封材料具有10N/cm以上的粘接力,在120℃/100%RH的条件下湿热处理后对于所述密封材料具有5N/cm以上的粘接力。
<11>根据<1>~<10>中任一项所述的背板,其中,
在所述支承体的与配置有所述第一聚合物层的一侧的面相反一侧的面,包含含有氟系树脂及硅酮-丙烯酸类复合树脂中的至少一方的耐候性层。
<12>一种太阳能电池组件,其特征在于,
具有:太阳能电池元件、密封所述太阳能电池元件的密封材料、与所述密封材料粘接而保护受光面侧的表面保护构件、与所述密封材料粘接而保护与所述受光面相反一侧的背面保护构件,
所述背面保护构件是<1>~<11>中任一项所述的背板。
发明的效果
根据本发明,可以提供具有外观性或反射性、并且与密封材料的密合力高、由经过湿热而造成的从密封材料的剥离得到抑制的太阳能电池用背板以及可以长时间稳定地保持发电性能的太阳能电池组件。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明,然而以下的实施方式是本发明的一例,并不限定本发明。
数值范围的表示(“m以上n以下”或“m~n”)是指包含作为该数值范围的下限值而表示的数值(m)作为最小值、包含作为该数值范围的上限值而表示的数值(n)作为最大值的范围。
在言及组合物中的某个成分的量的情况下,在组合物中存在多种属于该成分的物质的情况下,只要没有特别地另行定义,该量就是指存在于组合物中的该多种物质的合计量。
本公开的背板具有支承体、和设于该支承体的一侧的第一聚合物层,该第一聚合物层是与密封太阳能电池元件的密封材料直接粘接的层,含有包含选自具有极性基的聚烯烃的离聚物、聚丙烯酸类、以及聚乙烯醇中的至少1种的0.8g/m2~15.0g/m2的粘合剂树脂、以及1.5g/m2~15.0g/m2的无机颜料。对于背板而言,通过在支承体的一侧在最外表面具有含有上述特定的粘合剂树脂和规定量的无机颜料的第一聚合物层,而使该第一聚合物层作为着色层发挥作用,与无机颜料的种类对应地呈现出优异的光反射性和/或外观性,同时还作为与电池主体的粘接(特别是与密封太阳能电池元件的EVA系密封剂的粘接)优异的易粘接性层发挥作用,可以在不会因湿热环境下的经时放置而引起从密封材料的剥离等的情况下稳定地保持。太阳能电池可以通过使用该背板而长时间稳定地保持发电性能。
-支承体-
背板作为基材具有支承体。支承体既可以含有聚酯、也可以不含有聚酯。该聚酯是由芳香族二元酸或其酯形成性衍生物与二醇或其酯形成性衍生物合成的线性饱和聚酯。作为该聚酯的具体例,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚(对苯二甲酸1,4-环己二甲酯)、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等。其中,从力学的物性、成本的平衡的方面考虑,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯。
上述聚酯既可以是均聚物,也可以是共聚物。
支承体也可以由在上述聚酯中少量掺合其他的种类的树脂、例如聚酰亚胺等的材料构成,作为树脂也可以在实质上仅含有聚酯。
在将聚酯聚合时,从可以将羧基含量抑制为规定的范围以下的观点考虑,优选将Sb系、Ge系、Ti系的化合物作为催化剂使用,其中特别优选Ti系化合物。在使用Ti系化合物的情况下,优选通过将Ti系化合物以1ppm以上30ppm以下、更优选3ppm以上15ppm以下的范围作为催化剂使用来聚合的方式。如果Ti系化合物的比例为上述范围内,则可以将末端羧基调整为下述范围,可以保持聚酯支承体的耐水解性较低。
在使用了Ti系化合物的聚酯的合成中,例如可以应用日本特公平8-301198号公报、日本专利第2543624号、日本专利第3335683号、日本专利第3717380号、日本专利第3897756号、日本专利第3962226号、日本专利第3979866号、日本专利第3996871号、日本专利第4000867号、日本专利第4053837号、日本专利第4127119号、日本专利第4134710号、日本专利第4159154号、日本专利第4269704号、日本专利第4313538号等中记载的方法。
相对于聚酯的总质量的羧基的含量优选为50当量/吨以下,更优选为35当量/吨以下。如果羧基含量为50当量/吨以下,则可以保持耐水解性,将经过湿热后的强度降低抑制得较小。对于羧基含量的下限,从保持与形成于聚酯支承体的表面的层(例如第一聚合物层)之间的粘接性的方面考虑,优选为2当量/吨。
聚酯中的羧基含量可以利用聚合催化剂种类、制膜条件(制膜温度、时间)来调整。
优选将构成支承体的聚酯在聚合后进行固相聚合。这样,就可以实现优选的羧基含量。固相聚合既可以是连续法(使塔中充满树脂、并在将其加热的同时使之缓慢滞留规定的时间后送出的方法),也可以是间歇法(向容器中投入树脂并加热规定的时间的方法)。具体来说,在固相聚合中,可以应用日本专利第2621563号、日本专利第3121876号、日本专利第3136774号、日本专利第3603585号、日本专利第3616522号、日本专利第3617340号、日本专利第3680523号、日本专利第3717392号、日本专利第4167159号等中记载的方法。
固相聚合的温度优选为170℃以上240℃以下,更优选为180℃以上230℃以下,进一步优选为190℃以上220℃以下。另外,固相聚合时间优选为5小时以上100小时以下,更优选为10小时以上75小时以下,进一步优选为15小时以上50小时以下。固相聚合优选在真空中或者氮气气氛下进行。
在支承体含有聚酯的情况下,聚酯支承体例如优选为如下形成的双轴拉伸薄膜,即,在将上述的聚酯以薄膜状进行溶融挤出后,用流延鼓使之冷却固化而制成未拉伸薄膜,将该未拉伸薄膜在Tg~(Tg+60)℃下沿长度方向拉伸1次或2次以上,使得合计的倍率达到3倍~6倍,其后在Tg~(Tg+60)℃下沿宽度方向拉伸到倍率为3~5倍而形成。
此外,也可以根据需要在180~230℃下进行1~60秒的热处理,或不进行上述热处理。
支承体的厚度优选为25~300μm左右,更优选为125~260μm。如果支承体的厚度为25μm以上,则力学强度良好,如果为300μm以下,则在成本上有利。
聚酯支承体随着厚度增加有耐水解性恶化、经不起长期使用的趋势,在某个实施方式中,在聚酯支承体的厚度为120μm以上300μm以下、并且聚酯中的羧基含量为2~50当量/吨的情况下,可以进一步起到背板的湿热耐久性的提高效果。
-第一聚合物层-
第一聚合物层含有包含选自具有极性基的聚烯烃的离聚物、聚丙烯酸类、以及聚乙烯醇中的至少1种的0.8g/m2~15.0g/m2的粘合剂树脂、和1.5g/m2~15.0g/m2的无机颜料。该第一聚合物层也可以根据需要还含有上述以外的树脂、各种添加剂等其他的成分。
第一聚合物层的第一功能是反射功能或装饰功能。例如,如果第一聚合物层含有白色的无机颜料,则可以通过将入射光当中的穿过太阳能电池元件(单元)未被用于发电而到达背板的光反射而送回单元,来提高太阳能电池组件的发电效率。另外,例如如果第一聚合物层含有作为蓝色颜料或黑色颜料的无机颜料,则可以提高从太阳光入射的一侧(表面侧)观看太阳能电池组件时的外观的装饰性。一般当从表面侧(受光侧)观看太阳能电池组件时,可以在单元的周围看到背板,通过使背板具有第一聚合物层,可以提高装饰性而改善美观性。
(无机颜料)
第一聚合物层含有至少一种的无机颜料。
作为无机颜料,例如可以适当地选择而含有氧化钛、硫酸钡、氧化硅、氧化铝、氧化镁、碳酸钙、高岭土、滑石、群青、普鲁士蓝、炭黑等无机颜料。例如,在考虑反射性的提高的情况下,可以使用白色颜料,在考虑外观性(装饰性)的情况下,可以使用蓝色颜料或黑色颜料。
在第一聚合物层中,以1.5g/m2~15.0g/m2的范围含有无机颜料。如果无机颜料在第一聚合物层中的含量为1.5g/m2以上,则可以获得必需的着色,反射性或装饰性可以很充分。另外,如果第一聚合物层中的无机颜料的含量为15.0g/m2以下,则可以充分地获得与EVA等密封材料的粘接性,并且第一聚合物层的面状变得良好,可以获得膜强度。
从这些观点考虑,在某个实施方式中,无机颜料的优选的含量为2.5g/m2~12.5g/m2的范围,更优选为3.0~13.0g/m2的范围,进一步优选为4.5~11.0g/m2
无机颜料的平均粒径以体积平均粒径计优选为0.03~0.8μm,更优选为0.15~0.5μm左右。如果平均粒径为上述范围内,则光的反射效率可以变高。平均粒径是利用激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA950〔商品名、(株)堀场制作所制〕测定的值。
(粘合剂)
第一聚合物层含有包含选自具有极性基的聚烯烃的离聚物、聚丙烯酸类、以及聚乙烯醇中的至少1种的粘合剂树脂(以下有时称作“特定的树脂”。)。通过含有这些粘合剂树脂,与聚氨酯或聚酯等树脂相比,难以水解,可以抑制由经过湿热造成的劣化,即使在室外的严酷的环境下也可以长时间较高地保持与EVA等密封材料的密合性。虽然该效果的原因的详情不明,然而可以推测是因为粘合剂树脂的主链难以由经过湿热而分解。
第一聚合物层中的粘合剂树脂的含量为0.8g/m2~15.0g/m2的范围,优选为1.0g/m2~12.5g/m2的范围。另外,第一聚合物层中的粘合剂树脂的含量相对于第一聚合物层中的上述无机颜料的含量优选为15~200质量%的范围,更优选为17~100质量%的范围。如果粘合剂的含量为15质量%以上,则可以充分地获得第一聚合物层的强度,另外如果为200质量%以下,则可以良好地保持反射率或装饰性。
作为具有极性基的聚烯烃的离聚物,优选具有羧基等极性基的物质,例如可以举出Chemipal S75N(商品名、三井化学(株)制)、ARROWBASESE1200、ARROWBASE SB1200(商品名、Unitika(株)制)、Hytec S3111、Hytec S3121(商品名、东邦化学(株)制)等。
作为聚丙烯酸类,可以举出JURYMER ET-410、JURYMER SEK-301(都是商品名、日本纯药(株)制)。还优选丙烯酸类与硅酮的复合树脂。作为丙烯酸类与硅酮的复合树脂的例子,可以举出CeranateWSA1060、Ceranate WSA1070(都是商品名、DIC(株)制)、POLYDUREXH7620、POLYDUREX H7630、POLYDUREX H7650(全是商品名、旭化成Chemicals(株)制)等。
作为聚乙烯醇(PVA),可以举出PVA105、R103、R205(都是商品名、Kuraray(株)制)等。另外,还优选进行了硅烷醇改性的PVA,例如可以举出R1130、R2105、R2130(以上商品名、Kuraray(株)制)等。
第一聚合物层除了包含选自具有极性基的聚烯烃的离聚物、聚丙烯酸类、以及聚乙烯醇中的至少1种的粘合剂树脂以外,根据需要还可以将除此以外的聚合物(以下有时称作“特定的树脂以外的树脂”。)作为粘合剂混合。作为特定的树脂以外的树脂,例如可以举出聚酯、聚氨酯等。特定的树脂以外的树脂的添加量为第一聚合物层中所含的全部粘合剂的30质量%以下,优选为20质量%以下。如果特定的树脂以外的树脂的比例为全部粘合剂的30质量%以下,则可以避免由于经过湿热而背板从密封材料剥离等不良状况。
在形成第一聚合物层的情况下,在无机颜料及上述粘合剂树脂以外,根据需要,也可以还添加其他的树脂、交联剂、表面活性剂、填充剂等添加剂。
(交联剂)
第一聚合物层优选含有至少一种的交联剂。
作为适于第一聚合物层的交联剂的例子,可以举出环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、密胺系交联剂、碳二亚胺系交联剂、噁唑啉系交联剂等。其中,从确保经过湿热后的粘接性的观点考虑,优选碳二亚胺系交联剂或噁唑啉系交联剂,特别优选噁唑啉系的交联剂。
作为上述碳二亚胺系交联剂的具体例,可以举出CARBODILITEV-02-L2、CARBODILITE SV-02、CARBODILITE V-02、CARBODILITEE-01(以上为商品名、日清纺(株)制)。
作为上述噁唑啉系交联剂的具体例,可以举出2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉、2,2’-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚甲基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚乙基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚丙基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚丁基-双(2-噁唑啉)、2、2’-亚己基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚辛基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚乙基-双(4,4’-二甲基-2-噁唑啉)、2,2’-对亚苯基-双(2-噁唑啉)、2,2’-间亚苯基-双(2-噁唑啉)、2,2’-间亚苯基-双(4,4’-二甲基-2-噁唑啉)、双(2-噁唑啉基环己烷)硫醚、双(2-噁唑啉基降冰片烷)硫醚等。此外,也优选使用这些化合物的(共)聚合物。
另外,作为具有噁唑啉基的化合物,也可以利用EPOCROS K2010E、EPOCROS K2020E、EPOCROS K2030E、EPOCROS WS-500、EPOCROSWS-700(都是注册商标、日本催化剂化学工业(株)制)等。
在向用于形成第一聚合物层的涂布液中添加交联剂的情况下,其添加量优选相对于涂布液中的粘合剂树脂的含量为2~30质量%。如果该添加量为该范围,则来源于交联剂的结构部分的质量相对于第一聚合物层中所含的粘合剂树脂的总质量的比例就为2质量%~30质量%。上述添加量更优选为5~20质量%,如果上述添加量为该范围,则上述比例就为5质量%~20质量%。如果交联剂的添加量为2质量%以上,则可以在保持第一聚合物层的强度及粘接性的同时获得充分的交联效果,如果为30质量%以下,则在涂布层中不容易产生凝集物,可以较长地保持涂布液的适用期。
作为上述表面活性剂,可以举出阴离子系或非离子系等公知的表面活性剂。在添加表面活性剂的情况下,其添加量优选为0.1~15mg/m2,更优选为0.5~5mg/m2。如果表面活性剂的添加量为0.1mg/m2以上,则可以抑制表面涂布不均(“表面涂布不均”的日语原文为“ハジキ”)的产生而获得良好的层形成,如果为15mg/m2以下,则可以良好地进行粘接。
(微粒)
第一聚合物层也可以含有无机颜料以外的无机微粒。
作为无机微粒,例如可以举出二氧化硅、碳酸钙、氧化镁、碳酸镁、氧化锡等。其中,从暴露于湿热气氛时的粘接性的降低小的方面考虑,优选氧化锡、二氧化硅的微粒。
无机微粒的粒径以体积平均粒径计优选为10~700nm左右,更优选为20~300nm左右。如果粒径为该范围内,则可以获得更加良好的易粘接性。粒径是利用激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA950〔商品名、(株)堀场制作所制〕测定的值。
对于无机微粒的形状,没有特别限制,可以使用球形、无定形、针状等任意的形状。
无机微粒的含量优选相对于第一聚合物层中的粘合剂树脂的总质量设为5~400质量%的范围。如果无机微粒的含量为5质量%以上,则在暴露于湿热气氛时可以保持良好的粘接性,如果为400质量%以下,则可以使第一聚合物层的面状良好。
其中,无机微粒的含量优选为50~300质量%的范围。
(物性)
-厚度-
对于第一聚合物层的厚度,没有特别限制。通常优选为0.05~8μm,更优选为0.1~5μm的范围。如果第一聚合物层的厚度为0.05μm以上,则可以适宜地获得反射性或外观性,并且可以适宜地获得必需的易粘接性。如果为8μm以下,则面状可以变得更加良好。
-粘接力-
第一聚合物层通过含有包含选自具有极性基的聚烯烃的离聚物、聚丙烯酸类、以及聚乙烯醇中的至少1种的粘合剂树脂、和2.5~14.0g/m2的无机颜料,能够对于密封太阳能电池元件的EVA等密封材料,具有10N/cm以上(优选为20N/cm以上)的粘接力,在120℃/100%RH的条件下湿热处理后对于上述密封材料可以具有5N/cm以上的粘接力。对背板的与密封材料粘接的面(第一聚合物层)也可以实施电晕处理。在实施了电晕处理的情况下,可以进一步提高粘接力。
-反射率-
在向第一聚合物层中作为无机颜料添加白色颜料而设成反射层时,设有第一聚合物层的一侧的背板表面的550nm的光的光反射率优选为75%以上。而且,所谓光反射率,是从背板表面中、具有第一聚合物层的一侧(反射层侧)入射的光在反射层进行了反射的光量的相对于入射光量的比率。
如果光反射率为75%以上,则可以将径直穿过单元而向内部入射的光有效地送回单元,发电效率的提高效果大。通过在2.5~14.0g/m2的范围中控制第一聚合物层中的无机颜料的含量,可以将光反射率调整为75%以上。
在将第一聚合物层作为反射层进行构成的情况下,反射层的厚度优选为1~20μm,更优选为1.5~10μm左右。如果该厚度为1μm以上,则可以获得必需的装饰性、反射率。另外,如果为20μm以下,则可以良好地保持面状。
(第一聚合物层的形成方法)
第一聚合物层可以通过将用于形成第一聚合物层的涂布液(第一聚合物层形成用涂布液)直接或者夹隔着后述的第二聚合物层地涂布在支承体上而形成。
在像以往那样,将含有无机颜料等的树脂薄膜借助聚氨酯或聚酯等粘接剂贴合而制成背板的情况下,背板的厚度变大,另外因长时间的使用而使粘接剂水解劣化,因此容易产生背板从密封材料的剥离。另一方面,如果像本实施方式那样利用涂布形成第一聚合物层,则可以实现简便、均匀的薄膜的形成,并且难以产生剥离。
作为涂布方法,例如可以利用凹版涂布机、棒涂机等公知的涂布方法。
涂布液既可以是作为涂布溶媒使用了水的水系,也可以是使用了甲苯、甲乙酮等有机溶媒的溶剂系。其中,从环境负担的观点考虑,优选以水作为溶媒。涂布溶媒既可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
-第二聚合物层-
背板也可以在支承体与第一聚合物层之间具有至少包含聚合物(粘合剂树脂)的第二聚合物层。作为第二聚合物层的例子,可以举出可以提高第一聚合物层与支承体之间的粘接性的底涂层。
作为该底涂层的粘合剂,例如可以使用聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸类树脂、聚烯烃树脂、硅酮树脂等。它们当中,从粘接性的观点考虑,特别优选含有羧基的聚酯树脂或丙烯酸类硅酮树脂。
(其他的添加剂)
在底涂层中,根据需要,也可以添加交联剂、表面活性剂、填充剂等。
(交联剂)
作为上述交联剂,可以举出环氧系、异氰酸酯系、密胺系、碳二亚胺系、噁唑啉系等交联剂。它们当中优选碳二亚胺系及噁唑啉系交联剂。作为碳二亚胺系交联剂的具体例,有CARBODILITE V-02-L2(商品名、日清纺织(株)制),作为噁唑啉系交联剂的具体例,有EPOCROS WS-700、EPOCROS K-2020E(都是注册商标、日本催化剂(株)制)等。
交联剂的添加量优选相对于构成底涂层的粘合剂为0.5~25质量%,更优选为2~20质量%。如果交联剂的添加量为0.5质量%以上,则可以在保持底涂层的强度及粘接性的同时获得充分的交联效果,如果为25质量%以下,则可以较长地保持涂布液的适用期。
(表面活性剂)
作为上述表面活性剂,可以使用阴离子系、非离子系等公知的表面活性剂。在添加表面活性剂的情况下,其添加量优选为0.1~10mg/m2,更优选为0.5~3mg/m2。如果表面活性剂的添加量为0.1mg/m2以上,则可以抑制表面涂布不均的产生而形成良好的层,如果为10mg/m2以下,则可以良好地进行与支承体及第一聚合物层的粘接。
(填充剂)
作为填充剂可以使用胶态二氧化硅、二氧化钛等公知的填充剂。
填充剂的添加量优选相对于底涂层的粘合剂树脂为20质量%以下,更优选为15质量%以下。如果填充剂的添加量为20质量%以下,则可以将底涂层的面状保持得更加良好。
(厚度)
底涂层的厚度为0.05~10μm。如果底涂层的厚度处于0.05~10μm的范围,则可以兼顾底涂层的耐久性和面状,提高支承体与第一聚合物层的粘接性,特别优选1.0~10μm左右的范围。
(底涂层的形成方法)
底涂层可以通过将含有粘合剂等的涂布液涂布在支承体上后干燥而形成。干燥后,也可以进行加热等而使之固化。对于涂布方法、所用的涂布液的溶媒,没有特别限制。
作为涂布方法,例如可以利用凹版涂布机、棒涂机。
涂布液中所用的溶媒既可以是水,也可以是甲苯、甲乙酮等有机溶媒。溶媒既可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。在某个实施方式中,优选形成在含有水的溶媒中分散了粘合剂的水系涂布液,用它进行涂布。该情况下,溶媒中的水的比例优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上。
在支承体为双轴拉伸薄膜的情况下,既可以向双轴拉伸后的支承体上涂布用于形成底涂层的涂布液后,将涂膜干燥,也可以在向单轴拉伸后的支承体上涂布涂布液而将涂膜干燥后,沿与最初的拉伸不同的方向拉伸支承体。还可以在向拉伸前的支承体上涂布涂布液而将涂膜干燥后将支承体沿2个方向拉伸。
-耐候性层-
背板优选在上述支承体的、与配置有上述第一聚合物层的面相反一侧的面上,还具有含有氟系树脂及硅酮-丙烯酸类复合树脂中的至少一方的耐候性层。
作为耐候性层形成用涂布液所含有的氟系树脂,例如可以举出氯三氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯、三氟乙烯、氯三氟乙烯·乙烯共聚物、四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物。其中,从溶解性、以及耐候性的观点考虑,优选与乙烯基系化合物共聚而成的氯三氟乙烯·乙烯基醚共聚物。
对于氟系树脂相对于耐候性层形成用涂布液的全部固体成分质量的含量而言,从耐候性和膜强度的观点考虑,优选为40质量%~90质量%,更优选为50质量%~80质量%。
作为耐候性层形成用涂布液所含有的硅酮-丙烯酸类复合树脂,可以举出Ceranate WSA1060、Ceranate WSA1070〔都是商品名、DIC(株)制〕和POLYDUREX H7620、POLYDUREX H7630、POLYDUREX H7650〔都是商品名、旭化成Chemicals(株)制〕。
对于硅酮-丙烯酸类复合树脂相对于耐候性层形成用涂布液全部固体成分质量的含量而言,从耐候性和膜强度的观点考虑,优选为40质量%~90质量%,更优选为50质量%~80质量%。
对于耐候性层形成用涂布液的涂布量而言,从耐候性及与支承体的密合性的观点考虑,优选设为0.05g/m2~30g/m2,更优选设为1g/m2~20g/m2
用于涂布耐候性层形成用涂布液的方法没有特别限制。
作为涂布方法,例如可以利用凹版涂布机、棒涂机。
作为耐候性层形成用涂布液的涂布溶媒优选使用水,优选耐候性层形成用涂布液中所含的溶媒中的60质量%以上为水。水系涂布液不容易对环境造成负担,从这一点考虑优选,另外,通过使水的比例为60质量%以上,从防爆性以及安全性的方面考虑是有利的。
对于耐候性层形成用涂布液中的水的比例,从环境负担的观点考虑,最好更多一些,更优选含有全部溶媒的70质量%以上的水的情况。
耐候性层也可以含有上述无机氧化物填充剂及无机氧化物填充剂以外的微粒、紫外线吸收剂、抗氧化剂、表面活性剂等各种添加剂。
耐候性层的层厚优选为0.3μm~15.0μm,更优选为0.5μm~12.0μm。通过将膜厚设为0.3μm以上,可以充分地体现出耐候性,通过设为15.0μm以下,可以抑制面状恶化。
而且,耐候性层既可以是单层的,也可以层叠2层以上而构成。
-背板的制造-
背板如上所述,可以通过在支承体上根据需要形成底涂层(第二聚合物层)后,利用涂布形成上述的第一聚合物层而适宜地制作。
第一聚合物层形成用涂布液含有2.5~14.0g/m2的无机颜料和粘合剂树脂。构成涂布液的成分或量的范围的详情如前所述。
适宜的涂布法也如前所述,例如可以利用凹版涂布机、棒涂机。
第一聚合物层形成用涂布液优选为相对于溶媒总质量来说60质量%以上是水的水系涂布液。水系涂布液从环境负担的方面考虑优选。通过使水的比例为60质量%以上,环境负担就会变得特别小。
对于第一聚合物层形成用涂布液中的水的比例,从环境负担的观点考虑,最好更多一些,更优选含有全部溶媒的90质量%以上的水的情况。
可以在支承体的表面直接地或者优选夹隔着厚2μm以下的底涂层(第二聚合物层)地涂布第一聚合物层形成用涂布液,形成第一聚合物层。
(热收缩率)
在某个实施方式中,背板可以将在150℃的气氛下保持30分钟后的收缩率设为0.5%以下。
一般来说,由于聚酯与玻璃相比热膨胀系数、吸湿膨胀系数大,因此容易因温湿度变化而施加应力,从而会有易于导致裂纹或层的剥落的趋势,然而如果热收缩率为上述范围内,则可以有效地防止长时间的经时下的裂纹的产生及所涂布形成的层从支承体等中的剥落。
热收缩率例如可以通过将作为支承体的制膜后的薄片状的聚合物在80℃~200℃左右的温度下热处理而调整为上述范围。
(断裂伸长率)
背板在120℃、100%RH的条件下保存50小时后的断裂伸长率相对于保存前的断裂伸长率的比(以下也简称为“断裂伸长率保持率”)优选为50%以上。通过使断裂伸长率保持率为50%以上,可以抑制伴随水解的变化,在长期使用时可以稳定地保持与密封材料的密合界面中的密合状态,从而可以防止经时放置下的背板从密封材料的剥离等。这样,即使在例如长时间置于室外等高温、高湿环境或曝光下的情况下,也会显示出很高的耐久性能。
这里,断裂伸长率保持率是基于在设有支承体和第一聚合物层(根据需要设置第二聚合物层等其他的层)的形态下测定的断裂伸长率算出的值。
根据与上述相同的理由,背板的断裂伸长率保持率更优选为60%以上,进一步优选为70%以上。
<太阳能电池组件>
本公开的太阳能电池组件具备上述背板。
在某个实施方式中,上述组件具有:太阳能电池元件、密封所述太阳能电池元件的密封材料、与所述密封材料粘接而保护受光面侧的表面保护构件、和与所述密封材料粘接而保护与所述受光面相反一侧的背面保护构件,所述背面保护构件为所述背板。更具体来说,例如在入射太阳光的透明性的基板(表面保护构件)与已述的背板(背面保护构件)之间配置将太阳光的光能转换为电能的太阳能电池元件,将该基板与背板之间用密封材料、优选用乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)系密封材料密封而构成。
对于太阳能电池组件、太阳能电池元件(单元)、背板以外的构件,例如详细记载于《太阳光发电***构成材料》(杉本荣一主编、(株)工业调查会、2008年发行)中。
透明性的基板只要具有可以透过太阳光的透光性即可,可以从透过光的基材中适当地选择。从发电效率的观点考虑,光的透过率越高越好,作为此种基板,例如可以适宜地使用玻璃基板、丙烯酸类树脂等透明树脂等。
作为太阳能电池元件,可以使用单晶硅、多晶硅、无定形硅等硅系、铜-铟-镓-硒、铜-铟-硒、镉-碲、镓-砷等III-V族或II-VI族化合物半导体系等各种公知的太阳能电池元件。
实施例
以下,利用实施例对本发明进行更具体的说明,然而本发明只要不超出其主旨,则不限定于以下的实施例。只要没有特别指出,“份”及“%”就是质量基准。体积平均粒径只要没有特别指出,就是使用激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA950〔商品名、(株)堀场制作所制〕测定。
(实施例1)
-聚酯支承体的制作-
<聚酯的合成>
将高纯度对苯二甲酸〔三井化学公司制〕100kg和乙二醇〔日本催化剂(株)制〕45kg的浆液用4小时依次供给至预先加入了双(羟基乙基)对苯二甲酸酯约123kg、且保持为温度250℃、压力1.2×105Pa的酯化反应槽,供给结束后再用1小时进行酯化反应。其后,将所得的酯化反应生成物123kg移送到缩聚反应槽。
接下来,向移送有酯化反应生成物的缩聚反应槽中,相对于所得的聚合物添加0.3%的乙二醇。搅拌5分钟后,以相对于所得的聚合物分别达到30ppm、15ppm的方式加入乙酸钴及乙酸锰的乙二醇溶液。再搅拌5分钟后,以相对于所得的聚合物达到5ppm的方式添加钛醇盐化合物的2%乙二醇溶液。上述钛醇盐化合物是日本特开2005-340616号公报的段落编号[0083]的实施例1中合成的钛醇盐化合物(Ti含量=4.44质量%)。其后5分钟后,以相对于所得的聚合物达到5ppm的方式添加二乙基膦酰基乙酸乙酯的10%乙二醇溶液。
在以30rpm搅拌所得的低聚合度聚合物的同时,将反应体系从250℃慢慢地升温到285℃,并且将压力降低到40Pa。到达最终温度、最终压力为止的时间都设为60分钟。保持原状地持续3小时反应,其后对反应系进行氮气吹扫,恢复到常压,停止缩聚反应。此后,将所得的聚合物熔融物向冷水中以条索状喷出,立即切割而制成聚合物的颗粒(直径约3mm、长约7mm)。
<固相聚合>
将利用上述操作得到的颗粒在保持为40Pa的真空容器中、以220℃的温度保持30小时,进行了固相聚合。
<基体形成>
将经过固相聚合后的颗粒在280℃下溶融后浇注到金属鼓上,制成厚约2.5mm的未拉伸基体。其后,在90℃下沿纵向拉伸到3倍,再在120℃下沿横向拉伸到3.3倍。其后,在215℃下热固定1分钟,得到厚250μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯支承体(以下有时称作“支承体”。)。
另外,除了变更未拉伸基体的厚度以外同样地得到125μm厚的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯支承体(PET基材)、188μm厚的PET基材、以及300μm厚的PET基材。
<底涂层>
-底涂层形成用涂布液的制备-
将下述组成中的各成分混合,制备出底涂层形成用涂布液。
(涂布液的组成)
·聚酯系粘合剂  …48.0质量份
(VILONAL DM1245(注册商标、东洋纺(株)制、固体成分30质量%))
·碳二亚胺化合物(交联剂)  …10.0质量份
(商品名:CARBODILITE V-02-L2、日清纺织(株)制、固体成分:10质量%)
·噁唑啉化合物(交联剂)  …3.0质量份
(EPOCROS WS700(注册商标)、(株)日本触媒制、固体成分:25质量%)
·表面活性剂  …15.0质量份
(商品名:NAROACTY CL95、三洋化成工业(株)制、固体成分:1质量%)
·蒸馏水  …907.0质量份
-底涂层的形成-
将所得的底涂层形成用涂布液以使粘合剂量以涂布量计为0.1g/m2的方式涂布在PET基材的一方的面上,在180℃下干燥1分钟,形成干燥厚度约为0.1μm的底涂层。
<着色层>
-二氧化钛分散物的制备-
将下述组成中的成分混合,将该混合物利用Dynomill型分散机分散处理1小时。
(二氧化钛分散物的组成)
·二氧化钛(体积平均粒径=0.42μm)  …39.9质量%
〔商品名:TIPAQUE R-780-2、石原产业(株)制、固体成分100质量%〕
·聚乙烯醇  …49.9质量%
〔商品名:PVA-105、(株)Kuraray制、固体成分:10质量%〕
·表面活性剂〔商品名:DEMOL EP、花王(株)制、固体成分:10质量%〕  …0.5质量%
·蒸馏水  …9.7质量%
-着色层形成用涂布液的制备-
将下述组成中的成分混合,制备出着色层形成用涂布液。
(涂布液的组成)
·二氧化钛分散物  …80.0质量%
·硅烷醇改性聚乙烯醇粘合剂(P-1)  …11.4质量%
〔商品名:R1130、株〕Kuraray制、固体成分:7质量%〕
·聚氧化烯烷基醚  …3.0质量%
〔商品名:NAROACTY CL95、三洋化成工业(株)制、固体成分:1质量%〕
·噁唑啉化合物  …2.0质量%
〔EPOCROS WS-700(注册商标)、日本催化剂(株)制、固体成分:25%;交联剂〕
·蒸馏水  …3.6质量%
-着色层(第一聚合物层)的形成-
将所得的涂布液涂布在上述的双轴拉伸PET基材上的一方的面上,在180℃下干燥1分钟,形成二氧化钛量为7.0g/m2、粘合剂量为1.2g/m2的着色层。
<背面底涂层>
-颜料分散物的制备-
将下述组成中的各成分混合,将该混合物利用Dynomill型分散机分散处理1小时。
(颜料分散物的组成)
·二氧化钛(体积平均粒径=0.42μm)  …40质量%
(商品名:TIPAQUE R-780-2、石原产业(株)制、固体成分100质量%)
·聚乙烯醇水溶液(10质量%)  …20.0质量%
(商品名:PVA-105、(株)Kuraray制)
·表面活性剂(商品名:DEMOL EP、花王(株)制、固体成分:25质量%)  …0.5质量%
·蒸馏水  …39.5质量%
-背面底涂层形成用涂布液的制备-
将下述组成中的各成分混合,制备出底涂层形成用涂布液。
(涂布液的组成)
·丙烯酸类/硅酮系粘合剂(粘合剂)  …362.3质量份
(商品名:Ceranate WSA-1070、DIC(株)制、固体成分:40质量%)
·碳二亚胺化合物(交联剂)  …48.3质量份
(商品名:CARBODILITE V-02-L2、日清纺织(株)制、固体成分:40质量%)
·表面活性剂  …9.7质量份
(商品名:NAROACTY CL95、三洋化成工业(株)制、固体成分:1质量%)
·上述分散物  …157.0质量份
·蒸馏水  …422.7质量份
-背面底涂层的形成-
将所得的底涂层形成用涂布液以使粘合剂量以涂布量计为3.0g/m2的方式涂布在支承体的形成有白色层的一面的相反一面上,在180℃下干燥1分钟,形成干燥厚度约为3μm的底涂层。
<背面聚合物层>
-背面聚合物层形成用涂布液的制备-
将下述组成中的各成分混合,制备出背面聚合物层形成用涂布液。
(涂布液的组成)
·丙烯酸类/硅酮系粘合剂(粘合剂)  …362.3质量份
(商品名:Ceranate WSA-1070、DIC(株)制、固体成分:40质量%)
·碳二亚胺化合物(交联剂)  …24.2质量份
(CARBODILITE V-02-L2、日清纺织(株)制、固体成分:40质量%)
·表面活性剂  …24.2质量份
(商品名:NAROACTY CL95、三洋化成工业(株)制、固体成分:1质量%)
·蒸馏水  …703.8质量份
-背面聚合物层的形成-
将所得的背面聚合物层形成用涂布液以使粘合剂量以涂布量计为2.0g/m2的方式涂布在背面底涂层上,在180℃下干燥1分钟,形成干燥厚度约为2μm的背面聚合物层。
像这样,制作出在PET基材的两面利用涂布形成各层的背板试样。对试样进行了以下的评价。将结果表示于表1中。
<评价>
-1.粘接性-
[A]经过湿热前的粘接性(Fr)
切割如上所述地制作的样品板,准备了2片具有20mm宽×150mm长的尺寸的样品片。
将该2片样品片相互以使着色层(第一聚合物层)侧为内侧的方式叠加而配置,在其间夹入具有20mm宽×100mm长的尺寸的EVA片(商品名:SC50B、三井化学Fabro公司制)。由于样品片与EVA片的长度不同,因此这里得到的层叠试样的一端起到50mm的区域中不存在EVA片。通过将层叠试样使用真空层压机〔日清纺公司制〕进行热压,而将EVA片与样品片的第一聚合物层粘接。此时的粘接条件如下所示。
使用真空层压机,在128℃下抽真空3分钟后,加压2分钟而进行了临时粘接。其后,在烘箱中在150℃下实施30分钟的正式粘接处理。像这样,就得到彼此粘接的2片样品片的一端起到50mm的区域未与EVA片粘接、而在剩余的100mm的部分粘接了EVA片的粘接评价用试样。
将所得的粘接评价用试样的EVA未粘接部分用Tensilon万能材料试验机〔商品名:RTC-1210A、ORIENTEC制〕以上下夹钳夹持,以180°的剥离角度、300mm/分钟的拉伸速度进行拉伸剪切试验,将由此测定的拉伸剪切粘接强度作为粘接力的指标。
依照以下的评价基准评价了粘接力。其中,级别4、5是实用上可以容许的范围。
<评价基准>
5:密合非常良好(20N/10mm以上)
4:密合良好(10N/10mm以上且小于20N/10mm)
3:密合略微不良(5N/10mm以上且小于10N/10mm)
2:产生了密合不良(3N/10mm以上且小于5N/10mm)
1:密合不良明显(小于3N/10mm)
[B]经过湿热后的粘接性(PC)
将所得的粘接评价用试样在120℃、100%RH的环境条件下保持(经过湿热)48小时后,利用与上述[A]相同的方法测定出粘接力。对所测定出的保持后的粘接力,算出相对于相同的粘接评价用试样的上述[A]经过湿热前的粘接力的比率〔经过湿热后的粘接力/[A]经过湿热前的粘接力×100〕(单位:百分率)。另外,以所测定出的经过湿热后的粘接力为基础,利用与上述[A]相同的方法评价了粘接力。
-2.断裂伸长率保持率-
对所得的试样,基于利用以下的测定方法得到的断裂伸长率的测定值L0及L1,算出以下式表示的断裂伸长率保持率(%)。实用上可以容许的是断裂伸长率保持率为50%以上的。
断裂伸长率保持率(%)=(L1/L0)×100
(断裂伸长率的测定方法)
将试样裁割为宽10mm×长200mm,准备了测定用的试样A及B。
对于试样A,在25℃、60%RH的气氛中调湿24小时后,用Tensilon万能材料试验机(商品名:RTC-1210A、ORIENTEC制)进行了拉伸试验。而且,测定是在试样的两端将从端部到50mm为止的区域分别夹紧,将被拉伸的部分的长度设为100mm而进行的。另外,拉伸速度为20mm/分钟。将利用该评价得到的试样A的断裂伸长率设为L0
另外,对试样B,在120℃、100%RH的气氛中进行50小时湿热处理后,与试样A相同地进行了拉伸试验。将此时的试样B的断裂伸长率设为L1
-3.热收缩-
将试样在25℃、60%RH的气氛中调湿24小时。其后,使用剃刀,在试样表面以约30cm间隔划出平行的2条划痕,测定其间隔G0。将该样品在150℃下保持30分钟而进行热处理。将热处理后的试样在25℃、60%RH的气氛中调湿24小时后测定2条划痕的间隔G1
收缩率利用下述的式子计算。收缩率是对试样的长度方向和宽度方向进行计算,将其平均值作为试样的收缩率。收缩率的单位为%,数值为正时表示伸长率,为负时表示收缩率。
收缩率=[(G1-G0)/G0]×100
(实施例2、3)
除了将实施例1的无机颜料变更为群青或炭黑以外,与实施例1相同地实施了实施例2和3。
群青和炭黑的分散物利用以下的方法制成。
<蓝色层>
-群青分散物的制备-
将下述组成中的成分混合,将该混合物利用Dynomill型分散机分散处理1小时。
(群青分散物的组成)
·群青(商品名:Ultramarine Blue Nubiflow、可以由(株)尾关获得)  …39.9质量%
·聚乙烯醇  …8.0质量%
〔商品名:PVA-105、(株)Kuraray制、固体成分:10%〕
·表面活性剂〔商品名:DEMOL EP、花王(株)制、固体成分:25%〕  …0.5质量%
·蒸馏水  …51.6质量%
<黑色层>
-炭黑分散物的制备-
将下述组成中的成分混合,将该混合物利用Dynomill型分散机分散处理1小时。
(炭黑分散物的组成)
·炭黑(商品名:TOKABLACK#8500F、东海Carbon公司制)…39.9质量%
·聚乙烯醇  …8.0质量%
〔商品名:PVA-105、(株)Kuraray制、固体成分:10%〕
·表面活性剂〔商品名:DEMOL EP、花王(株)制、固体成分:25%〕  …0.5质量%
·蒸馏水  …51.6质量%
对所得的试样进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(实施例5、6、7、比较例1、2)
除了将着色层的粘合剂如表1所示地变更以外,与实施例1相同地实施了实施例5、6、7和比较例1、2。对所得的试样进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(实施例8)
除了在形成着色层的一侧的面不设置底涂层以外,进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(实施例9~12)
除了将着色层的交联剂如表1所示地变更以外,与实施例1相同地实施了实施例9~12。对所得的试样进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(实施例13、15、16、比较例3、4)
除了将着色层的无机颜料的添加量如表1所示地变更以外,与实施例1相同地实施了实施例13、15、16和比较例3、4。对所得的试样进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(实施例17、19~22)
除了将着色层的粘合剂的添加量如表1所示地变更以外,与实施例1相同地实施了实施例17、19~22。对所得的试样进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(实施例23)
除了作为支承体在实施例1的支承体的形成中未进行固相聚合、并将基体形成时的热固定温度从215℃变更为235℃以外,与实施例1相同地形成支承体。除了使用该支承体以外,与实施例1相同地实施了实施例23。对所得的试样进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(比较例5)
准备了将厚50μm的白色PET(二氧化钛含有率含有12质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯基体、基材1)与厚188μm的透明PET(不含有二氧化钛的聚对苯二甲酸乙二醇酯基体、基材2)在下述的条件下贴合后的背板。
<贴合方法>
作为粘接剂使用在LX-660(K)〔商品名、DIC(株)制〕中混合了10份的固化剂KW-75〔商品名DIC(株)制〕的材料,将基材2与基材1用真空层压机〔日清纺(株)制真空层压机〕进行热压粘接。
粘接是通过在80℃下进行3分钟的抽真空后、加压2分钟而进行的,其后在40℃下保持4天而结束反应。
对白色PET的表面以50Hz的频率、1kJ/m2的强度实施了电晕放电处理。其后,进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(实施例24~29)
除了将添加到着色层中的噁唑啉化合物(交联剂)的量如表1所示地变更以外,与实施例1相同地实施了实施例24~29。对所得的试样进行了与实施例1相同的评价,将结果表示于表1中。
(实施例30)
<太阳能电池组件的制作>
将厚3.2mm的强化玻璃、EVA片〔商品名:SC50B、三井化学Fabro公司制〕、结晶系太阳能电池元件(单元)、EVA片〔商品名:SC50B、三井化学Fabro公司制〕、和实施例1的背板1依次叠加,通过使用真空层压机〔日清纺公司制〕进行热压,而使之与EVA粘接。其中,将背板以使其易粘接性层(着色层)与EVA片接触的方式配置。另外,EVA的粘接条件如下所示。
使用真空层压机,在128℃下进行3分钟的抽真空后,加压2分钟而进行了临时粘接。其后,在烘箱中在150℃下实施30分钟的正式粘接处理。
像这样,制作出结晶系的太阳能电池组件1。另外,通过取代背板1而使用背板2~29的任意一个,制作出结晶系的太阳能电池组件2~29。
对所制作的太阳能电池组件1~29,进行了发电运转,其结果是,都显示出作为太阳能电池来说良好的发电性能。
[表1]
Figure BDA00003163595600271
P-1:R1130(硅烷醇改性PVA,(株)Kuraray制)
P-2:PVA105(PVA,(株)Kuraray制)
P-3:Chemipal S75N(聚烯烃胶乳、三井化学(株)制)
P-4:JURYMER ET-410(聚丙烯酸胶乳、日本纯药(株)制)
P-101:FINETEX Es650(聚酯胶乳、DIC(株)制)
P-102:OLESTER UD350(聚氨酯胶乳、三井化学(株)制)
C-1:EPOCROS WS700(噁唑啉系交联剂、(株)日本触媒制)
C-2:CARBODILITE V-02--L2(CARBODILITE系交联剂、日清纺(株)制)
C-101:DenacolEx144(环氧系交联剂、Nagase化成(株)制)
如表1所示,实施例中,与EVA系密封材料的粘接性和反射性优异。相对于此,比较例中,在粘接性(特别是经过湿热后的粘接性)的方面要差得多。
将日本专利申请2010-254207的公开的全部利用参照纳入本说明书中。
本说明书中记载的所有的文献、专利、专利申请、以及技术标准将各个文献、专利、专利申请、以及技术标准利用参照纳入,是以与具体地并且分别地记录的情况相同的程度利用参照纳入本说明书中。
产业上的可利用性
本发明可以提供具有外观性或反射性、并且与密封材料的密合力高、由经过湿热而造成的从密封材料的剥离得到抑制的太阳能电池用背板以及可以长时间稳定地保持发电性能的太阳能电池组件。

Claims (12)

1.一种太阳能电池用背板,其特征在于,
包括支承体和第一聚合物层,
所述第一聚合物层设于该支承体的一侧,且含有0.8g/m2~15.0g/m2的粘合剂树脂,以及1.5g/m2~15.0g/m2的无机颜料,
所述粘合剂树脂包含选自具有极性基的聚烯烃的离聚物、聚丙烯酸类、以及聚乙烯醇中的至少1种。
2.根据权利要求1所述的背板,其中,
所述支承体含有聚酯。
3.根据权利要求1或2所述的背板,其中,
所述第一聚合物层中的所述无机颜料的含量为2.5g/m2~12.5g/m2的范围,并且所述第一聚合物层中的粘合剂树脂的含量为1.0g/m2~12.5g/m2
4.根据权利要求1~3中任一项所述的背板,其中,
所述无机颜料为白色颜料、黑色颜料或蓝色颜料。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的背板,其中,
所述第一聚合物层含有来源于交联剂的结构部分,所述第一聚合物层中的该结构部分的含量相对于所述第一聚合物层中的所述粘合剂树脂的总质量为2~30质量%。
6.根据权利要求5所述的背板,其中,
所述交联剂为碳二亚胺系交联剂或噁唑啉系交联剂。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的背板,其中,
在所述支承体与所述第一聚合物层之间,包含至少含有聚合物的第二聚合物层。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的背板,其中,
在120℃、100%RH的条件下保存50小时后的断裂伸长率相对于保存前的断裂伸长率的比为50%以上。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的背板,其中,
在150℃的气氛下保持30分钟后的收缩率为0.5%以下。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的背板,其中,
所述第一聚合物层对于密封太阳能电池元件的密封材料具有10N/cm以上的粘接力,在120℃/100%RH的条件下湿热处理后对于所述密封材料具有5N/cm以上的粘接力。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的背板,其中,
在所述支承体的与配置有所述第一聚合物层的一侧的面相反一侧的面,包含含有氟系树脂及硅酮一丙烯酸类复合树脂中的至少一方的耐候性层。
12.一种太阳能电池组件,其特征在于,
具有:太阳能电池元件、密封所述太阳能电池元件的密封材料、与所述密封材料粘接而保护受光面侧的表面保护构件、与所述密封材料粘接而保护与所述受光面相反一侧的背面保护构件,
所述背面保护构件是权利要求1~11中任一项所述的背板。
CN2011800539859A 2010-11-12 2011-11-11 太阳能电池用背板及太阳能电池组件 Pending CN103210503A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010254207 2010-11-12
JP2010-254207 2010-11-12
PCT/JP2011/076107 WO2012063945A1 (ja) 2010-11-12 2011-11-11 太陽電池用バックシート及び太陽電池モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103210503A true CN103210503A (zh) 2013-07-17

Family

ID=46051082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800539859A Pending CN103210503A (zh) 2010-11-12 2011-11-11 太阳能电池用背板及太阳能电池组件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9224897B2 (zh)
JP (1) JP2012119677A (zh)
KR (1) KR20130143583A (zh)
CN (1) CN103210503A (zh)
WO (1) WO2012063945A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107922655A (zh) * 2015-09-30 2018-04-17 三菱化学株式会社 金属膜叠层用膜

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103429429B (zh) * 2011-03-07 2016-06-08 富士胶片株式会社 易粘合板和用于太阳能电池的保护板
JP5587230B2 (ja) * 2011-03-25 2014-09-10 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール
WO2013008916A1 (ja) * 2011-07-14 2013-01-17 富士フイルム株式会社 ポリマーシートとその製造方法、太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュール
JP6135060B2 (ja) * 2012-07-27 2017-05-31 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用裏面保護シート
JP5860426B2 (ja) * 2013-03-15 2016-02-16 富士フイルム株式会社 積層シート及び太陽電池モジュール用バックシート
WO2016033446A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Blue Planet, Ltd. Carbonate pigments, and methods for making and using the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006253565A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Teijin Dupont Films Japan Ltd 太陽電池用表面保護フィルムおよびそれを用いてなる太陽電池積層体
JP2009158952A (ja) * 2007-12-04 2009-07-16 Toray Ind Inc 太陽電池バックシート用フィルム、それを用いた太陽電池バックシート、および太陽電池
JP2010109240A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池バックシート
WO2010067780A1 (ja) * 2008-12-12 2010-06-17 東レ株式会社 太陽電池裏面封止材用フィルム、太陽電池裏面封止材および太陽電池モジュール
JP2010251679A (ja) * 2009-03-23 2010-11-04 Unitika Ltd 太陽電池モジュール用接着剤、封止用保護シートおよび太陽電池モジュール

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243999A (ja) 1999-02-22 2000-09-08 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池モジュール裏面保護シート、太陽電池モジュール及びその製造方法
EP1146087B1 (de) * 2000-04-04 2003-11-05 Bayer Ag Organische Pigmente für Farbfilter in LCD
JP2006335853A (ja) 2005-06-01 2006-12-14 Teijin Dupont Films Japan Ltd 太陽電池裏面保護膜用易接着性ポリエステルフィルムおよびそれを用いた太陽電池裏面保護膜
JP2007150084A (ja) 2005-11-29 2007-06-14 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール用裏面保護シート、太陽電池モジュール用裏面積層体、および、太陽電池モジュール
JP5146828B2 (ja) 2008-10-09 2013-02-20 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用裏面充填材シートおよびそれを用いた太陽電池モジュール
JP2010138310A (ja) 2008-12-12 2010-06-24 Dic Corp 2液型紫外線吸収着色塗料組成物
JP5572949B2 (ja) 2009-01-08 2014-08-20 東洋紡株式会社 太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムの製造方法
JP2010165873A (ja) 2009-01-15 2010-07-29 Toppan Printing Co Ltd 裏面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール
JP5750226B2 (ja) * 2010-01-18 2015-07-15 富士フイルム株式会社 太陽電池バックシート用フィルム及びその製造方法
JP5734569B2 (ja) * 2010-01-18 2015-06-17 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール
JP2012017456A (ja) * 2010-06-11 2012-01-26 Fujifilm Corp ポリエステルフィルム及びその製造方法、太陽電池用バックシート、並びに太陽電池モジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006253565A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Teijin Dupont Films Japan Ltd 太陽電池用表面保護フィルムおよびそれを用いてなる太陽電池積層体
JP2009158952A (ja) * 2007-12-04 2009-07-16 Toray Ind Inc 太陽電池バックシート用フィルム、それを用いた太陽電池バックシート、および太陽電池
JP2010109240A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池バックシート
WO2010067780A1 (ja) * 2008-12-12 2010-06-17 東レ株式会社 太陽電池裏面封止材用フィルム、太陽電池裏面封止材および太陽電池モジュール
JP2010251679A (ja) * 2009-03-23 2010-11-04 Unitika Ltd 太陽電池モジュール用接着剤、封止用保護シートおよび太陽電池モジュール

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107922655A (zh) * 2015-09-30 2018-04-17 三菱化学株式会社 金属膜叠层用膜
CN107922655B (zh) * 2015-09-30 2021-11-19 三菱化学株式会社 金属膜叠层用膜

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130143583A (ko) 2013-12-31
WO2012063945A1 (ja) 2012-05-18
US20130291942A1 (en) 2013-11-07
US9224897B2 (en) 2015-12-29
JP2012119677A (ja) 2012-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5734569B2 (ja) 太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール
KR101622992B1 (ko) 태양전지 백 시트용 필름 및 그 제조 방법
US9899553B2 (en) Adhesive sheet and protective sheet for solar cell
JP5705643B2 (ja) 太陽電池用バックシート用ポリマーシート、及び太陽電池モジュール
CN103201851A (zh) 太阳能电池用背板及其制造方法、以及太阳能电池组件
CN103210503A (zh) 太阳能电池用背板及太阳能电池组件
US20120318344A1 (en) Photovoltaic module with chlorosulfonated polyolefin layer
JP5623938B2 (ja) 太陽電池用バックシート
KR20140090163A (ko) 코팅된 폴리에스테르 필름을 함유하는 적층
US20120318354A1 (en) Photovoltaic module with chlorosulfonated polyolefin layer
CN102442044A (zh) 太阳能电池保护板及其制备方法,太阳能电池用背板和太阳能电池组件
CN105102228A (zh) 层叠膜、太阳电池模块用背板及太阳电池模块
CN107011530B (zh) 太阳能电池用背板及其制造方法、以及太阳能电池组件
US20140007941A1 (en) Protective sheet for solar cell, method for manufacturing the same, back sheet member for solar cell, back sheet for solar cell and solar cell module
JP2012222227A (ja) 太陽電池用バックシート、太陽電池用積層体及び太陽電池モジュール並びにそれらの製造方法
KR20130096997A (ko) 태양광모듈용 백시트 및 이의 제조방법
JP5606849B2 (ja) 太陽電池用バックシート用ポリマーシート及び太陽電池モジュール
WO2012063713A1 (ja) 太陽電池用バックシート部材及び太陽電池モジュール
JP2013042016A (ja) 太陽電池用ポリマーシート、太陽電池用バックシート、及び太陽電池モジュール
JP5694881B2 (ja) 太陽電池用ポリマーシート、太陽電池用バックシート、及び太陽電池モジュール
JP2012231048A (ja) 太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール
WO2013069606A1 (ja) 太陽電池モジュール用ポリマーシート及びバックシート並びに太陽電池モジュール
JP2012176609A (ja) 太陽電池用表面保護材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130717

RJ01 Rejection of invention patent application after publication