JP2016072540A - 裏面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】密着性及び密着耐久性の高い太陽電池モジュール用裏面保護シートであって、太陽光発電変換効率の向上に十分に寄与することができる優れた太陽電池モジュール用裏面保護シートを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール用裏面保護シートにおいて、裏面保護シートの基材層上に形成するポリプロピレン樹脂系の密着強化層を、コア層とスキン層とを含む多層構成とし、スキン層については、所定の融点範囲のエチレンユニットを含むポリプロピレン（ＰＰ）を一定の割合で用いたものとするとともに、コア層において融点１６０℃以上のポリプロピレン樹脂の含有量を８０％以上とし、コア層の受光面側の表面には、複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造とする。【選択図】図２

Description

本発明は、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た太陽電池モジュールに関する。更に詳しくは、表面にプリズム構造を有することにより、太陽電池モジュールの発電効率向上に寄与することができる裏面保護シートに関する。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、透明前面基板、前面封止材、太陽電池素子、背面封止材及び裏面保護シートが順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。

太陽電池モジュール用裏面保護シートには、太陽電池モジュールを構成する部材として水分（水蒸気）の背面封止材への侵入を防止するという役割が求められる。そのような太陽電池モジュール用裏面保護シートとして、例えばポリエチレン系や、フッ素系等の樹脂フィルムが用いられている。なかでも、安価で加工性に優れ、又、燃焼した際に有毒ガスが出ないことから、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを利用した裏面保護シートが特に広く用いられている。

又、太陽電池モジュール用封止材としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）やポリオレフィン系樹脂等が用いられている。太陽電池モジュール用の裏面保護シートには、これらの封止材との間における高い密着性が求められる。

封止材との密着性を高めた裏面保護シートとして、安価で加工性に優れるＰＥＴ等からなる基材層に、封止材との間の密着性を向上させるための層（以下、「密着強化層」とも言う）として、耐加水分解性に優れ、且つ、熱融着性を示すポリプロピレン樹脂を最外層に配置した裏面保護シート（特許文献１、２参照）が開示されている。密着強化層をポリプロピレン樹脂で構成した裏面保護シートは、例えば、作業工程において枚葉状態とした場合等における裏面保護シートのカール変形も抑制することができ、作業工程におけるハンドリング性の観点からも好ましいものである。

一方で、表面に光反射性を持たせることにより、太陽電池モジュールの発電効率を上昇させることのできる裏面保護シートも開発されている。例えば、裏面カバー部材を凹凸形状にし、白色顔料を混入させ、入射した光の反射効果を高めることで発電効率を向上させた太陽電池モジュールが提案されている（特許文献３）。

ここで、表面に凹凸形状を有する裏面保護シートである場合には、太陽電池モジュールの一体化工程における加熱圧着処理時に、凹凸形状を保持しうるに足る耐熱性も要求される。

つまり、太陽電池用の裏面保護シートには、太陽電池モジュールの発電効率向上に寄与しうる光反射機能と、封止材等との間における密着性と、を兼ね備えるものであることが求められる。しかしながら、このような特性を両立する太陽電池モジュール用の裏面保護シートは未だに開発がされていないというのが現状である。

特開２００７−１５００８４号公報 特開２００７−１９０５９号公報 特開平１０−２８４７４７号公報

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールの発電効率向上に寄与しうる光反射機能と、封止材等との間における密着性を兼ね備える太陽電池モジュール用の裏面保護シートを提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、太陽電池モジュール用の裏面保護シートにおいて、裏面保護シートの基材層上に形成するポリプロピレン樹脂系の密着強化層を、コア層とスキン層とを含む多層構成とし、スキン層については、所定の融点範囲のエチレンユニットを含むポリプロピレン（ＰＰ）を一定の割合で用いたものとするとともに、コア層において融点を１６０℃以上としコア層の受光面側の表面にプリズム構造を形成することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。

（１） 太陽電池モジュール用の裏面保護シートであって、基材層と、前記裏面保護シートの最外層に配置されて封止材との密着を強化する密着強化層と、を有し、前記密着強化層は、前記裏面保護シートの最表面に露出するスキン層と、コア層と、を含んでなり、前記スキン層は、エチレンユニットを含有するポリプロピレン樹脂を５０質量％以上含有し、前記スキン層中の前記エチレンユニットの含有量が前記スキン層の全ポリプロピレン樹脂成分中の２．０質量％以上１０．０質量％以下であり、前記コア層は、融点１６０℃以上のポリプロピレン樹脂と、白色顔料とを含有し、該ポリプロピレン樹脂の含有量が前記コア層の全樹脂成分中の８０質量％以上であり、前記コア層の受光面側の表面には、複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造が形成されている裏面保護シート。

（２） 前記微細凸部の垂直断面の形状が三角形であり、該凸部の頂角の角度が平均９０°以上である（１）に記載の裏面保護シート。

（３） 前記密着強化層は、前記コア層と前記基材層の間に、第２のスキン層が配置されている（１）又は（２）に記載の裏面保護シート。

（４） （１）から（３）のいずれかに記載の裏面保護シートを用い、前記密着強化層に密着する封止材が熱架橋性樹脂からなる太陽電池モジュール。

（５） （１）から（３）のいずれかに記載の裏面保護シートと、その他の太陽電池モジュール構成部材とを、加熱圧着処理により積層一体化する一体化工程を備え、前記一体化工程における加熱圧着処理を１１０℃以上１６０℃以下で行う太陽電池モジュールの製造方法。

本発明によれば、太陽電池モジュール用裏面保護シートの基材層上に形成する密着強化層を、多層構成とし、スキン層を、所定範囲の融点のエチレンユニットを含有するポリプロピレン樹脂によって成形し、コア層の受光面側の表面にプリズム構造を形成することで、太陽電池モジュールの発電効率向上に寄与しうる光反射機能と、封止材等との間における密着性を兼ね備える太陽電池モジュール用の裏面保護シートを提供することができる。

本発明の太陽電池モジュールの層構成の一例を示す断面の模式図である。 本発明の太陽電池モジュール用の裏面保護シートの第一実施形態の層構成の一例を示す断面の模式図である。 本発明の太陽電池モジュール用の裏面保護シートの第二実施形態の層構成の一例を示す断面の模式図である。

以下、本発明の太陽電池モジュール用の裏面保護シート（以下、単に「裏面保護シート」とも言う）及びそれを用いた太陽電池モジュールの詳細について説明する。本発明は以下に記載される実施形態に限定されるものではない。

＜太陽電池モジュールの基本構成＞
先ず、本実施形態の太陽電池モジュール用の裏面保護シートを用いた太陽電池モジュールの基本構成について図１を用いて説明する。太陽電池モジュール１は、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、そして、本発明に係る裏面保護シート６が順に積層された構成となっている。

透明前面基板２は、一般にガラス製の基板である。透明前面基板２は、又、太陽電池モジュール１の耐候性、耐衝撃性、耐久性を維持しつつ、且つ、太陽光線を高い透過率で透過させるものであればその他の部材であってもよい。

前面封止材層３、背面封止材層５からなる封止材層は、太陽電池モジュール１内において、太陽電池素子４の位置を固定し、又、外部からの衝撃を緩和するために配置される樹脂基材等からなる層である。封止材層を形成する樹脂基材としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂等を適宜用いることができるが、本実施形態においては、熱架橋性樹脂を用いることが好ましい。ここで熱架橋性樹脂とは、熱硬化性樹脂や架橋剤等を混入した樹脂のような加熱することで架橋する樹脂をいう。

本発明は、裏面保護シートの密着強化層におけるコア層の受光面側の表面の構造が複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造となっている。そのため、封止材層を形成する樹脂として熱架橋性樹脂を用いることで、太陽電池モジュールを加熱圧着処理により積層一体化する工程に際し、加熱により封止材が軟化して、また圧着によりコア層の微細凸部に追従して封止材が微細凸部状に変形する。その後、微細凸部状に変形した封止材が架橋されることで硬化するため、背面封止材層５がコア層の受光面側の表面の構造に追従するようになり特に好ましい。熱架橋性樹脂の中でも、裏面保護シートとの密着性に優れるエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）を用いるのが好ましい。なお受光面側とは、裏面保護シートを太陽電池モジュールとして積層したときの太陽電池モジュールの受光面側をいう。

尚、裏面保護シート６は、架橋処理を施した樹脂との間の密着性に特に優れるものである。上記の材料樹脂のうち、ＥＶＡについては、一般にモジュール化の際に架橋処理を施すことが必須となっている。又、ポリオレフィン系の樹脂については、適量の架橋剤を添加してモジュール化時に熱架橋するタイプの低密度ポリエチレン樹脂を好ましく用いることができる。

太陽電池素子４は、従来公知の太陽電池素子を広く用いることができる。図１では、太陽電池素子４が、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製する結晶シリコン太陽電池である場合を示しているが、この他、アモルファスシリコンや微結晶シリコンを透明前面基板２上に１μｍ程度若しくはそれ以下の極薄のシリコン膜を形成して作成する薄膜系太陽電池素子であってもよい。本発明の裏面保護シート６は、薄膜系の太陽電池素子を搭載した太陽電池モジュールにも好ましく用いることができる。

裏面保護シート６は、太陽電池モジュール１の最外層に配置されるものであるため、高い耐候性を備え、且つ、上述した背面封止材層５との間における高い密着性を備えるものであることが求められる。裏面保護シート６はそのような太陽電池モジュールとしての使用時における物性面での要請を満たしながら、且つ、太陽モジュールの発電効率の向上に寄与しうるものである。裏面保護シート６の詳細については別途後述する。

＜裏面保護シート＞
図２に示すように、裏面保護シート６は、少なくとも基材層６１と密着強化層６２とを備える多層構造の積層体である。

密着強化層６２は、基材層６１の一の表面上に、又、耐候層は、必要に応じて、基材層６１の他の表面上に配置されている。又、太陽電池モジュール１において、密着強化層６２と背面封止材層５とが互いに密着する面となるように裏面保護シート６は配置される。

［密着強化層］
密着強化層６２は、裏面保護シート６の一方の最外層に配置される層であり、太陽電池モジュール１において、背面封止材層５との間の密着面となり、裏面保護シート６と背面封止材層５との間の密着性を向上させる機能を備える層である。一般に背面封止材層５は、エチレン−酢酸ビニルアルコール共重合体樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、又はポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂からなる。密着強化層６２は、裏面保護シート６と、特にこれらの樹脂からなる背面封止材層５との間に高い密着性を備えさせるものである。

更に、裏面保護シート６は、太陽電池モジュールと一体化されて使用される場合における密着性の要求を満たしたものでありながら、裏面保護シート６に入射した光を拡散反射することができるものであることを特徴とする。太陽光は、経時に入射角度が変化するので、その表面が鏡面態様であって太陽光を正反射する裏面保護シートよりも、太陽光を拡散反射することのできるプリズム構造を有する裏面保護シート６の方が、入射角度が変化することによる発電効率の変化を小さくして、例えば同気象条件における一日当りの総発電量を増やすことができる。

裏面保護シート６は、融点１６０℃以上のポリプロピレン樹脂を８０質量％含むコア層の受光面側の表面全体の構造を複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造にする。図２に示すように、融点１６０℃以上のポリプロピレン樹脂を８０質量％含むコア層６２１の受光面側の表面の構造が複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造とすることで、コア層６２１自体はラミネートによって軟化しにくく受光面側の表面全体の形状を維持することができる。そのため、ラミネート温度を、好ましくは１１０℃以上１６０℃以下の範囲内、より好ましくは１３５℃以上１５５℃以下の範囲内とすることで、融点１６０℃以上のポリプロピレン樹脂を８０質量％以上含有するコア層の微細凸部が、ラミネート前後においてその構造を維持することができるようになるため好ましい。

裏面保護シートの最表面に露出するスキン層には、融点１１０℃以上１５０℃以下、好ましくは１２０℃以上１４０℃以下のポリプロピレン樹脂を５０質量％以上含有することが好ましい。そのため、加熱圧着処理時のラミネート時には、スキン層６２２ａはコア層６２１と比べると著しく軟化する。そして、加熱圧着処理後は、図２に示すようにスキン層の受光面側の表面は、コア層の受光面側の表面に追随して複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造となる。

コア層６２１の受光面側の表面全体の構造が複数の微細凸部６２３が隣接してなるプリズム構造であることで、スキン層６２２ａと背面封止材層５の界面もコア層６２１の受光面側の表面全体の形状同様にプリズム構造とすることができる。

裏面保護シートの最表面に露出するスキン層６２２ａと背面封止材層５の界面の構造が複数の微細凸部６２３が隣接してなるプリズム構造となることで、反射面が平面である場合に比べ、より反射角度を錯乱させて、光を拡散反射させることができる。また、コア層６２１には白色顔料が包含する。白色顔料が含まれることにより、意匠面での要請に応えることができるとともに、太陽光線の光を散乱することができる。そのため、本実施形態の裏面保護シートは、入射角度の変化による発電効率への影響が小さい優れた裏面保護シートである。なお、白色顔料含有量は、コア層の全成分中の２０質量％以上３０質量％以下にすることが好ましい。２０質量％以上とすることで、光を十分に散乱するようになるため好ましく、３０質量％以下とすることで、コア層を押出し成形する際の良好な押出し性を有する等、その成形性が向上するため好ましい。

ここで、裏面保護シート１においては、微細凸部６２３の垂直断面の形状が三角形であり、その頂角６２４の角度が、平均９０°以上であることが好ましく、平均１１０°以上であることがより好ましい。このような角度にすることで、背面封止材層５との好ましい密着性を得ることができる。また、コア層６２１の受光面側の表面全体が複数の微細凸部６２３が隣接してなるプリズム構造であることが光の散乱をより大きくするうえで、好ましい。又、同一形状の微細凸部６２３が全面に形成されていることが、生産性の観点からも好ましい。

なお、コア層の受光面側の表面は、垂直断面の形状が三角形である複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造の他、例えば、ピラミッド構造のように微細凸部が四角錐状の形状であってもプリズム構造と同様に反射角度を錯乱させて、光を拡散反射させることができる。

また、図２に示す通り、密着強化層６２は、コア層６２１と、コア層６２１の表面に積層され、最外層に露出するスキン層６２２とを含む二以上の層からなる層である。密着強化層６２を構成するコア層６２１とスキン層６２２は、いずれも、ポリプロピレン（ＰＰ）系の樹脂を主たる成分とする。これにより、裏面保護シート６に適切な剛性を付与することができる。

密着強化層６２の厚さは、裏面保護シート６に要求される厚さを考慮して適宜決定すればよい。一例として、密着強化層６２の厚さとして３μｍ以上２００μｍ以下が挙げられ特に限定されない。密着強化層６２の厚さが３μｍ以上であることにより、裏面保護シート６に背面封止材層５との間の十分な密着性を付与することができる。

密着強化層は、例えば、図３に示すように、スキン層６２２ａ、コア層６２１、第２のスキン層６２２ｂが、順次積層された３層構造からなる密着強化層６２のような構成であってもよい。このような構成によっても、封止材との密着性を充分に高めた裏面保護シート６とすることができる。尚、このように対称的な層構成とすることによって裏面保護シートの生産効率を高められるというメリットもあり、又、製造過程におけるカール変形を抑制できる。なお、第２のスキン層とは、コア層と基材層との間に配置される層である。

密着強化層６２は、コア層６２１とスキン層６２２を積層してなる多層構造を有するが、裏面保護シートに適切な剛性を付与するために、例えば密着強化層を剛性に優れる単一のポリプロピレン樹脂のみによって構成すると、裏面保護シートと封止材との間の密着性が剛性の拡大に反比例して低下してしまう傾向にある。そこで本発明の裏面保護シート６においては、密着強化層６２を構成するコア層６２１とスキン層６２２とで、エチレン含有率の異なるポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を材料樹脂として層毎に使い分けそれぞれの組成を最適化している。これにより、裏面保護シート６は、従来トレードオフの関係にあった密着性と裏面保護シート６に適切な剛性とを、いずれも好ましい範囲へと向上させている。

＜コア層＞
コア層６２１は、反射角度を変化させ、光を散乱させる機能の他、密着強化層６２自体に適度な剛性を付与することにより、裏面保護シート６のカール変形を抑制する機能をも備える層であり、融点１６０℃以上のポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を全樹脂中８０質量％以上含んでなる層である。プリズム構造の維持及びカール変形の抑制のために、コア層６２１には、ホモポリプロピレン（ホモＰＰ）樹脂を好ましく用いることができる。ホモＰＰは、ポリプロピレン単体のみからなる重合体であり結晶性が高いため、剛性に優れる。これをコア層に用いることにより、ラミネート前後においてその構造を維持することができるようになるとともに、裏面保護シート６のカール変形を有意に抑制して、そのハンドリング性を高めることができる。

コア層６２１には更に白色顔料が含まれる。これにより、光を散乱させる機能の他、密着強化層６２の剛性は更に高まり、裏面保護シート６におけるカール変形の発生は充分に抑制される。そのような白色顔料としては、タルク（含水珪酸マグネシウム）、又は、酸化チタン、その他として、炭酸カルシウム、カーボンブラック、チタンブラック、Ｃｕ−Ｍｎ系複合酸化物、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ系複合酸化物、或いは、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ケイ素、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を用いることができる。白色顔料の含有量について、全成分中の含有量が２０質量％以上３０質量％以下の範囲にすることが好ましい。このような範囲とすることで、ハンドリング性を充分に向上するとともに、白色顔料によって光を散乱することのできる裏面保護シートとすることができる。

コア層６２１の厚さは、一例として、４０μｍ以上１６０μｍ以下が挙げられ、特に限定されない。コア層６２１の厚さが４０μｍ以上であることにより、十分な寸法安定性を付与することができ、コア層６２１の厚さが１６０μｍ以下であることにより、ラミネート加工時のフィルム搬送適性を付与することができる。

また、コア層６２１には、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて、酸化防止剤、界面活性剤、増粘剤、軟化剤、充填剤、顔料、染料等の各種添加剤を配合することができる。

＜スキン層＞
スキン層６２２は、主に裏面保護シートの最表面に露出され、密着強化層６２の封止材層に対する充分な密着性を発現させる機能を備える層である。そのために、スキン層６２２には、エチレンユニットを含有する融点１１０℃以上１５０℃以下、好ましくは１２０℃以上１４０℃以下のポリプロピレン樹脂を５０質量％以上、好ましくは８０質量％以上含有する。エチレンユニットを含有する融点のポリプロピレン樹脂が５０質量％未満では封止材及びコア層との密着性が不十分となる。

エチレンユニットとしてはスキン層の全ポリプロピレン樹脂成分中の２．０質量％以上１０．０質量％以下とする。スキン層にエチレンユニットを含有したポリプロピレンを用いることで、スキン層の軟化点及び融点を最適な範囲に調節しつつ、封止材とコア層との密着性を両立させることができる。スキン層６２２を構成するポリプロピレン樹脂中の融点が１５０℃超、もしくはエチレンユニットの含有量が２．０質量％未満であると、加熱圧着処理により積層一体化する一体化工程において、スキン層が十分に軟化することができず、封止材層との密着性が不十分となる。又、スキン層６２２を構成するポリプロピレン樹脂中の融点が１１０℃未満、もしくはエチレンユニットの含有量が１０．０質量％を超えると、主としてポリプロピレン樹脂からなるコア層との密着性が不十分となる。ここで、エチレンユニットは共重合成分として含有してもよく、ゴム成分等の微分散成分として含有してもよい。

また、スキン層６２２には、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて、酸化防止剤、界面活性剤、増粘剤、軟化剤、充填剤、顔料、染料等の各種添加剤を配合することができる。エチレンユニットを含有するポリプロピレン樹脂は、ホモＰＰより結晶性が低く柔軟性に優れるが、エチレンユニットの含有量を限定的な範囲に調整することによって、裏面保護シート６の封止材層へ使用時への密着性を充分に高めることができる。

スキン層６２２中を構成するポリプロピレン樹脂中のエチレンユニットの含有量を上記の通り、２．０質量％以上１０．０質量％以下とするためには、一定量のエチレンユニットがプロピレン連鎖中に取り込まれているエラストマーポリプロピレン（エラストマーＰＰ）単独でもよく、エラストマーＰＰと、一定量のエチレンユニットがプロピレン連鎖中に取り込まれているランダムＰＰとの混合系であってもよい。このようにエラストマーＰＰとこのランダムＰＰの配合比率を適切に調整することにより、ポリプロピレン樹脂中のエチレンユニットの含有量を適切な範囲に調整することができる。例えば、エチレンユニットの含有量が７％であるエラストマーＰＰと、エチレンユニットの含有量が２．５％程度であるランダムＰＰを併用してもよい。尚、このように、本明細書で言う、「ポリプロピレン樹脂中のエチレンユニットの含有量」とは、製造プロセスにおいて、エラストマーＰＰとランダムＰＰを配合した場合であっても、それらの配合比率等にかかわらず、各層を構成するすべてのポリプロピレン樹脂中の総量に対するエチレンユニットの含有量のことを言う。

尚、エチレン成分を、単にブレンドするよりも、上記のように、ランダムＰＰに共重合させる形態でスキン層６２２中に含有させることにより、単にＰＰとポリエチレン樹脂をブレンドする場合に比べて、スキン層６２２の機械強度を保持しやすくなるというメリットがあると考えられる。

スキン層６２２の厚さは、裏面保護シート６に要求される厚さを考慮して適宜決定すればよい。一例として、スキン層６２２の厚さとして、１μｍ以上４０μｍ以下が挙げられ、特に限定されない。スキン層６２２の厚さが１μｍ以上であることにより、裏面保護シート６に背面封止材層５との間の十分な密着性を付与することができ、スキン層６２２の厚さが４０μｍ以下であることにより、ラミネート加工時のフィルム搬送適性を付与することができる。コア層６２１とスキン層６２２層との厚さ比は、例えば５０：１〜４：１の範囲で適宜設定できる。

［基材層］
基材層６１は、裏面保護シート６の基材として配置される層であり、樹脂材料をシート状に成型した樹脂シートを用いる。例えば、ポリエチレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等、各種の樹脂シートを用いることができる。これらの中でも、絶縁性能、機械強度、コスト、透明性等の物性及び経済性の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を好ましく用いることができ、機械強度維持の観点から耐加水分解性ＰＥＴを特に好ましく使用できる。

基材層６１の厚さは、特に限定されないが、裏面保護シート６に要求される厚さを考慮して適宜決定すればよい。裏面保護シート６の厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲が一般的な例として挙げられる。基材層６１の厚さもこれに合わせて、３８μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。基材層６１の厚さが３８μｍ以上であることにより、裏面保護シート６に好ましい耐久性、耐候性を付与することができ、基材層６１の厚さが２５０μｍ以下であることにより、ラミネート加工時のフィルム搬送適性を付与することができる。

基材層にＰＥＴを用いた従来公知の一般的な裏面保護シートにおいては、基材層を形成するＰＥＴ樹脂のフィルムと密着層を形成するその他の樹脂フィルムとを接着剤等で積層一体化した際に、裏面保護シートのカール変型が頻発することが問題となっていた。しかし、後に詳細を説明する通り、本発明の裏面保護シート６においては、密着強化層６２を本発明に特有の構成からなる多層構造とすることにより、基材層の種類にかかわらず、裏面保護シートのカール発生を十分に抑制することができる。このため、上記の各物性と経済性に優れるＰＥＴを、基材層を構成する樹脂として好ましく用いることができる。

［耐候層］
本実施形態の裏面保護シートは、必要に応じて耐候層を積層することもできる。耐候層は、例えば裏面保護シート６が太陽電池モジュールに使用された際に、太陽電池モジュールの裏面側の表面に位置することができる（図示せず）。そのため、耐候層は、耐候性、耐熱性、耐光性等に優れたものを使用する。このような樹脂シートとしては、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニル・エステル共重合体）、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）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等のフッ素系樹脂等の樹脂シートが好ましく例示される。

また、フッ素系樹脂等の樹脂シートの他にもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に酸化チタン等の白色顔料を包含させた白色ＰＥＴや、透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又は変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）等の表面に更にコーティング又はラミネートにより耐侯性樹脂を積層した樹脂シートも好ましく用いることができる。ここで、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とは、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート（ＨＲ−ＰＥＴ）も含まれる。なお、更に積層する耐侯性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、又は電離放射線硬化性樹脂等を例示することができるが、特に限定されない。

尚、特に、裏面保護シート６に水蒸気バリア性等のガスバリア性を付与する必要がある場合、耐候層の表面に金属酸化物からなる透明な蒸着層を形成してもよい。この場合、蒸着させる金属酸化物の種類や蒸着層の厚さ等は、裏面保護シート６に要求される性能等を考慮して適宜設定すればよい。

＜裏面保護シートの製造方法＞
本実施形態の裏面保護シートの製造方法について説明する。裏面保護シート６は、基材層６１を形成する基材樹脂シートを形成する基材樹脂シート形成工程と、密着強化層６２を形成する密着性樹脂シートを形成する密着性樹脂シート形成工程と、基材樹脂シートに密着性樹脂シートと積層して一体化する一体化工程とを経ることによって製造することができる。

（基材樹脂シート形成工程）
基材層６１を形成する基材樹脂シートは、上記において説明したＰＥＴ等の樹脂材料を、押し出し法、キャスト成形法、Ｔダイ法、切削法、インフレーション法、その他の成膜化法等により成膜することにより形成することができる。尚、基材樹脂シートは、本発明の効果を害さない範囲で、上記樹脂材料の他に顔料等のその他の添加物を含むものであってもよい。

（密着強化層形成工程）
密着強化層６２を形成する密着性樹脂シートは、ホモＰＰを主成分とし、所定の無機フィラーを含有するコア層用の樹脂組成物と、ポリエチレンが一定量含まれるポリプロピレンからなるスキン層用の樹脂組成物とを、公知の共押出し法により一体成形することにより得ることができる。共押出し法により密着強化層を一体成形をすることができるようになるため、生産性の面で好ましい。尚、上記のそれぞれの樹脂組生物には、それぞれ所定のモノマー配列のポリプロピレンを上記した所定量の範囲内で含むものであれば、その他の樹脂や顔料等、その他の添加物を含むものであってもよい。

また、密着強化層が、コア層と基材層の間に、第２のスキン層が配置されていることで３層を構成していることが好ましく、さらに２種３層であることが好ましい。このような構造とすることで、封止材との密着性を向上させることとともに、基材層との密着性も向上させることができる。ここで２種３層とは、スキン層／コア層／スキン層の３層で構成され、２つのそれぞれのスキン層の組成が同一であって、コア層とスキン層の２種の組成で構成されているものをいう。

コア層の受光面側の表面にプリズム構造を形成するには、例えば、樹脂シートを加熱した状態で金型を加圧、圧着させ形成する方法、上記基材の表面に光又は熱硬化性樹脂を積層し、その表面に金型を押しあて、活性エネルギー線の照射又は加熱により樹脂を硬化させて形成する方法、及び予め金型の凹部に充填された樹脂を、基材上に転写する方法等を挙げることができる。

（一体化工程）
上記において説明した基材樹脂シート、密着性樹脂シート、及び必要に応じて同様の方法によって形成したその他の層を形成するシートを積層して、更に一体化することにより、本発明の裏面保護シート６を得ることができる。各シートの一体化は従来公知のドライラミネート法によることができる。ラミネート接着剤は従来公知のものが利用でき特に限定されず、ウレタン系、エポキシ系等の主剤と硬化剤とからなる２液硬化型のドライラミネート接着剤等が適宜使用可能である。

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
太陽電池モジュール１は、例えば、上記の透明前面基板２、前面封止材層３、太陽電池素子４、背面封止材層５、及び裏面保護シート６からなる部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。例えば真空熱ラミネート加工による場合、ラミネート温度は、１１０℃以上１６０℃以下の範囲内とすることが好ましく１４５℃以上１５５℃以下の範囲にすることがより好ましい。このような範囲にすることにより、融点１６０℃以上のポリプロピレン樹脂が８０質量％以上含まれているコア層が自体はラミネートによって軟化しにくく受光面側の表面全体の形状を維持することができる。又、ラミネート時間は、５〜２０分の範囲内が好ましく、特に８〜１５分の範囲内が好ましい。このようにして、上記各層を一体成形体として加熱圧着成形して、太陽電池モジュ−ル１を製造することができる。

以下、実施例、比較例を示して、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。

＜密着性樹脂シートの製造＞
以下の密着性樹脂シート、を順次積層し、ドライラミネート加工により一体化して、各実施例、比較例の密着性樹脂シート試料を製造した。
コア層：密着性樹脂シートのコア層には、下記のホモＰＰ樹脂を用い、無機フィラーとして下記の酸化チタンをホモＰＰ樹脂中の含有量が２０質量％となるように混錬した樹脂組成物をコア層用の組成物として用いた。また、実施例１、２及び比較例１、２、５のコア層については、油圧式プレス機を用い、プリズム形状を付与したメッキ板によるプレス加工によりコア層の受光面側の表面にプリズム構造を形成させた（条件：１３５℃、５０ｋｇ／ｃｍ^２、２分）。

コア層及びスキン層には、表１に示す割合となるように下記樹脂を混錬した。
（樹脂）
ホモＰＰ樹脂：三菱樹脂株式会社製、融点１６５℃（表１中、ホモＰＰと表記。表１にはコア層の全樹脂成分中のホモＰＰ樹脂の質量％を記載した。）
酸化チタン（白色顔料）：Ｔｉ−ｐｕｒｅ Ｒ１０５（Ｄｕｐｏｎｔ製）、平均粒径０．２０〜０．２５μｍ いずれの実施例比較例についても全成分中２５質量％とした。
ランダムＰＰ樹脂：融点１４０℃、エチレンユニットの含有量２．５％。
エラストマーＰＰ樹脂：融点１２５℃、エチレンユニットの含有量７．０％。
高密度ポリエチレン樹脂：（表１において「ＨＤＰＥ」と表記、密度０．９１〜０．９２、ＭＦＲ５〜１０ｇ／１０ｍｉｎ（１９０℃））
スキン層については、実施例１及び比較例４についてはランダムＰＰ樹脂１００％、実施例２についてはエラストマーＰＰ樹脂１００％、比較例２及び３については高密度ポリエチレン樹脂１００％のものを用い、比較例５については、表１のエチレンユニット量になるようにエラストマーＰＰ樹脂と高密度ポリエチレン樹脂を混合したものを用いた。

上記各組成物を共押し出しによって多層フィルムとして成形し、厚さ６０μｍの樹脂シート（スキン層３μｍ／コア層５４μｍ／スキン層３μｍ）とし、各実施例、比較例の密着性樹脂シートとした。

＜裏面保護シートの製造＞
上記各実施例、比較例の密着性樹脂シートを、ＰＥＴフィルム（帝人デュポン社製、「Ｍｅｌｉｎｅｘ Ｓ」）厚さ１００μｍを、従来公知のドライラミネート法で積層して裏面保護シートを得た。

実施例１、２、比較例１〜５のそれぞれの上記裏面保護シートについて、上記密着強化層（密着性樹脂シート側）の表面に、試料と同サイズにカットした下記の封止材シートを１４５℃で１５分間、太陽電池モジュールの製造用の真空ラミネータを用いてラミネートし、密着性評価用のサンプルとした。封止材シートとしては、ＥＶＡ高速架橋タイプ、厚さ５００μｍ（ブリヂストン社製）を用いた。

＜ラミネート後の潰れ確認試験＞
実施例１、比較例２のサンプルにおいては、ドライラミネート法で積層後の潰れを検証するために、断面を光学顕微鏡にて確認したところ、実施例１については垂直断面の形状が三角形である複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造であり、その微細凸部の頂角の角度が９０°であることが確認できたが、比較例２については、プリズム構造を確認することはできなかった。

＜密着性評価＞
実施例１、２、比較例１〜８の各試料を用いた密着性評価用のサンプルについて、密着性を評価した。評価は以下の方法で測定した数値に基づいて行った。
（密着性試験：剥離試験）
各密着性評価用のサンプルについて、剥離強度（Ｎ）を１５ｍｍ幅の１８０度ピールにて密着性について初期の密着強度（表２中、初期密着強度と表記。）及びダンプヒート試験後の密着強度（表２中、ＤＨ１０００密着強度と表記。）を測定した。測定には、剥離試験装置（「株式会社エー・アンド・デイ」社製、商品名「ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＲＴＧ−１２１０」）を用いて、１８０度ピールにて剥離条件５０ｍｍ／ｍｉｎで２３℃にて測定を行い、４回の測定の平均値を採用した。なお、表２中の封止材シート／スキン層密着性に関しては、測定値が５０Ｎ／１５ｍｍ以上のサンプルを○とし、それ未満のサンプルを×とした。また、表２中のコア層／スキン層密着性では、上記剥離試験において、コア層／スキン層での剥離が起きないものを○とし、コア層／スキン層での剥離が起きているものを×とした。

なお、ダンプヒート試験は、ＪＩＳ Ｃ８９１７に準拠し、試験槽内温度８５℃、湿度８５％の条件下でサンプルの耐久性試験を１０００時間行った。

＜ソーラーシミュレーターでの発電量比較＞
実施例１、２、比較例２〜４の各試料を用いたサンプルについてＰＶ特性を評価した。具体的には、Ｔ−ＳＥＣ製単結晶セル（ＴＳＳ６３ＴＮ）のセル部以外をアルミシールして光の回り込みを防止した状態でセル上に上記封止材シートを積層し太陽電池モジュールを作成し、ソーラーシュミレータ（英弘精機株式会社製ＥＷＸＳ−３００Ｓ−５０）を用いて、セル裏面温度２５℃、照度１００ｍＷ／ｃｍ^２の条件で行った（ＳＴＣ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｃｅｌｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ））。比較例４のＩｓｃ値を１００とし、実施例１及び比較例２〜４のＩｓｃ値の割合を求めた。評価結果を表２に示す。

＜シミュレーションによる発電量比較＞
実施例１及び比較例４のサンプルを、単セルモジュール（セル５インチ、１８角サイズ）として、光学シミュレーションによって各時刻での採光量を計測した。具体的には、シミュレーションソフト上で太陽光、単セル太陽電池モジュールを再現し、夏至の日の各時刻の太陽高度における、セル内部への光の入射量を比較した。各時刻での比較例４に対する実施例１の採光量の上昇率を表３に示す。

表２より、実施例１、２のサンプルは密着性、密着耐久性に優れたサンプルであることが分かる。一方、エチレンユニットの含有量がスキン層の全樹脂成分中の２．０質量％に満たない比較例１は封止材シート／スキン層間のＤＨ１０００密着強度での密着性が低下していることから、封止材シートとの密着耐久性の劣るサンプルであることが分かる。また、エチレンユニットの含有量がスキン層の全樹脂成分中の１０．０質量％を超える比較例５はコア層／スキン層密着性間の初期密着強度が低下していることから、コア層との密着性の劣るサンプルであることが分かる。

表２及び表３から、コア層の受光面側の表面に複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造が形成されている裏面保護シート（実施例１、２）は、プリズム構造を形成していない裏面保護シート（比較例２、３、４）と比べて、屋外条件（シミュレーションによる発電量試験）におけるＩｓｃ値及びＳＴＣ条件（ソーラーシミュレーターでの発電量比較）における採光量が高くなっていることが分かる。このことから、本発明の太陽電池モジュール用の裏面保護シートは、太陽光発電変換効率の向上に十分に寄与することができる優れた裏面保護シートであることが分かる。

１ 太陽電池モジュール
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 密着強化層
６２１ コア層
６２２ スキン層
６２３ 微細凸部
６２４ 頂角

Claims (5)

1. 太陽電池モジュール用の裏面保護シートであって、
   基材層と、前記裏面保護シートの最外層に配置されて封止材との密着を強化する密着強化層と、を有し、
   前記密着強化層は、前記裏面保護シートの最表面に露出するスキン層と、コア層と、を含んでなり、
   前記スキン層は、エチレンユニットを含有するポリプロピレン樹脂を５０質量％以上含有し、
   前記スキン層中の前記エチレンユニットの含有量が前記スキン層の全ポリプロピレン樹脂成分中の２．０質量％以上１０．０質量％以下であり、
   前記コア層は、融点１６０℃以上のポリプロピレン樹脂と、白色顔料とを含有し、該ポリプロピレン樹脂の含有量が前記コア層の全樹脂成分中の８０質量％以上であり、
   前記コア層の受光面側の表面には、複数の微細凸部が隣接してなるプリズム構造が形成されている裏面保護シート。
2. 前記微細凸部の垂直断面の形状が三角形であり、該凸部の頂角の角度が平均９０°以上である請求項１に記載の裏面保護シート。
3. 前記密着強化層は、前記コア層と前記基材層の間に、第２のスキン層が配置されている請求項１又は２に記載の裏面保護シート。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の裏面保護シートを用い、前記密着強化層に密着する封止材が熱架橋性樹脂からなる太陽電池モジュール。
5. 請求項１から３のいずれかに記載の裏面保護シートと、その他の太陽電池モジュール構成部材とを、加熱圧着処理により積層一体化する一体化工程を備え、
   前記一体化工程における加熱圧着処理を１１０℃以上１６０℃以下で行う太陽電池モジュールの製造方法。

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