JP2018010955A - 太陽電池モジュール用の裏面保護シート及びそれを用いてなる太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、本発明の裏面保護シート6を用いて得ることができる太陽電池モジュール1について説明する。図3は、太陽電池モジュ−ル1の層構成を示す模式図である。太陽電池モジュール1は、入射光7の受光面側から、透明前面基板2、前面封止材層3、太陽電池素子4、背面封止材層5、本発明の裏面保護シート6が順に積層された構成である。又、太陽電池モジュール1は、上記の各部材を、順次積層し、例えば真空熱ラミネート加工により一体化することにより製造することができる。この際のラミネート温度は、130℃〜190℃の範囲内とすることが好ましい。
裏面保護シート6は、基材層61の表面に、暗色層62が形成されてなる2層構成を最小限の必須構成要件とする。暗色層62は基材層61の表面の全体に形成されていてもよいし(図1参照)、基材層61の表面の一部に形成されることによって、パターニング模様を構成していてもよい(図2参照)。暗色層62を基材層61の表面の全体に形成する場合、暗色層62を暗色の接着剤層とすることもできるし、暗色のプライマー層としてこれを形成することもできる、或いは、暗色層62の表面に、他部材との十分な密着性を付与する他の密着性向上層が更に設けられているものであってもよい。
暗色層62は、以下に詳細を説明する樹脂成分、暗色顔料、及び透明無機フィラーを含む暗色インキを、樹脂シートの表面に塗布し、塗布された暗色インキからコーティング膜を形成させることにより形成することができる。尚、暗色インキは、主剤と硬化剤とを使用直前に混合する2液タイプのものであることが好ましい。
暗色層62に含まれる樹脂成分は、ポリカーボネートポリウレタンを含有する樹脂成分がイソシアネート系の硬化剤により架橋されている架橋樹脂又はフッ素アクリル樹脂が好ましい。又、上記架橋樹脂を構成する樹脂成分はグリコール変性ポリカーボネートポリウレタンであることが更に好ましい。上記樹脂成分としてグリコール変性ポリカーボネートポリウレタンを用いることにより、暗色層62の柔軟性が増し、同層の接着性、耐衝撃性が向上する。
暗色顔料としては、波長750nm以上1500nm以下の近赤外線を透過する顔料を用いることができる。例えば、オキサジン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ピロール系顔料、キナクリドン系顔料、アゾ系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、イソインドリノン系顔料、インダスレン系顔料、キノフタロン系顔料、ペリノン系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機顔料を挙げることができる。
暗色層62には、樹脂成分と、暗色顔料に加えて、更に、主には耐ブロッキング性の向上のために、透明無機フィラーが含まれている。本明細書における「透明」とは「可視光域の光線を透過」可能であることを言い、より詳しくは、波長400nm以上750nm以下における上記測定方法(JIS K7375−2008)による光線透過率が、少なくとも80%以上であることを意味するものとする。耐ブロッキング性向上のために添加するフィラーをこのように透明なものに限定することによって、暗色層62に求められる暗色の外観に係る意匠性を損なうことなく、暗色層62における耐ブロッキング性を向上させることができる。
基材層61を構成する樹脂シートとしては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ETFE(四フッ化エチレン・エチレン共重合体)等のフッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)等のポリエステル系樹脂等の樹脂シートを好ましく用いることができる。ここで、裏面保護シート6において、基材層61は太陽電池モジュール1としての一体化時に最外層に配置される層となることが想定されるため、高い耐候性、バリア性、耐加水分解性が求められる。そのような観点から以上のうちでも、ETFEに代表されるフッ素系樹脂或いはPETに代表されるポリエステル系樹脂を用いることが特に好ましい。
暗色層は、樹脂シートの表面に近赤外線透過性暗色インキを塗布してコーティング塗膜を形成し、このコーティング塗膜に含まれる溶剤を蒸発後、コーティング塗膜に含まれる樹脂成分と硬化剤とを架橋反応させて硬化させることによって形成することができる。
[主剤]
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管を備えた丸底フラスコに数平均分子量1000の脂肪族ポリカーボネートジオール(50質量部)と、1,6ヘキサンジオール(70質量部)と、1,8−オクタンジオール(30質量部)と、イソホロンジイソシアネート(IPDI)(176.6質量部)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)のトリメチロールプロパン(TMP)アダクト変性物(10質量部)と、酢酸エチル(333.6質量部)を仕込み、窒素ガス導入下にて、赤外線吸収スペクトルにて2270cm−1のイソシアネートの吸収が消失するまで加熱環流させ、グリコール変性量:10%、IPDI変性量:2%の実施例の主剤樹脂を調整した。尚、本実施例において、グリコール変性量とは、上記の主剤樹脂成分の全成分質量に対するアルキレンジオール化合物(本実施例においては、1,6ヘキサンジオールとオクタンジオールの混合物)の質量(質量比%)をいい、IPDI変性量とは、上記の主剤の樹脂成分の全成分質量に対する変性イソシアネート化合物(本実施例においては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)のトリメチロールプロパン(TMP)アダクト変性物)の質量(質量比%)をいう。グリコール変性量を10%及びIPDI変性量を3%となるように、1,6ヘキサンジオールと1,8−オクタンジオールの合計添加量、及び、イソホロンジイソシアネート(IPDI)のトリメチロールプロパン(TMP)アダクト変性物の添加量を適宜調整した。
[硬化剤]
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)のヌレート体(40質量部)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)のトリメチロールプロパン(TMP)アダクト変性物(60質量部)とからなる硬化剤を調整した。又、ポリイソシアネート化合物のNCO価と架橋性主剤樹脂のOH価の比であるNCO/OH比を1.0とした。
[暗色顔料]
「ベンズイミダゾロン系顔料(PigmentBrown25、粒径0.08μm)」と「非晶質型フタロシアニン系顔料青(PigmentBlue15、粒径0.15〜0.20μm)」との含有量比が52.5:47.5の暗色顔料を用い、主剤の樹脂成分100質量部に対して顔料成分が40質量部となるように調整した。
[フィラー]
フィラー1:透明シリカ(全光線透過率80%以上)(富士シリシア化学社製 サイリシア530)、平均粒径4μm、屈折率1.46。
フィラー2:透明シリカ(全光線透過率80%以上)(富士シリシア化学社製 サイリシア430)、平均粒径2μm、屈折率1.46。
フィラー3:メラミン樹脂及びベンゾグアナミン樹脂を原料とする熱硬化樹脂球状微粒子(全光線透過率60%未満)(日本触媒社製 エポスター)
[溶剤]:酢酸エチル
試験用近赤外線透過性暗色インキを用いて下記方法により作成した各裏面保護シート試料に対して下記の方法で耐ブロッキング性に関する試験を行い、測定結果により耐ブロッキングを評価した。試験片はすべて15mm幅である。
[裏面保護シート試料の作成]
白PET(東レ社製白PET、188μm)フィルムの表面に、各試料毎に、それぞれ表1に記載の通り、試験用近赤外線透過性暗色インキをバーコーターにて塗工し、塗工された同インキを120℃で2分間乾燥させて基材表面に暗色層を形成した。同インキの塗布量は、各試料における暗色層の厚さが表1に記載の厚さとなる塗布量とした。そして乾燥直後の暗色層表面に、白PET(東レ社製白PET、188μm)を重ね合わせて接触させた状態で50℃、3日間養生したものを、耐ブロッキング性評価用試料とした。各耐ブロッキング性評価用試料の重ね合わせた部分を剥がすことでブロッキング状態を評価する方法で耐ブロッキング性の試験を行い、下記の基準で評価した。
[評価基準]
○:暗色層の転移なく、自然にシート同士が剥離する
△:暗色層の転移なく、基材同士の剥離時の若干の密着手ごたえ有り
×:暗色層の転移あり、及び/又は、基材同士の剥離時に密着手ごたえ有り
インキ1〜5を用いて上記同様の方法で作成した各裏面保護シート試料に対して下記の方法で密着性試験を行い、測定結果により密着性を評価した。試験片はすべて15mm幅である。
ASTM D3359、JIS 5400に準じた密着試験を行い、密着性を以下の基準で評価した。結果については、「密着性」として、下記表1に示す。
[評価基準]
○:0%のコーティング剥離
△:0%超15%以下のコーティング剥離
×:15%超のコーティング剥離
インキ1〜5を用いて上記同様の方法で作成した各裏面保護シート試料に対して、表面からの距離30cmの位置からの目視による表面観察により意匠性評価試験を行い、意匠性を官能的に評価した。試験片はすべて100mm×100mmのサイズとした。尚、各実施例及び比較例に用いた試験用近赤外線透過性暗色インキからなる暗色層の樹脂成分の屈折率については、各例において顔料とフィラーを添加せずに他は同条件で硬化させて得た樹脂層について、島津製作所製カルニュー精密屈折計(KPR−30)により、予め屈折率を測定した。試験用近赤外線透過性暗色インキからなる暗色層の樹脂成分の屈折率は、いずれも、1.50であった。
[評価基準]
○:透明シリカの存在が視認できず、暗色の外観を保持している。
△:透明シリカの存在が僅かに視認されるが、概ね暗色の外観を保持している。
×:透明シリカの存在が視認され、暗色の外観が損なわれている。
2 透明前面基板
3 前面封止材層
4 太陽電池素子
5 背面封止材層
6 裏面保護シート
61 基材層
62 暗色層
63 透明接着剤層
64 透明密着層
Claims (6)
- 基材層と、波長750nm以上1500nm以下の近赤外線を透過する暗色層とを備え、
前記暗色層は、樹脂成分と、暗色顔料と、透明無機フィラーと、を含有してなり、
前記暗色層に含まれる前記透明無機フィラーの含有量が、前記樹脂成分100質量部に対して0.5質量部以上5質量部以下であって、
該透明無機フィラーの平均粒径が前記暗色層の厚さに対して50%以上150%以下の大きさである、太陽電池用の裏面保護シート。 - 前記透明無機フィラーの屈折率と、前記樹脂成分の屈折率との差が0.20以下である、請求項1に記載の裏面保護シート。
- 前記透明無機フィラーが透明シリカである請求項1又は2に記載の裏面保護シート。
- 前記基材層は、750nm以上1500nm以下の近赤外線の反射率が50%以上である、請求項1から3のいずれかに記載の裏面保護シート。
- 前記暗色層が前記基材層の表面の一部に形成されていることにより連続的な繰り替えし模様を形成している請求項1から4のいずれかに記載の裏面保護シート。
- 請求項1から5のいずれかに記載の裏面保護シートが、他の樹脂基材に積層してなる太陽電池モジュールであって、
前記暗色層に含有されている透明無機フィラーの屈折率と、該暗色層の表面に積層されている前記樹脂基材の屈折率との差が、0.20以下である、太陽電池モジュール。
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