JP5900532B2 - 太陽電池のバックシート、太陽電池モジュール、及び、太陽電池パネル - Google Patents
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Description
さらに防湿性を要求される場合は、さらに水不透過性に優れたSi蒸着ポリエステルや、アルミニウムやステンレススチールなどの金属が使用されており、通常は10〜20μmの膜厚とされている。
また、硬化塗膜は硬化性官能基含有含フッ素ポリマー及びアクリルポリマーからなる塗料を硬化して得られるものであるため、太陽電池の封止材(例えば、エチルビニルアルコール樹脂等)との間で優れた密着性が得られる。更に、上記硬化塗膜を有することによって、良好な耐候性、電気絶縁性、難燃性も得られる。また、硬化塗膜を用いるものであるため、樹脂等からなるシートを基材シートに貼りつけた場合と比較して、軽量性にも優れる。
なお、ブロッキングとは、塗装製品を巻き取ったり積み重ねたりした場合に、接触面同士(塗装面と非塗装面、塗装面と別の塗装面等)が不必要に接着して剥離しにくくなったり、塗装面の塗膜が、該塗装面と接触している面に付着したりする現象をいう。
上記硬化性官能基含有含フッ素ポリマーは、含フッ素単量体に基づく重合単位と、水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体、アミノ基含有単量体、及び、シリコーン系ビニル単量体からなる群より選択される少なくとも1種の硬化性官能基含有単量体に基づく重合単位とを含むことが好ましい。また、上記硬化性官能基含有含フッ素ポリマーは、含フッ素単量体に基づく重合単位と、水酸基含有単量体及びカルボキシル基含有単量体からなる群より選択される少なくとも1種の硬化性官能基含有単量体に基づく重合単位とを含むことがより好ましい。
水酸基含有単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシ−2−メチルブチルビニルエーテル、5−ヒドロキシペンチルビニルエーテル、6−ヒドロキシヘキシルビニルエーテルなどの水酸基含有ビニルエーテル類;2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、4−ヒドロキシブチルアリルエーテル、グリセロールモノアリルエーテルなどの水酸基含有アリルエーテル類などがあげられる。これらのなかでも、重合反応性、官能基の硬化性が優れる点で、水酸基含有ビニルエーテル類が好ましく、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、及び、2ーヒドロキシエチルビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の単量体が特に好ましい。
カルボキシル基含有単量体としては、たとえば、式(II):
式(III):
CH2=CH(CH2)nO(R6OCO)mR7COOH (III)
(式中、R6およびR7は、同じかまたは異なり、いずれも飽和または不飽和の直鎖、分岐または環状のアルキレン基である。nは、0または1であり、mは、0または1である。)で表わされるカルボキシル基含有ビニルエーテル単量体からなる群より選択される少なくとも1種の単量体が好ましい。
アミノ基含有単量体としては、たとえばCH2=CH−O−(CH2)x−NH2(x=0〜10)で示されるアミノビニルエーテル類;CH2=CH−O−CO(CH2)x−NH2(x=1〜10)で示されるアリルアミン類;そのほかアミノメチルスチレン、ビニルアミン、アクリルアミド、ビニルアセトアミド、ビニルホルムアミドなどがあげられる。
シリル基含有単量体としては、例えば、シリコーン系ビニル単量体が挙げられる。シリコーン系ビニル単量体としては、たとえばCH2=CHCO2(CH2)3Si(OCH3)3、CH2=CHCO2(CH2)3Si(OC2H5)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(OCH3)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(OC2H5)3、CH2=CHCO2(CH2)3SiCH3(OC2H5)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC2H5(OCH3)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(CH3)2(OC2H5)、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(CH3)2OH、CH2=CH(CH2)3Si(OCOCH3)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC2H5(OCOCH3)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiCH3(N(CH3)COCH3)2、CH2=CHCO2(CH2)3SiCH3〔ON(CH3)C2H5〕2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC6H5〔ON(CH3)C2H5〕2などの(メタ)アクリル酸エステル類;CH2=CHSi[ON=C(CH3)(C2H5)]3、CH2=CHSi(OCH3)3、CH2=CHSi(OC2H5)3、CH2=CHSiCH3(OCH3)2、CH2=CHSi(OCOCH3)3、CH2=CHSi(CH3)2(OC2H5)、CH2=CHSi(CH3)2SiCH3(OCH3)2、CH2=CHSiC2H5(OCOCH3)2、CH2=CHSiCH3〔ON(CH3)C2H5〕2、ビニルトリクロロシランまたはこれらの部分加水分解物などのビニルシラン類;トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、トリエトキシシリルエチルビニルエーテル、トリメトキシシリルブチルビニルエーテル、メチルジメトキシシリルエチルビニルエーテル、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、トリエトキシシリルプロピルビニルエーテルなどのビニルエーテル類などが例示される。
カルボン酸ビニルエステルは、相溶性を改善する作用を有する。カルボン酸ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキシルカルボン酸ビニル、安息香酸ビニル、パラ−t−ブチル安息香酸ビニル等が挙げられる。
アルキルビニルエーテルとしては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等が挙げられる。
非フッ素化オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブテン等が挙げられる。
パーフルオロオレフィン系ポリマーは、パーフルオロオレフィン系ポリマーの全重合単位に対して、パーフルオロオレフィン単位が20〜49モル%であることが好ましい。より好ましい下限は30モル%であり、更に好ましい下限は40モル%である。より好ましい上限は47モル%である。具体例としては、テトラフルオロエチレン(TFE)の単独重合体、若しくは、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、これらの単量体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。
CTFE単位を主体とするCTFE系ポリマーに硬化性官能基を導入した硬化性官能基含有含フッ素ポリマーとしては、たとえばCTFE/ヒドロキシブチルビニルエーテル/他の単量体の共重合体などがあげられる。CTFE系ポリマーの硬化性ポリマー塗料としては、たとえば旭硝子(株)製のルミフロン(登録商標)、大日本インキ製造(株)製のフルオネート(登録商標)、セントラル硝子(株)製のセフラルコート(登録商標)、東亜合成(株)製のザフロン(登録商標)などが例示できる。
VdF単位を主体とするVdF系ポリマーに硬化性官能基を導入した硬化性官能基含有含フッ素ポリマーとしては、たとえばVdF/TFE/ヒドロキシブチルビニルエーテル/他の単量体の共重合体などがあげられる。
フルオロアルキル単位を主体とするフルオロアルキル基含有ポリマーに硬化性官能基を導入した硬化性官能基含有含フッ素ポリマーとしては、たとえばCF3CF2(CF2CF2)nCH2CH2OCOCH=CH2(n=3と4の混合物)/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ステアリルアクリレート共重合体などがあげられる。フルオロアルキル基含有ポリマーとしては、たとえばダイキン工業(株)製のユニダイン(登録商標)やエフトーン(登録商標)、デュポン社製のゾニール(登録商標)などが例示できる。
なお、「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」は、アクリル酸アルキルエステル、及び、メタクリル酸アルキルエステルを含むものである。
硬化性官能基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な単量体に基づく重合単位の含有量は、耐水性、溶剤溶解性、耐薬品性、耐候性、硬化性官能基含有含フッ素ポリマーとの相溶性、密着性が優れることから、50重量%以下が好ましく、より好ましくは40重量%以下である。また耐水性、耐薬品性、密着性、耐候性が優れる点から、2重量%以上が好ましく、より好ましくは4重量%以上である。
中でも、エステル類がより好ましく、酢酸ブチルが更に好ましい。
硬化剤は、硬化性官能基含有含フッ素ポリマー及びアクリルポリマー中の硬化性官能基1当量に対して、0.1〜5モル当量となるように添加することが好ましく、より好ましくは0.5〜1.5モル当量である。
顔料として具体的には、白色顔料である酸化チタン、炭酸カルシウムや、黒色顔料であるカーボンブラック、Cu−Cr−Mn合金等の複合金属類等の無機顔料;フタロシアニン系、キナクリドン系又はアゾ系等の有機顔料等が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
紫外線吸収剤としては、有機系、無機系のいずれの紫外線吸収剤も用いることができる。有機化合物系では、例えばサリチル酸エステル系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤等があげられ、無機系では酸化亜鉛、酸化セリウム等のフィラー型無機系紫外線吸収剤等が好ましい。
太陽電池モジュールのバックシートのコーティングに用いる場合、上記塗膜は水不透過性シート等の基材の片面又は両面に形成される。
本発明の塗料から得られる塗膜が基材の片面に形成され、かつ該基材の他方の面が非塗装面である場合には、該塗膜は、巻き取り工程において、基材の非塗装面と接触することになる。一方、上記塗膜が基材の片面に形成され、かつ該基材の他方の面に他の塗料からなる塗膜(後述する硬化性官能基を有しない含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜、ポリエステル塗料の塗膜、プライマー層等)や他のシートが設けられている場合には、本発明の塗料から得られる塗膜は、巻き取り工程において、基材上の他の塗料からなる塗膜や他のシートと接触することになる。また、本発明の塗料から得られる塗膜が基材の両面に形成されている場合には、該塗膜は、巻き取り工程において、基材の他方の面に形成された同じ種類の塗膜と接触することになる。
本発明の塗料から得られる塗膜は、これらのいずれの場合にも、接触する面に対して優れた耐ブロッキング性を発揮することができる。
本発明は、硬化性官能基含有含フッ素ポリマー及びアクリルポリマーからなる塗料の硬化塗膜とからなるシートが巻き取られた太陽電池モジュール用バックシートの巻物でもある。
硬化及び乾燥させた後、養生してもよく、養生は、通常、20〜300℃にて1分間〜3日間で完了する。
また、上記塗膜と封止材層との接着性をさらに向上させるために、上記塗膜に従来公知の表面処理を行ってもよい。表面処理としては、例えばコロナ放電処理、プラズマ放電処理、化成処理、ブラスト処理等が例示できる。
本発明の太陽電池パネルは、前記太陽電池モジュールを備えている。太陽電池パネルには、太陽電池モジュールが縦方向、横方向または放射状にマトリクス状に並べられた構成をとる他、その他公知の形態をとることができ、特に制限されるものではない。
JIS K5600−3−5に準じて行なった。50mm×100mmのPETフィルムに調製した塗料を塗装し、120℃で2分間、乾燥機(エスペック社製、SPHH−400)内で加熱乾燥した。その後、試験片を取り出して室温まで放冷した。ついで、試験片の塗装面と未塗装面が50mm×50mmの面積で重なるように、フィルム同士をガラスで挟み込んだ。そこへ20kgのおもりを乗せ、フィルム同士の接触面に0.08MPaの圧力が掛かるようにしたまま、40℃で24時間保持した。
評価基準は次のとおりである。
5:自然と離れる。
4:ごくわずかな力で2枚が離れる。
3:力を加えると剥がれ、塗膜の表面がわずかに乱れる。
2:力を加えると剥がれ、塗膜の表面が乱れる。
1:力を加えても剥がすことができない。
JIS C−2151に準じて、マイクロメーター(ミツトヨ社製)で測定した。
水酸基含有TFE系共重合体塗料(固形分65質量%、ダイキン工業(株)製のゼッフルGK570)485質量部に、白色顔料として酸化チタン(堺化学工業(株)製のD918)263質量部、酢酸ブチル167質量部、架橋性アクリルポリマー溶液(固形分:50質量%、三井化学(株)製のオレスター(登録商標)Q612)33質量部、及び、イソシアネート硬化剤(住化バイエル(株)製のN3300)を64質量部(硬化性TFE系共重合体及び架橋性アクリルポリマー中の硬化性官能基1当量に対して1.0当量に相当)配合して、硬化性塗料を調製した。
ついでこのバックシートA1を、40℃で48時間養生し、この塗膜面上にEVA樹脂シート(三井化学ファブロ(株)製のソーラーエバ。厚さ600μm)、さらにEVA樹脂シート上にガラス(3.2mm厚)を載せ、圧力100g/cm2にて150℃で圧着して3層構造のサンプルA1(図1に示す態様)を作製した。
架橋性アクリルポリマー溶液の種類、水酸基含有TFE系共重合体塗料と架橋性アクリルポリマー溶液との配合割合、及び、硬化剤の配合量を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同じ方法で硬化性塗料を調製した。その後、実施例1と同じ方法でバックシートを作製し、耐ブロッキング性を測定した。結果を表1に示す。また、ガラス/EVA/バックシート接着サンプルを作製した。
水酸基含有TFE系共重合体塗料(固形分65質量%、ダイキン工業(株)製のゼッフルGK570)485質量部に、白色顔料として酸化チタン(堺化学工業(株)製のD918)263質量部、酢酸ブチル167質量部、非架橋性アクリルポリマー溶液(三井化学(株)製のアルマテックス(登録商標)L1044P)37質量部、及び、イソシアネート硬化剤(住化バイエル(株)製のN3300)を62質量部(硬化性TFE系共重合体中の硬化性官能基1当量に対して1.0当量に相当)配合して、硬化性塗料を調製した。
また、ガラス/EVA/バックシート接着サンプルを作成した。
水酸基含有TFE系共重合体塗料と非架橋性アクリルポリマー溶液との配合割合、及び、硬化剤の配合量を下記表2に示すように変更したこと以外は、実施例9と同じ方法で硬化性塗料を調製した。その後、実施例9と同じ方法でバックシートを作製し、耐ブロッキング性を測定した。結果を表2に示す。また、ガラス/EVA/バックシート接着サンプルを作製した。
GK570:ダイキン工業(株)製の水酸基含有TFE系共重合体塗料、ゼッフルGK570
Q612:三井化学(株)製の架橋性アクリルポリマー溶液、オレスターQ612
Q723:三井化学(株)製の架橋性アクリルポリマー溶液、オレスターQ723
D918:堺化学工業(株)製の白色顔料、D918
N3300:住化バイエル(株)製のイソシアネート硬化剤、N3300
L1044P:三井化学(株)製の非架橋性アクリルポリマー溶液、アルマテックスL1044P
2 封止材層
3 表面層
4 耐侯性バックシート
5 基材シート
6 硬化塗膜
7 シートまたは塗膜
8、9 樹脂シート
10 バックシート
15 片面
16 他方の面
17 シートまたは塗膜
Claims (8)
- 基材シートと、硬化性官能基含有含フッ素ポリマー及びアクリルポリマーからなる塗料から形成された硬化塗膜とからなり、
アクリルポリマーは、(ii)側鎖および/または主鎖末端に硬化性官能基を有し、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチルアクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、及び、シクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく重合単位からなる共重合体(アクリルポリマー(ii))であり、かつ、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく重合単位の含有量が80重量%以下であり、
前記塗料は、硬化性官能基含有含フッ素ポリマー及びアクリルポリマーの合計量に対して、アクリルポリマーが1〜60質量%である
ことを特徴とする太陽電池モジュールのバックシート。 - アクリルポリマー(ii)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく重合単位、及び、硬化性官能基を有する、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な単量体に基づく重合単位からなり、前記共重合可能な単量体に基づく重合単位が全重合単位に対して40重量%以下である請求項1記載の太陽電池モジュールのバックシート。
- アクリルポリマー(ii)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく重合単位、及び、硬化性官能基を有する、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な単量体に基づく重合単位からなり、前記共重合可能な単量体に基づく重合単位が全重合単位に対して2重量%以上である請求項1又は2記載の太陽電池モジュールのバックシート。
- アクリルポリマーの数平均分子量は、1000〜100000である請求項1、2又は3記載の太陽電池モジュールのバックシート。
- 硬化性官能基含有含フッ素ポリマーにおける硬化性官能基は、水酸基(但し、カルボキシル基に含まれる水酸基は除く。)、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基、及び、シリル基からなる群より選択される少なくとも1種の基である請求項1、2、3又は4記載の太陽電池モジュールのバックシート。
- 基材シートは、ポリエステルからなるシートである請求項1、2、3、4又は5記載の太陽電池モジュールのバックシート。
- 太陽電池セルを内部に封止している封止材層と請求項1、2、3、4、5又は6記載のバックシートとを備える太陽電池モジュール。
- 請求項1、2、3、4、5又は6記載のバックシートを備える太陽電池パネル。
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Applications Claiming Priority (3)
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JP2011274918 | 2011-12-15 | ||
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Related Parent Applications (1)
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