JP5127123B2

JP5127123B2 - 太陽電池のバックシート

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Publication number: JP5127123B2
Application number: JP2005212550A
Authority: JP
Inventors: 和弘明路; 大長門; 達也樋口; 雅巳加藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: ES2432017T5; ES2432017T3; EP1938967A4; EP1938967B2; JP2007035694A; CN103500767A; EP1938967A1; EP2418082A1; WO2007010706A1; EP1938967B1; CN101272903B; CN103500767B; EP2730406B1; CN101272903A; EP2418082B1; EP2730406A1

Description

本発明は、太陽電池セルの封止剤として用いられているエチレン／酢酸ビニル共重合体との接着性に優れた太陽電池のバックシート、および該バックシートを備えた太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールは、通常、図６に示すように、太陽電池セル１を封止剤層２で封止し、これをガラスや透明な樹脂などからなる表面層３とバックシート４で挟んで積層した構造となっている。そして封止剤としてはエチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が用いられている。

太陽電池モジュールにおけるバックシート４は、モジュールの機械的強度を高める目的のほか、水分（水蒸気）が封止剤層２に入らないように防止する役割もある。

バックシート４は、図７に示すように、水蒸気バリヤー性をもたすための水不透過性シート５とその一方の面に樹脂シート８が貼り合わされた構成とされている。通常、水不透過性シート５の他方の面にも樹脂シート９が貼り合わされている。

水不透過性シート５の材料としては、水不透過性に優れたＳｉ蒸着ポリエステル（Ｓｉ蒸着ＰＥＴ）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。

樹脂シート８、９には、耐候性、電気絶縁性、難燃性、意匠性などといった特性が求められており、ポリフッ化ビニル重合体（ＰＶＦ）のシートが使用されている。また、封止剤層２側の樹脂シート８として、ポリエチレンシートも使用されることがある。

しかし、これらの樹脂シートは、要求される耐候性、電気絶縁性、光の遮蔽性といった特性を満たすために、通常は厚さ２０〜１００μｍとする必要があり、重量面からさらなる軽量化が求められている。

そこで、樹脂シートに代えて樹脂塗料を用いて同様の層を形成することが提案されている（特許文献１、特許文献２）。

特許文献１では、樹脂塗料としてエポキシ樹脂塗料を使用している。しかしエポキシ樹脂では耐候性の点で不充分であり、実用化には至っていない。

特許文献２では、官能基をもたないＰＶｄＦにテトラアルコキシシランまたはその部分加水分解物を特定量配合したＰＶｄＦ系塗料で金属基材（水不透過性シート）を塗装する２層構造のバックシートが提案されている。このＰＶｄＦ系塗料はＰＶｄＦが官能基をもたないので、単独では封止剤であるＥＶＡとの接着性にも劣っている。この点を特許文献２ではテトラアルコキシシランまたはその部分加水分解物を特定量配合し、ＥＶＡとの界面にテトラアルコキシシランまたはその部分加水分解物を配向させることで改善している。しかし、テトラアルコキシシランまたはその部分加水分解物がＥＶＡとの界面に偏在しているため、依然としてＰＶｄＦ塗膜と金属基材との接着性は改善されていない。しかも、ＰＶｄＦは結晶性でありかつ官能基をもたず、塗膜を形成するためには２００〜３００℃で２０〜１２０秒間加熱焼成しなければならないため、金属以外の水不透過性シートへの提供は困難となっている。

特開平７−１７６７７５号公報特開２００４−２１４３４２号公報

本発明は、水不透過性シートとの接着性に優れた太陽電池のバックシートを提供することを目的とする。

その他の課題については、具体的な実施形態に応じて説明する。

すなわち本発明は、水不透過性シートの少なくとも一方の面に硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜が形成されてなる太陽電池モジュールのバックシートであって、該硬化性官能基含有含フッ素ポリマーの硬化性官能基が水酸基、カルボキシル基またはアミノ基であり、硬化性官能基含有含フッ素ポリマーの硬化性官能基が水酸基の場合の硬化剤がイソシアネート系硬化剤、メラミン樹脂、シリケート化合物またはイソシアネート基含有シラン化合物であり、硬化性官能基がカルボキシル基の場合の硬化剤がアミノ系硬化剤またはエポキシ系硬化剤であり、硬化性官能基がアミノ基である場合の硬化剤がカルボニル基含有硬化剤、エポキシ系硬化剤または酸無水物系硬化剤である太陽電池モジュールのバックシートに関する。

本発明のバックシートは、水不透過性シートの片面のみに硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜が形成されている２層構造でも、水不透過性シートの両面に硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜が形成されてなる３層構造、または水不透過性シートの一方の面に硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜が形成され、他方の面に、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、含フッ素ポリマーシート、ポリエステルシートまたはポリエステル塗料の塗膜（以下、「他のシートまたは塗膜」ということもある）が形成されてなる３層構造でもよい。

なお、水不透過性シートと硬化塗膜および／または他のシートまたは塗膜の間に、接着性をさらに高めるためや隠蔽性を高めるため、水蒸気透過性を下げるために、従来公知の１または２以上の介在層が存在していてもよい。そうした介在層の代表例はプライマー層である。

水不透過性シートとしては、Ｓｉ蒸着ポリエステルシートまたは金属シートといった従来公知の材料が好ましく使用できる。

太陽電池モジュールの封止剤（通常、ＥＶＡ）層側の水不透過性シート上に硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜を形成する場合は、硬化性官能基含有含フッ素ポリマーの官能基がＥＶＡと共架橋を惹き起こし、さらに接着性が向上する。

また、太陽電池モジュールの美観の観点から、硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜中に顔料を分散させることが好ましい。この観点から、硬化性官能基含有含フッ素ポリマーとしては、顔料分散性に優れたテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）系の硬化性官能基含有含フッ素ポリマーが好ましい。

本発明はまた、上記のバックシートを備えた太陽電池モジュールにも関する。

本発明のバックシートは、塗料の形態で塗装することができるので従来のシートの貼り合せに比べて厚さを薄くでき、薄膜化・軽量化を図ることができる。また塗膜の膜厚の減少による機械的強度の低下は、硬化性の官能基による硬化（架橋）によって補うことができる。

また、たとえば水不透過性シートとの接着性が、含フッ素ポリマーに官能基を導入することにより、テトラアルコキシシランなどを添加せずとも、向上させることができる。

その他の効果については、具体的な実施形態に応じて説明する。

本発明のバックシートの特徴は、耐候性や隠蔽性、耐薬品性、耐湿性、耐塩性のために設けられるポリマー層に硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜を採用している点にある。

かかる硬化塗膜を形成する硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料としては、硬化性官能基含有含フッ素ポリマーを塗膜形成成分とする塗料組成物が用いられる。

硬化性官能基含有含フッ素ポリマーとしては、含フッ素ポリマーに硬化性の官能基を導入したポリマーがあげられる。なお、含フッ素ポリマーには明確な融点を有する樹脂性のポリマー、ゴム弾性を示すエラストマー性のポリマー、その中間の熱可塑性エラストマー性のポリマーが含まれる。

含フッ素ポリマーに硬化性を与える官能基としては、たとえば水酸基、カルボキシル基、アミノ基、グリシジル基、シリル基、シラネート基、イソシアネート基などがあげられ、ポリマーの製造の容易さや硬化系に併せて適宜選択される。なかでも、硬化反応性が良好な点から水酸基、シアノ基、シリル基が好ましく、特にポリマーの入手が容易な点や反応性が良好な点から水酸基が好ましい。これらの硬化性官能基は、通常、硬化性官能基含有単量体を共重合することにより含フッ素ポリマーに導入される。

硬化性官能基含有単量体としては、たとえばつぎのものが例示できるが、これらのみに限定されるものではない。

（１−１）水酸基含有単量体：
水酸基含有単量体としては、たとえば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。これらのなかでも水酸基含有ビニルエーテル類、特に４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、２−ヒドロキシエチルビニルエーテルが重合反応性、官能基の硬化性が優れる点で好ましい。

他の水酸基含有モノマーとしては、たとえばアクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルなどの（メタ）アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルなどが例示できる。

（１−２）カルボキシル基含有単量体：
カルボキシル基含有単量体としては、たとえば式（II）：

（式中、Ｒ³、Ｒ⁴およびＲ⁵は同じかまたは異なり、いずれも水素原子、アルキル基、カルボキシル基またはエステル基；ｎは０または１である）で表わされる不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、そのモノエステルまたは酸無水物などの不飽和カルボン酸類；または式（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または環状アルキル基；ｎは０または１；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などがあげられる。

式（II）の不飽和カルボン酸類の具体例としては、たとえばアクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、桂皮酸、３−アリルオキシプロピオン酸、３−（２−アリロキシエトキシカルボニル）プロピオン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸無水物、フマル酸、フマル酸モノエステル、フタル酸ビニル、ピロメリット酸ビニルなどがあげられる。それらのなかでも単独重合性の低いクロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、３−アリルオキシプロピオン酸が、単独重合性が低く単独重合体ができにくいことから好ましい。

式（III）のカルボキシル基含有ビニルエーテル単量体の具体例としては、たとえば３−（２−アリロキシエトキシカルボニル）プロピオン酸、３−（２−アリロキシブトキシカルボニル）プロピオン酸、３−（２−ビニロキシエトキシカルボニル）プロピオン酸、３−（２−ビニロキシブトキシカルボニル）プロピオン酸などの１種または２種以上があげられる。これらの中でも３−（２−アリロキシエトキシカルボニル）プロピオン酸などが、単量体の安定性や重合反応性がよい点で有利であり、好ましい。

（１−３）アミノ基含有単量体：
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。

（１−４）シリコーン系ビニル単量体：
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。

硬化性官能基が導入される含フッ素ポリマーとしては、構成単位の観点から、たとえば次のものが例示できる。

（１）パーフルオロオレフィン単位を主体とするパーフルオロオレフィン系ポリマー：
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、または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、さらにはこれら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。

共重合可能な他の単量体としては、たとえば酢酸ビニル、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などのカルボン酸ビニルエステル類；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などのアルキルビニルエーテル類；エチレン、プロピレン、ｎ−ブテン、イソブテンなど非フッ素系オレフィン類；ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、ビニルフルオライド（ＶＦ）、フルオロビニルエーテルなどのフッ素系単量体などがあげられるが、これらのみに限定されるものではない。

これらのうち、ＴＦＥを主体とするＴＦＥ系ポリマーが、顔料分散性や耐候性、共重合性、耐薬品性に優れている点で好ましい。

具体的な硬化性官能基含有パーフルオロオレフィン系ポリマーとしては、たとえばＴＦＥ／イソブチレン／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、ＴＦＥ／バーサチック酸ビニル／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、ＴＦＥ／ＶｄＦ／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、特にＴＦＥ／イソブチレン／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、ＴＦＥ／バーサチック酸ビニル／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好ましい。

ＴＦＥ系の硬化性ポリマー塗料としては、たとえばダイキン工業（株）製のゼッフルＧＫシリーズなどが例示できる。

（２）クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）単位を主体とするＣＴＦＥ系ポリマー：
具体例としては、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、大日本インキ製造（株）製のフルオネート、セントラル硝子（株）製のセフラルコート、東亜合成（株）製のザフロンなどが例示できる。

（３）ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）単位を主体とするＶｄＦ系ポリマー：
具体例としては、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。

（４）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：
具体例としては、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）製のユニダインやエフトーン、デュポン社製のゾニールなどが例示できる。

これらのうち、耐候性、防湿性を考慮すると、パーフルオロオレフィン系ポリマーが好ましい。

これらの硬化性官能基含有含フッ素ポリマーを塗膜形成成分とする塗料組成物は、溶剤型塗料組成物、水性型塗料組成物、粉体型塗料組成物の形態に、常法により調製することができる。なかでも成膜の容易さ、硬化性、乾燥性の良好さなどの点からは溶剤型塗料組成物が好ましい。

また、硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料組成物には、要求特性に応じて各種の添加剤を配合することができる。添加剤としては、硬化剤、硬化促進剤、顔料分散剤、消泡剤、レベリング剤、ＵＶ吸収剤、光安定剤、増粘剤、密着改良剤、つや消し剤などがあげられる。

硬化剤としては、硬化性ポリマーの官能基に応じて選択され、たとえば水酸基含有含フッ素ポリマーに対しては、イソシアネート系硬化剤、メラミン樹脂、シリケート化合物、イソシアネート基含有シラン化合物などが好ましく例示できる。また、カルボキシル基含有含フッ素ポリマーに対してはアミノ系硬化剤やエポキシ系硬化剤が、アミノ基含有含フッ素ポリマーに対してはカルボニル基含有硬化剤やエポキシ系硬化剤、酸無水物系硬化剤が通常採用される。

硬化促進剤としては、従来公知のスズ系、他の金属系、有機酸系、アミノ系の硬化促進剤が使用できる。

また、顔料は太陽電池モジュールの外観を美麗にする点から添加することが強く望まれている。特に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のほかＣｕ−Ｃｒ−Ｍｎ合金などの複合金属類などが通常配合される。

水不透過性シートは、封止剤であるＥＶＡや太陽電池セルに水分が透過しないように設けられる層であり、水が実質的に透過しない材料であれば使用できるが、重量や価格、可撓性などの点から、Ｓｉ蒸着ＰＥＴシート、アルミニウムやステンレススチールなどの金属薄シートなどが多用されている。なかでも特にＳｉ蒸着ＰＥＴシートがよく用いられている。厚さは通常１０〜２０μｍ程度である。

また接着性を向上させるために、従来公知の表面処理を行ってもよい。表面処理としては、たとえばコロナ放電処理、プラズマ放電処理、化成処理、金属シートの場合はブラスト処理などが例示できる。

水不透過性シートへの硬化塗膜の形成は、硬化性官能基含有含フッ素ポリマーを塗膜形成成分とする塗料組成物をその塗料形態に応じて、水不透過性シートに塗装することにより行う。

塗装温度は塗装形態における通常の条件の範囲内で行えばよく、塗膜の硬化も溶剤型塗料組成物の場合、１０〜３００℃、通常は常温（２０〜３０℃）で行う。したがって、水不透過性シートとして、Ｓｉ蒸着ＰＥＴシートのような高温での処理を避けたい材料も問題なく使用できる。硬化は、通常、２０〜３００℃にて１分間〜３日間で完了する。

水不透過性シートへの塗装は、水不透過性シートに直接行ってもよいし、またプライマー層などを介して塗装してもよい。

プライマー層の形成は、従来公知のプライマー用塗料を用いて、常法により行う。プライマー用の塗料としては、たとえばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などが代表例としてあげられる。

硬化塗膜の膜厚は、５μｍ以上、さらには１０μｍ以上、特に２０μｍ以上とすることが、隠蔽性、耐候性、耐薬品性、耐湿性が良好な点から好ましい。上限は、余り厚くすると軽量化効果が得られなくなるので、１０００μｍ程度、さらには１００μｍが好ましい。膜厚としては、特に３０〜４０μｍが好ましい。

つぎに本発明の太陽電池モジュールについて、好ましい実施形態を示した図１に従って説明する。また、本発明の別の好ましい実施形態の概略断面図を図２〜５に示す。

図１において、１は太陽電池セルであり、ＥＶＡに代表される封止剤層２に封止されており、表面層３とバックシート４で挟まれている。バックシート４はさらに水不透過性シート５と硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜６とから構成されている。この第１の実施形態では硬化塗膜６は封止（ＥＶＡ）層２側に設けられている。

この実施形態では、硬化塗膜６がＥＶＡと接するので、特にＥＶＡとの共架橋により界面接着性が向上する。

図２は第２の実施形態であり、硬化塗膜６は封止（ＥＶＡ）層２と反対側に設けられている。この実施形態の場合、硬化塗膜６を設けることにより耐候性の点で優れたものになる。また、水不透過性シート５の封止（ＥＶＡ）層２側を表面処理しておくことが密着性の改善の点から好ましい。また、必要に応じて、ポリエステル系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤などを使用してもよい。

本発明のバックシートは、上記の水不透過性シート５の片面のみに硬化塗膜６が形成されている２層構造（図１、図２）でもよいし、以下に説明する３層構造であってもよい。

３層構造のバックシートの実施形態（第３の実施形態）を図３に示す。この第３の実施形態は、水不透過性シート５の両面に硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜６が形成されてなる３層構造のものである。

この第３の実施形態は、バックシートの膜厚の観点からは多少後退するが、上記の第１の実施形態および第２の実施形態の利点を併せもつものである。

３層構造のバックシートとしては、また、水不透過性シートの一方の面に硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜が形成され、他方の面に、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、含フッ素ポリマーシート、ポリエステルシートまたはポリエステル塗料の塗膜（他のシートまたは塗膜）が形成されてなる３層構造（図４、図５）でもよい。

第４の実施形態（図４）は、第１の実施形態の封止（ＥＶＡ）層２と反対側に他の塗膜７が形成されている構造であり、第５の実施形態（図５）は、第２の実施形態の封止（ＥＶＡ）層２側に他の塗膜７が形成されている構造である。

第４および第５のいずれの実施形態においても、層７を構成する材料は、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でも、含フッ素ポリマーシートでも、ポリエステルシートでも、ポリエステル塗料の塗膜でもよい。

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としては、たとえば特許文献２に記載されているＰＶｄＦにテトラアルコキシシランまたはその部分加水分解物を配合した塗料の硬化塗膜、ＶｄＦ／ＴＦＥ／ＣＴＦＥ共重合体とアルコキシシラン単位含有アクリル樹脂との混合塗料の硬化塗膜、ＶｄＦ／ＴＦＥ／ＨＦＰ共重合体と水酸基含有アクリル樹脂との混合塗料の硬化塗膜、ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体にアミノシランカップリング剤を配合した塗料の硬化塗膜などがあげられる。膜厚は、通常、５〜３００μｍ、さらには１０〜１００μｍ、特に１０〜５０μｍとすることが、隠蔽性、耐候性、耐薬品性、耐湿性が良好な点から好ましい。この場合も、プライマー層などを介してもよい。

含フッ素ポリマーシートとしては、ＰＶｄＦシートやＰＶＦシート、ＰＣＴＦＥシート、ＴＦＥ／ＨＦＰ／エチレン共重合体シート、ＴＦＥ／ＨＦＰ共重合体（ＦＥＰ）シート、ＴＦＥ／ＰＡＶＥ共重合体（ＰＦＡ）シート、エチレン／ＴＦＥ共重合体（ＥＴＦＥ）シート、エチレン／ＣＴＦＥ共重合体（ＥＣＴＦＥ）シートなど、現在のバックシートに使用されている含フッ素ポリマーシートがあげられる。膜厚は、通常、５〜３００μｍ、さらには１０〜１００μｍ、特に１０〜５０μｍとすることが、耐候性が良好な点から好ましい。

ポリエステルシートとしては、従来のバックシートで使用されているものがそのまま使用でき、その水不透過性シート５への接着はアクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤などによって行うことができる。膜厚は、通常５〜３００μｍ、さらには１０〜１００μｍ、特に１０〜５０μｍとすることが、耐候性、コスト、透明性が良好な点から好ましい。

ポリエステル塗料としては、多価カルボン酸と多価アルコールなどを用いた飽和ポリエステル樹脂を用いたもの、無水マレイン酸、フマル酸などのグリコール類を用いた不飽和ポリエステル樹脂を用いたものなどがあげられ、ロールコート、カーテンコート、スプレーコート、ダイコートなどの塗装方法により塗膜を形成できる。膜厚は、５〜３００μｍ、さらには１０〜１００μｍ、特に１０〜５０μｍとすることが隠蔽性、耐候性、耐薬品性、耐湿性が良好な点から好ましい。この場合も、プライマー層などを介してもよい。

つぎに本発明を調製例および実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる調製例および実施例のみに限定されるものではない。

調製例１
硬化性ＴＦＥ系共重合体（ダイキン工業（株）製のゼッフルＧＫ５７０、固形分６５質量％、水酸基価６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、溶剤：酢酸ブチル）２２３．２質量部、黒色顔料（大日精化（株）製のダイピロキサイド９５１０）２５０質量部、酢酸ブチル１２６．８質量部を攪拌下に予備混合した後、直径１．２ｍｍのガラスビーズを７８０質量部入れ、顔料分散機にて１５００ｒｐｍで１時間分散させた。その後、＃８０メッシュのフルイでガラスビーズをろ過し、その溶液に硬化性ＴＦＥ系共重合体（ゼッフルＧＫ５７０）を２６９．２質量部加えて黒色塗料を調製した。

この黒色塗料１００質量部に硬化剤（日本ポリウレタン（株）製のコロネートＨＸ）７質量部、シランカップリング剤（ＮＣＯ−Ｃ₃Ｈ₆−Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃）３質量部、希釈溶剤として酢酸ブチル１００質量部を配合して、硬化性塗料１を調製した。

調製例２
硬化性ＴＦＥ系共重合体（ゼッフルＧＫ５７０）２２３．２質量部、白色顔料として酸化チタン（デュポン社製のタイピュアＲ９６０）２５０質量部、酢酸ブチル１２６．８質量部を攪拌下に予備混合した後、直径１．２ｍｍのガラスビーズを７８０質量部入れ、顔料分散機にて１５００ｒｐｍで１時間分散させた。その後、＃８０メッシュのフルイでガラスビーズをろ過し、その溶液に硬化性ＴＦＥ系共重合体（ゼッフルＧＫ５７０）を２６９．２質量部加えて白色塗料を調製した。

この白色塗料１００質量部に硬化剤（コロネートＨＸ）７質量部、シランカップリング剤（ＮＣＯ−Ｃ₃Ｈ₆−Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃）３質量部、希釈溶剤として酢酸ブチル１００質量部を配合して、硬化性塗料２を調製した。

調製例３
硬化性ＴＦＥ系共重合体（ゼッフルＧＫ５７０）１００質量部、酢酸ブチル１００質量部、ＵＶ吸収剤（ＢＡＳＦ社製のユビナール３０３５）６質量部を攪拌下に混合してクリア塗料を調製した。

このクリア塗料１００質量部に硬化剤（コロネートＨＸ）７質量部、シランカップリング剤（ＮＣＯ−Ｃ₃Ｈ₆−Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃）３質量部、希釈溶剤として酢酸ブチル１００質量部を配合して、硬化性塗料３を調製した。

調製例４
ＰＶｄＦ系共重合体の黒エナメル塗料であるディックフローＣ（日本ＮＦＣ（株）製）１００質量部に、シリケート化合物（コルコート社製のメチルシリケート５１）を３０質量部配合して、非硬化性の比較塗料１を調製した。

調製例５
ポリエステル系共重合体（住化バイエルウレタン（株）製のデスモフェン６５０ＭＰＡ、固形分６５質量％、水酸基価５．３ｍｇＫＯＨ／ｇ、溶剤：メトキシプロピルアセテート）２２３．２質量部、黒色顔料（ダイピロキサイド９５１０）２５０質量部、酢酸ブチル１２６．８質量部を攪拌下に予備混合した後、直径１．２ｍｍのガラスビーズを７８０質量部入れ、顔料分散機にて１５００ｒｐｍで１時間分散させた。その後、＃８０メッシュのフルイでガラスビーズをろ過し、その溶液にポリエステル系共重合体（デスモフェン６５０ＭＰＡ）を２６９．２質量部加えて比較用黒色塗料を調製した。

この比較用黒色塗料１００質量部に硬化剤（日本ポリウレタン（株）製のコロネートＨＸ）１３質量部、希釈溶剤として酢酸ブチル１００質量部を配合して、非フッ素系で硬化性の比較塗料２を調製した。

実施例１
水不透過性シートとして、Ｓｉ蒸着ＰＥＴフィルム（三菱樹脂（株）製のバリアテックＨ、厚さ１２μｍ。シートＡ）を使用し、このシートＡの片面に調製例１で調製した硬化性塗料１を乾燥膜厚が２０μｍとなるようにエアスプレーにて塗装し、８０℃で３０分間乾燥して２層構造のバックシートＡ１を作製した。

このバックシートＡ１について、密着性（塗膜とシートの間）および折り曲げ性を調べた。結果を表１に示す。

ついでこのバックシートＡ１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４００μｍ）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。このＥＶＡ接着サンプルＡ１について、密着性（ＥＶＡと塗膜間）および耐候性を調べた。結果を表１に示す。

試験方法および測定方法はつぎのとおりである。

（密着性）
ＪＩＳＫ６９００で規定する碁盤目試験（幅１ｍｍにクロスカット）による。

評価基準
○：剥離なし。
×：剥離有り。

（耐候性試験）
ＪＩＳＢ７７５３に準拠し、サンシャインウェザオメーター（スガ試験機（株）製のＷＥＬ−３００）を用い、サンプルの両面に太陽光を当てて５０００時間の促進耐候性試験を行う。

評価は、ＥＶＡと塗膜またはシートの界面と外観を目視で観察して行う。

界面状態の評価基準
○：異常なし。
△：剥離、白化、膨れ等がある。
×：著しい剥離、白化、膨れ等がある。

外観の評価基準
○：異常なし。
△：剥離、白化、膨れ等がある。
×：著しい剥離、白化、膨れ等がある。

（折り曲げ性）
バックシートを５０ｍｍ×５０ｍｍにカットして試験片とする。試験片の塗膜面を外側にして直径２ｍｍの丸棒に巻きつけるようにして１８０度折り曲げ（所要時間１秒間）、折り曲げ部分の割れの有無を目視で観察する。割れが観察できた場合は、試験片を２枚重ねて同様にして１８０度折り曲げる。これを繰返し、割れが観察できなかったときの試験片の枚数を記録する。枚数が少ない方が折り曲げ性がよい。

（膜厚）
電磁式膜厚計で測定する。

比較例１
実施例１において、塗料として調製例４で調製した比較塗料１（ＰＶｄＦ系の非硬化性塗料）を用いたほかは実施例１と同様にして２層構造のバックシートＡ２および３層構造のＥＶＡ接着サンプルＡ２を作製し、実施例１と同様にして密着性、折り曲げ性、耐候性を調べた。結果を表１に示す。

実施例２
実施例１と同様にして作製した２層構造のバックシートＡ１のシートＡ側上にポリエステル系接着剤（東洋モートン（株）製のＡＤ−７６Ｐ１とＣＡＴ−１０Ｌ（硬化剤））を用いてＥＶＡ樹脂シートを圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して３層構造のサンプルＢ１（図２に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＢ１について、密着性（ＥＶＡと塗膜間）および耐候性を調べた。結果を表２に示す。

実施例３
水不透過性シートとして、Ｓｉ蒸着ＰＥＴフィルム（シートＡ）を使用し、このシートＡの片面に調製例２で調製した硬化性塗料２を乾燥膜厚が２０μｍとなるようにエアスプレーにて塗装し、８０℃で３０分間乾燥して２層構造のバックシートＢ２を作製した。

このバックシートＢ２について、密着性（塗膜とシートの間）および折り曲げ性を調べた。結果を表２に示す。

ついでこのバックシートＢ２のシートＡ側上にポリエステル系接着剤（東洋モートン（株）製のＡＤ−７６Ｐ１とＣＡＴ−１０Ｌ（硬化剤））を用いてＥＶＡ樹脂シートを圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して３層構造のサンプルＢ２（図２に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＢ２について、密着性（ＥＶＡと塗膜間）および耐候性を調べた。結果を表２に示す。

実施例４
水不透過性シートとして、Ｓｉ蒸着ＰＥＴフィルム（シートＡ）を使用し、このシートＡの両面に調製例１で調製した硬化性塗料１をいずれも乾燥膜厚が２０μｍとなるようにエアスプレーにて塗装し、８０℃で３０分間乾燥して３層構造のバックシートＣ１を作製した。

このバックシートＣ１について、密着性（塗膜とシートの間）および折り曲げ性を調べた。結果を表３に示す。

ついでこのバックシートＣ１の一方の塗膜上にＥＶＡ樹脂シートを載せ、圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して４層構造のサンプルＣ１（図３に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＣ１について、密着性（ＥＶＡと塗膜間）および耐候性を調べた。結果を表３に示す。

実施例５
実施例４において、シートＡに代えてアルミニウム板（シートＢ。０．５ｍｍ）を用いたほかは実施例４と同様にして３層構造のバックシートＣ２を作製し、実施例４と同様にして密着性（塗膜とシートの間）および折り曲げ性を調べた。結果を表３に示す。

ついでこのバックシートＣ２の一方の塗膜上にＥＶＡ樹脂シートを載せ、圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して４層構造のサンプルＣ２（図３に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＣ２について、密着性（ＥＶＡと塗膜間）および耐候性を調べた。結果を表３に示す。

実施例６
水不透過性シートとして、Ｓｉ蒸着ＰＥＴフィルム（シートＡ）を使用し、このシートＡの両面に調製例２で調製した硬化性塗料２をいずれも乾燥膜厚が２０μｍとなるようにエアスプレーにて塗装し、８０℃で３０分間乾燥して３層構造のバックシートＣ３を作製した。

このバックシートＣ３について、密着性（塗膜とシートの間）および折り曲げ性を調べた。結果を表３に示す。

ついでこのバックシートＣ３の一方の塗膜上にＥＶＡ樹脂シートを載せ、圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して４層構造のサンプルＣ３（図３に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＣ３について、密着性（ＥＶＡと塗膜間）および耐候性を調べた。結果を表３に示す。

実施例７
水不透過性シートとして、Ｓｉ蒸着ＰＥＴフィルム（シートＡ）を使用し、このシートＡの片面に調製例１で調製した硬化性塗料１を乾燥膜厚が２０μｍとなるようにエアスプレーにて塗装し、他方の面に調製例３で調製した硬化性塗料３を乾燥膜厚が２０μｍとなるようにエアスプレーにて塗装し、８０℃で３０分間乾燥して３層構造のバックシートＣ４を作製した。

このバックシートＣ４について、密着性（硬化性塗料３の塗膜とシートの間）および折り曲げ性を調べた。結果を表３に示す。

ついでこのバックシートＣ４の硬化性塗料３の塗膜上にＥＶＡ樹脂シートを載せ、圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して４層構造のサンプルＣ４（図３に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＣ４について、密着性（ＥＶＡと塗膜間）および耐候性を調べた。結果を表３に示す。

比較例２
実施例４において、塗料として調製例５で調製した硬化性の比較塗料２（非フッ素系の硬化性塗料）を用いたほかは実施例４と同様にして３層構造のバックシートＣ５（図７の態様）および４層構造のＥＶＡ接着サンプルＣ５を作製し、実施例１と同様にして密着性、折り曲げ性、耐候性を調べた。結果を表３に示す。

比較例３
シートＡの両面にポリエステル系接着剤を用いてポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）フィルム（三井デュポンケミカル（株）製のテドラー。黒色顔料入り。厚さ１０μｍ）を貼り付け、３層構造のバックシートＣ６を作製した。

このバックシートＣ６について、密着性（シートＡとＰＶＦフィルムの間）および折り曲げ性を調べた。結果を表３に示す。

ついでこのバックシートＣ６の一方のＰＶＦフィルム側上にポリエステル系接着剤（東洋モートン（株）製のＡＤ−７６Ｐ１とＣＡＴ−１０Ｌ（硬化剤））を用いてＥＶＡ樹脂シートを圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して４層構造のサンプルＣ６（図２に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＣ６について、密着性（ＥＶＡとＰＶＦフィルム間）および耐候性を調べた。結果を表３に示す。

実施例８
実施例１で作製した２層構造のバックシートＡ１のシートＡ側にポリエステル系接着剤を用いてポリエステル（ＰＥＴ）フィルム（東レ（株）製のルミラー。白色顔料入り。厚さ７５μｍ）を貼り付け、３層構造のバックシートＤ１を作製した。

このバックシートＤ１について、密着性（シートＡとＰＥＴフィルムの間）および折り曲げ性を調べた。結果を表４に示す。

ついでこのバックシートＤ１の硬化性塗料１の塗膜上にＥＶＡ樹脂シートを載せ、圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して４層構造のサンプルＤ１（図４に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＤ１について、密着性（ＥＶＡと塗膜間）および耐候性を調べた。結果を表４に示す。

実施例９
実施例８と同様にして作製した３層構造のバックシートＤ１のＰＥＴフィルム側上にＥＶＡ樹脂シートを圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して４層構造のサンプルＤ２（図５に示す態様）を作製した。このＥＶＡ接着サンプルＤ２について、密着性（ＥＶＡとＰＥＴフィルム間）および耐候性を調べた。結果を表４に示す。

実施例１０
実施例１で作製した２層構造のバックシートＡ１の塗膜面上にＥＶＡ樹脂シート、ついで太陽電池セル、ＥＶＡ樹脂シート、ガラス板を載せ、真空下に圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して太陽電池モジュール（図１の態様）を作製した。

実施例１１
実施例１で作製した２層構造のバックシートＡ１のシートＡ面上にポリエステル系接着剤を介してＥＶＡ樹脂シート、ついで太陽電池セル、ＥＶＡ樹脂シート、ガラス板を載せ、真空下に圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して太陽電池モジュール（図２の態様）を作製した。

実施例１２
実施例４で作製した３層構造のバックシートＣ１の塗膜面上にＥＶＡ樹脂シート、ついで太陽電池セル、ＥＶＡ樹脂シート、ガラス板を載せ、真空下に圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して太陽電池モジュール（図３の態様）を作製した。

実施例１３
実施例８で作製した３層構造のバックシートＤ１の塗膜面上にＥＶＡ樹脂シート、ついで太陽電池セル、ＥＶＡ樹脂シート、ガラス板を載せ、真空下に圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して太陽電池モジュール（図４の態様）を作製した。

実施例１４
実施例９で作製した３層構造のバックシートＤ２のＰＥＴフィルム面上にＥＶＡ樹脂シート、ついで太陽電池セル、ＥＶＡ樹脂シート、ガラス板を載せ、真空下に圧力１００ｇ／ｃｍ²にて１５０℃で圧着して太陽電池モジュール（図５の態様）を作製した。

本発明の太陽電池モジュールの第１の実施形態の概略断面図である。本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態の概略断面図である。本発明の太陽電池モジュールの第３の実施形態の概略断面図である。本発明の太陽電池モジュールの第４の実施形態の概略断面図である。本発明の太陽電池モジュールの第５の実施形態の概略断面図である。従来の太陽電池モジュールの概略断面図である。従来の太陽電池モジュールのバックシートの概略断面図である。

符号の説明

１太陽電池セル
２封止剤層
３表面層
４バックシート
５水不透過性シート
６含フッ素硬化塗膜
７シートまたは塗膜
８、９樹脂シート

Claims

太陽電池モジュールの封止剤層と反対側の水不透過性シート上に硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化塗膜が形成されてなる太陽電池モジュールのバックシートであって、該硬化塗膜中に顔料が分散している太陽電池モジュールのバックシート。
前記硬化性官能基含有含フッ素ポリマー塗料の硬化性官能基含有含フッ素ポリマーの硬化性官能基が水酸基、カルボキシル基またはアミノ基であり、硬化性官能基含有含フッ素ポリマーの硬化性官能基が水酸基の場合の硬化剤がイソシアネート系硬化剤、メラミン樹脂、シリケート化合物またはイソシアネート基含有シラン化合物であり、硬化性官能基がカルボキシル基の場合の硬化剤がアミノ系硬化剤またはエポキシ系硬化剤であり、硬化性官能基がアミノ基である場合の硬化剤がカルボニル基含有硬化剤、エポキシ系硬化剤または酸無水物系硬化剤である請求項１記載の太陽電池モジュールのバックシート。
水不透過性シートが、Ｓｉ蒸着ポリエステルシートまたは金属シートである請求項１または２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が、テトラフルオロエチレン系の硬化性官能基含有含フッ素ポリマーである請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池のバックシート。
請求項１〜４のいずれかに記載のバックシートを備えた太陽電池モジュール。