JP2002134770A

JP2002134770A - 太陽電池用裏面保護シート

Info

Publication number: JP2002134770A
Application number: JP2000322490A
Authority: JP
Inventors: Ikuno Shino; 郁乃示野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池用裏面保護シートとして、耐熱性、耐
候性、防湿性その他の要求される諸機能を有し、かつ、
ポリエステル樹脂からなる安価な耐熱、耐候性プラスチ
ックフイルムを積層した構成の積層体を提供することに
ある。【解決手段】固有粘度が０．６（ｄｌ／ｇ）以上で、か
つ、環状三量体含有量が０．５重量％以下のポリエステ
ル樹脂からなる耐熱、耐候性プラスチックフイルムが、
金属箔をその両面からサンドイッチした構成であること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長期間にわたる過
酷な自然環境に耐え得る耐熱性、耐候性、防湿性、その
他の諸特性に優れ、かつ、安価な太陽電池用裏面保護シ
ートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化問題に対する内外各方
面の関心が高まる中、二酸化炭素の排出抑制のために、
種々努力が続けられている。化石燃料の消費量の増大
は、大気中の二酸化炭素の増加をもたらし、その温室効
果により地球の気温が上昇し、地球環境に重大な影響を
及ぼす。化石燃料に代替えするエネルギーとしては、い
ろいろ検討されているが、クリーンなエネルギー源であ
る太陽光発電に対する期待が高まっている。太陽電池は
太陽光のエネルギーを直接電気に換える太陽光発電シス
テムの心臓部を構成するものであり、半導体からできて
いる。その構造としては、太陽電池素子単体をそのまま
の状態で使用することはなく、一般的に数枚〜数十枚の
太陽電池素子を直列、並列に配線し、長期間（約２０
年）に亘って素子を保護するため種々パーケージングが
行われ、ユニット化されている。このパッケージに組み
込まれたユニットを太陽電池モジュールと呼び、一般的
に太陽光が当たる面をガラスで覆い、熱可塑性プラスチ
ックからなる充填材で間隙を埋め、裏面を耐熱、耐候性
プラスチック材料などのシートで保護された構成になっ
ている。

【０００３】これらの太陽電池モジュールは、屋外で使
用されるため、その構成、材質構造などにおいて、十分
な耐久性、耐候性が要求される。特に、裏面保護シート
は耐候性と共に水蒸気透過率の小さいことが要求され
る。これは水分の透過により充填材が剥離、変色した
り、配線の腐蝕を起こした場合、モジュールの出力その
ものに影響を及ぼす恐れがあるためである。

【０００４】従来より、この太陽電池用裏面保護シート
としては、ポリフッ化ビニルフイルム（商品名：テドラ
ー）でアルミニウム箔をサンドイッチした積層構造の裏
面保護シートが多く用いられていた。しかし、このポリ
フッ化ビニルフイルムは機械的強度も低く、太陽電池モ
ジュール作成時に加えられる１４０℃〜１５０℃の熱プ
レスの熱により軟化し、太陽電池素子電極部の突起物が
充填材層を貫通し、さらに裏面保護シートを構成する内
面のポリフッ化ビニルフイルムを貫通し、裏面保護シー
ト中の金属箔に接触することにより、太陽電池素子と金
属箔が短絡して電池性能に悪影響を及ぼすという欠点が
あったと同時に高価であり、太陽電池モジュールの低価
格化の点で一つの障害となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの欠点及び障害
を改善するために、例えばアクリルフイルム、塩化ビニ
ルフイルム、汎用のポリエステルフイルム、ポリカーボ
ネートフイルム、ポリフッ化ビニリデンフイルムその他
の種々の代替えフイルムを積層した太陽電池用裏面保護
シートが検討されてきたが、耐熱性、耐候性、防湿性等
の諸機能を有し、かつ、安価な太陽電池用裏面保護シー
トはまだ提供されていない。

【０００６】そこで本発明の課題は、太陽電池用裏面保
護シートとして、耐熱性、耐候性、防湿性その他の要求
される諸機能を有し、かつ、ポリエステル樹脂からなる
安価な耐熱、耐候性プラスチックフイルムを積層した構
成の積層体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
発明は、固有粘度が０．６（ｄｌ／ｇ）以上で、かつ、
環状三量体含有量が０．５重量％以下のポリエステル樹
脂からなる耐熱、耐候性プラスチックフイルムを積層し
た積層体からなることを特徴とする太陽電池用裏面保護
シートである。

【０００８】次に、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明において、前記ポリエステル樹脂からなる
耐熱、耐候性プラスチックフイルムが、金属箔をその両
面からサンドイッチした構成の積層体からなることを特
徴とする太陽電池用裏面保護シートである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、太陽電池用裏面保護シートと
して、固有粘度が０．６（ｄｌ／ｇ）以上で、かつ、環
状三量体含有量が０．５重量％以下のポリエステル樹脂
からなる耐熱、耐候性プラスチックフイルムで、両側か
ら金属箔をサンドイッチしている為、安価で、かつ、長
期間の屋外使用に耐え得る諸機能を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の太陽電池用裏面保護シー
トを、実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の太陽電池用裏面保護シート
１０の一実施の形態を示す側断面図であり、シートの厚
み方向に順に、耐熱、耐候性プラスチックフイルム１、
接着剤層４、金属箔２、接着剤層５、耐熱、耐候性プラ
スチックフイルム３が積層されている。

【００１２】本発明の太陽電池用裏面保護シート１０
は、耐熱、耐候性プラスチックフイルム１及び３で、接
着剤層４及び５を介して、両側から金属箔２をサンドイ
ッチした構成になっているので、外部からの機械的圧
力、衝撃などにより金属箔２にピンホールが発生するこ
とがなく、かつ、太陽電池モジュール製造時の熱プレス
工程の際に加えられる熱により、溶融したり劣化したり
することがなく、しかも、太陽電池として実際に使用さ
れる長期間の屋外暴露においても太陽光、降雨等により
劣化しない。本発明の太陽電池用裏面保護シート１０に
使用される耐熱、耐候性プラスチックフイルム１及び３
は、特に熱プレスの際、通常１５０℃程度の熱が加えら
れるので、１５０℃以下の温度では溶融軟化しない樹脂
フイルムである必要がある。また、従来使用されていた
白色ポリフッ化ビニルフイルムより高い耐熱性と強度を
有し、長期間での屋外使用に耐える耐候性を有し、か
つ、より安価なものである必要がある。

【００１３】本発明の太陽電池用裏面保護シート１０に
使用するフイルムとしては、固相重合法で重合された、
固有粘度が０．６（ｄｌ／ｇ）以上で、かつ、環状三量
体含有量が０．５重量％以下のポリエステル樹脂からな
る耐熱、耐候性プラスチックフイルムである必要があ
る。環状三量体を多く含むポリマーは、高温高湿時の加
水分解が促進され易い。環状三量体含有量を０．５重量
％以下にすることにより、高温高湿時の加水分解を抑え
ることが出来るので、耐熱、耐候性に優れたフイルムが
得られる。一般的に使用されるポリエステル樹脂フイル
ムは、環状三量体含有量が０．５重量％を超えるので、
屋外などでの長期暴露により機械的強度も劣化し、加水
分解して亀裂などが生じ好ましくない。

【００１４】なお、ポリエステル樹脂としては、ポレエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレー
ト、ポリエチレンイソフタレート若しくはこれらの二種
以上からなる共重合ポリエステルなどのいずれを用いて
も良い。

【００１５】上記環状三量体含有量の測定方法は、ポリ
マー１００ｍｇをオルトクロロフェノール２ｍｌに溶解
し、液体クロマトグラフィーにて測定し、ポリマーに対
する重量％を測定する方法で求める。

【００１６】また、この太陽電池用裏面保護シート１０
に使用する耐熱、耐候性プラスチックフイルム１及び３
は、透明なものでも良いが、紫外線をフイルム表面で乱
反射し、フイルム内部への紫外線の透過を防止し、素子
の発電能力を増すことが出来るように、ポリエステル樹
脂１００重量部に対し酸化チタン等の白色顔料を５〜２
０重量部の割合で練り込んだ白色ポリエステフイルムを
使用することが好ましい。その厚さは２０μｍ〜２００
μｍの範囲であり、より好ましくは３０μｍ〜５０μｍ
である。

【００１７】また、この太陽電池用裏面保護シート１０
に使用する耐熱、耐候性プラスチックフイルム１及び３
には、必要に応じて難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、帯電防止剤などを配合しても良い。

【００１８】さらに、前述の耐熱、耐候性プラスチック
フイルム１及び３は、太陽電池モジュール作成工程の熱
プレスの際に、太陽電池用裏面保護シート１０が反り返
り、作業性に悪影響を及ぼさないように、同一タイプの
耐熱、耐候性プラスチックフイルムを使用することがよ
り好ましい。

【００１９】また、前記金属箔２はアルミニウム箔、亜
鉛メッキ鉄箔、錫メッキ鉄箔などを使用できるが、コス
ト面等からアルミニウム箔が好ましい。又、その厚さは
ピンホ−ルなどの発生を防ぐ上で２０μｍ以上が好まし
い。

【００２０】積層方法はドライラミネート法などの公知
の方法で積層することが出来る。接着剤層４及び５に使
用する接着剤は、耐熱、耐候性プラスチックフイルム１
及び３と金属箔２の接着強度が長期間の屋外使用で劣化
し、デラミネーションなどを生じないこと、さらに接着
剤が黄変しないことなどが必要であり、ウレタン系接着
剤などが使用できる。

【００２１】次に、本発明の太陽電池用裏面保護シート
１０を使用して、太陽電池モジュールを作成した一例の
概略側断面図を図２に示す。厚み方向に順に、上部透明
材料４０、充填材３０、太陽電池素子２０、配線２１、
太陽電池用裏面保護シート１０、枠体５０で形成されて
いる。

【００２２】上部透明材料４０としては、光線透過率が
良いこと、長期（約２０年）にわたり優れた耐候性を持
ち、光線透過率の減少が少ないこと、埃などが付着しに
くいこと、傷が付きにくいこと及び水蒸気透過率が極め
て少ないこと等の諸機能を有する必要があり、ガラス、
アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹
脂、フッ素系樹脂などが使用される。

【００２３】充填材３０としては、太陽光線の透過率が
高いこと、長期の屋外放置などにより、光線透過率に低
下などの物性変化がないこと、絶縁耐性が高く、他の材
料を腐食しないこと及び急激な外気条件の変化などによ
る樹脂の亀裂、界面剥離などが発生しないこと等の諸機
能を有する必要があり、ポリビニルブチラール樹脂、シ
リコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エ
チレンー酢酸ビニル共重合体樹脂などが使用出来る。

【００２４】太陽電池用裏面保護シート１０としては、
一般的には、絶縁性、モジュール製造工程での耐熱性
（１５０℃以上）があること、水蒸気透過率が極めて少
ないこと、長期の屋外放置などに耐える耐候性を有する
こと等の諸機能を有すると同時に低価格であることなど
が要求される。

【００２５】枠体としては、一般的にはアルミニウム型
材が使用される。

【００２６】

【実施例】次に、本発明の太陽電池用裏面保護シート１
０及びこの保護シートを使用して作成した太陽電池モジ
ュール６０を、以下に具体的な実施例に従って説明する
が、本発明がこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００２７】＜実施例１＞図１の構成の耐熱、耐候性プ
ラスチックフイルム層１として、固有粘度が０．６７
（ｄｌ／ｇ）で、かつ、環状三量体含有量が０．５重量
％以下のポリエステル脂から製造された厚さ５０μｍの
耐熱、耐候性白色ポリエステル樹脂フイルムの片面にド
ライラミネート機により、固形分３０重量％の武田薬品
工業（株）製ポリウレタン系接着剤（主剤タケラックＡ
５１５／硬化剤タケネートＡ５０＝１０／１溶液）を塗
布量４．０ｇ／ｍ²（乾燥状態）塗布し、その上に金属
箔層２として厚さ２５μｍのアルミニウム箔を貼り合わ
せ、しかる後そのアルミニウム箔面に、前述と同一の接
着剤を４．０ｇ／ｍ²（乾燥状態）塗布し、耐熱、耐候
性プラスチックフイルム３として、固有粘度が０．６７
で、かつ、環状三量体含有量が０．５重量％以下のポリ
エステル樹脂から作成された厚さ５０μｍの耐熱、耐候
性白色ポリエステル樹脂フイルムを貼り合わせ、本発明
の太陽電池用裏面保護シート１０を作成した。続いて、
前もって配線接続した太陽電池素子２０を充填材シート
３０（１００μｍのエチレンー酢酸ビニルシート）を敷
いた上部透明材料４０（ガラス板）の上に置き、その上
から同材質の、もう一枚の充填材シートをかぶせ、その
上に本発明の太陽電池用裏面保護シート１０をかぶせ、
減圧下で全体を１５０℃、２０分間熱プレスして太陽電
池用裏面保護シート１０を融着一体化させ、端部をアル
ミニウムなどの枠体で固定し、図２の構成の太陽電池モ
ジュール６０を作成した。

【００２８】＜実施例２＞実施例１において、図１の構
成の耐熱、耐候性プラスチックフイルム層１として、固
有粘度が０．６７で、かつ、環状三量体含有量が０．５
重量％以下の樹脂から作成された、白色顔料未添加の厚
さ５０μｍの透明ポリエステル樹脂フイルムを使用した
以外は、同様にして本発明の太陽電池用裏面保護シート
１０を作成及びそのシートを使用した太陽電池モジュー
ル６０を作成した。

【００２９】＜比較例１＞実施例１において、図１の構
成の耐熱、耐候性プラスチックフイルム層１及び３とし
て、厚さ３８μｍの白色ポリフッ化ビニルフイルムを使
用した以外は、同様にして比較用の太陽電池用裏面保護
シート及びそのシートを使用した太陽電池モジュールを
作成した。

【００３０】＜比較例２＞実施例１において、図１の構
成の耐熱、耐候性プラスチックフイルム層１及び３とし
て、固有粘度が０．６（ｄｌ／ｇ）未満で、かつ、環状
三量体含有量が０．５重量％を超える樹脂から作成され
た、厚さ５０μｍの白色ポリエステル樹脂フイルムを使
用した以外は，同様にして比較用の太陽電池用裏面保護
シート及びそのシートを使用した太陽電池モジュールを
作成した。

【００３１】＜評価＞実施例１〜２及び比較例１〜２で
作成した太陽電池モジュールを用いて、ＪＩＳ−Ｃ８９
１３にもとづいた短絡電流、開放電圧、最大出力等の電
池特性及び高温高湿（８５℃、９５％ＲＨ）暴露試験を
実施し、評価した。結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から実施例１〜２及び比較例１〜２の
太陽電池モジュールは高温高湿暴露試験１０００時間で
は電池特性、外観状態において有意差は認められない
が、暴露試験２０００時間になると比較例２の太陽電池
モジュールの裏面保護シートに使用されているポリエス
テル樹脂フイルムに亀裂が発生し、劣化しており、当然
電池特性も低下している。比較例１の太陽電池モジュー
ルは実施例１〜２と同様に長時間での暴露試験でも電池
特性及び外観とも異常はない。しかし、比較例１に使用
されている太陽電池用裏面保護シートはコストが高く、
太陽電池モジュールの低価格化の弊害になっている。実
施例１〜２に使用されている太陽電池用裏面保護シート
は、長時間での高温高湿暴露試験後も電池特性、外観と
もに異常が無く、かつ、価格も比較例１の太陽電池用裏
面保護シートに比べ約１／３位で低価格であるので、太
陽電池モジュールの低価格化の為に使用出来る。

【００３４】

【発明の効果】本発明の太陽電池用裏面保護シートは、
固有粘度が０．６（ｄｌ／ｇ）以上で、かつ、環状三量
体含有量が０．５重量％以下のポリエステル樹脂からな
る耐熱、耐候性プラスチックフイルムにより、両側から
金属箔をサンドイッチした構成の積層体になっているの
で、太陽電池モジュール製造時の熱などによる破れもな
く、長期間（約２０年）の屋外使用での諸機能の劣化も
なく、かつ、従来の裏面保護シートに比べ低価格である
ため太陽電池モジュールの品質安定化、低コスト化が可
能などの利点が得られ、太陽光発電に関連する産業分野
において多大な価値を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池用裏面保護シートの側断面図
である。

【図２】本発明の太陽電池用裏面保護シートを使用した
太陽電池モジュールの模式側断面図である。

【符号の説明】

１…耐熱、耐候性プラスチックフイルム２…金属箔
３…耐熱、耐候性プラスチックフイルム４…接
着剤５…接着剤１０…太陽電池用裏面保護シー
ト２０…太陽電池素子２１…配線３０…充
填材４０…上部透明材料５０…枠体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固有粘度が０．６（ｄｌ／ｇ）以上で、か
つ、環状三量体含有量が０．５重量％以下のポリエステ
ル樹脂からなる耐熱、耐候性プラスチックフイルムを積
層した積層体からなることを特徴とする太陽電池用裏面
保護シート。
【請求項２】前記ポリエステル樹脂からなる耐熱、耐候
性プラスチックフイルムが、金属箔をその両面からサン
ドイッチした構成の積層体からなることを特徴とする請
求項１記載の太陽電池用裏面保護シート。