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CN102177204A - 暗色系氟树脂薄膜和太阳能电池组件用背板 - Google Patents

暗色系氟树脂薄膜和太阳能电池组件用背板 Download PDF

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CN102177204A CN2009801401317A CN200980140131A CN102177204A CN 102177204 A CN102177204 A CN 102177204A CN 2009801401317 A CN2009801401317 A CN 2009801401317A CN 200980140131 A CN200980140131 A CN 200980140131A CN 102177204 A CN102177204 A CN 102177204A
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Abstract

本发明的目的是暗色系氟树脂薄膜以及使用该薄膜的太阳能电池组件用背板，所述氟树脂薄膜能够用于太阳能电池组件的背板的最外层，具有充分的电绝缘性和耐候性，特别是耐热性优异。所述暗色系氟树脂薄膜是用于太阳能电池组件的背板的氟树脂薄膜，其以乙烯-四氟乙烯共聚物为主要成分，含有100质量份的乙烯-四氟乙烯共聚物和1.0～4.5质量份的依据JIS K6221的6.4.2测定的pH为8～10的炭黑。另外，一种由层叠体构成的背板(1)，所述层叠体具备由该暗色系氟树脂薄膜构成的氟树脂薄膜(11)作为最外层。

Description

暗色系氟树脂薄膜和太阳能电池组件用背板
技术领域
本发明涉及暗色系氟树脂薄膜和太阳能电池组件用背板。
背景技术
化石燃料的消耗使大气中的二氧化碳增加，对地球环境的恶化造成了很大的影响，与此相反，太阳能电池由于利用太阳光，是半永久性的、无公害的能量供给源。因此，作为将来的重要能量供给源，尝试开发了各种太阳能电池。太阳能电池一般作为太阳能电池组件使用，所述太阳能电池组件是用EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)封装太阳能电池元件，且用透明玻璃基板和背板(背面层叠体)夹持其表面和背面而成的。
背板是为了保护EVA、太阳能电池元件而设置的，其最外层所使用的薄膜需要具有充分的电绝缘性(体积电阻率：1×1013Ω·cm以上)和防湿性(40℃、相对湿度90％的条件下水蒸汽透过量为1g/m2·24h以下)。
另外，由于太阳能电池组件长期在室外曝露，因此还要求背板具有充分的耐久性。
具体而言，由于通过碳弧形阳光耐气候试验箱(SWM)曝露250～500小时相当于室外曝露1年，因此需要将在通过SWM曝露5000小时(相当于10～20年)时的强度下降抑制在初始的一半以下。另外，由于实际的太阳能电池的温度最高为90℃左右，因此需要将在90℃、20年间的条件下的强度下降抑制为在实用上没有问题的程度的耐热性。
在背板的最外层所使用的薄膜中，作为具有这些特性的薄膜，已知有使用ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、PVF(聚氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)等氟树脂的氟树脂薄膜。其中，ETFE薄膜、PVDF薄膜即使在85℃、相对湿度85％、和1000小时的条件下也全然不会产生由水解导致的强度下降。进而，对于ETFE薄膜，在10万小时(约10年)的耐热试验中，伸长率下降至一半的温度为约150～160℃。
作为使用这种氟树脂薄膜作为最外层的背板，较多使用白色的薄膜，但也示出有从赋予美观性的观点出发使其含有炭黑等黑色颜料的氟树脂薄膜(例如参照专利文献1和2)。另外示出了在非晶(amorphous)型的太阳能电池中，从将太阳能电池的温度保持在一定高程度可以抑制太阳能电池元件的光劣化的观点出发，使其含有黑色颜料(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-4839号公报
专利文献2：日本特开2007-150084号公报
专利文献3：日本特公平7-120811号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来，太阳能电池组件很少作为屋顶一体型设置，根据设置场所的纬度，透明玻璃基板朝着太阳的方向以最佳角度倾斜设置的情形变得很多。在这种设置方法中，由于大量的太阳光的反射光也照射在位于太阳能电池组件背面的背板上，因此要求其最外层的氟树脂薄膜具有更加优异的耐光性、耐热性等。另外，在太阳能电池组件的背板中，仅用氟树脂薄膜不能充分抑制水蒸汽透过量，因而将氟树脂薄膜与铝箔或防湿塑料片层叠，阻隔侵入太阳能电池组件内的水蒸汽。因此，从保护该层叠层中使用的粘接剂、塑料片免受太阳光的作用的观点出发，要求氟树脂薄膜对于波长360nm以下的紫外线的透射率低于1％。
进而，在倾斜地设置太阳能电池组件的基础上，其品质保证年数也延长至30年。从上述理由出发，期望有耐久性比专利文献1～3那样的氟树脂薄膜更优异、波长360nm以下的紫外线的透射率低于1％的氟树脂薄膜。
本发明的目的是提供暗色系氟树脂薄膜，其为能够在太阳能电池组件的背板的最外层使用的氟树脂薄膜，波长360nm以下的紫外线的透射率低于1％，而且具有充分的电绝缘性和耐候性、特别是耐热性优异。另外，本发明的目的是提供具有优异耐久性、能够长期稳定地保护太阳能电池组件的太阳能电池组件用背板。
用于解决问题的方案
本发明的暗色系氟树脂薄膜提供了具有以下构成的太阳能电池组件的背板所使用的氟树脂薄膜和太阳能电池组件用背板。
[1]一种暗色系氟树脂薄膜，其特征在于，是用于太阳能电池组件的背板的氟树脂薄膜，该薄膜以乙烯-四氟乙烯共聚物为主要成分，相对于100质量份乙烯-四氟乙烯共聚物，含有1.0～4.5质量份的依据JIS K6221的6.4.2测定的pH为8～10的炭黑。
[2]根据上述[1]所述的暗色系氟树脂薄膜，其中，所述炭黑的依据JIS K6217测定的氮吸附比表面积为30～150m2/g。
[3]一种太阳能电池组件用背板，其特征在于，其由具备有上述[1]或[2]所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成，所述炭黑为乙炔黑或炉黑。
[4]一种太阳能电池组件用背板，其由具备有上述[1]～[3]中的任一项所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成，所述氟树脂薄膜还含有铜化合物，该铜化合物的含量相对于100质量份乙烯-四氟乙烯共聚物为1×10-4～5×10-2质量份。
[5]一种太阳能电池组件用背板，其由具备有上述[1]～[4]中的任一项所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成，所述氟树脂薄膜的波长360nm以下的紫外线的透射率低于1％。
[6]一种太阳能电池组件用背板，其由具备有上述[1]～[5]中的任一项所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成，所述氟树脂薄膜的体积电阻率为1×1013Ω·cm以上。
[7]一种太阳能电池组件用背板，其由至少在最外层具备所述暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成即由至少在最外层具备有上述[1]～[6]中的任一项所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成。
[8]根据上述[7]所述的太阳能电池组件用背板，其中，所述层叠体是依次层叠有所述暗色系氟树脂薄膜、粘接剂层和防湿层的层叠体。
[9]根据上述[7]所述的太阳能电池组件用背板，其中所述层叠体是依次层叠有所述暗色系氟树脂薄膜、粘接剂层、防湿层、粘接剂层和氟树脂薄膜的层叠体。
[10]根据上述[7]～[9]中的任一项所述的太阳能电池组件用背板，其中所述暗色系氟树脂薄膜的厚度为12～100μm。
发明的效果
本发明的暗色系氟树脂薄膜是能够用于太阳能电池组件的背板的最外层的薄膜，波长360nm以下的紫外线的透射率低于1％，且具有充分的电绝缘性和耐候性、特别是耐热性优异。
另外，本发明的太阳能电池组件用背板通过使用上述暗色系氟树脂薄膜作为最外层，由此具有优异的耐久性，可长期稳定地保护太阳能电池组件。
附图说明
图1为示出本发明的太阳能电池组件用背板的实施方式的一个例子的截面图。
图2为示出本发明的太阳能电池组件用背板的另外的实施方式的截面图。
图3为示出本发明的氟树脂薄膜的断裂强度和断裂伸长率的耐热试验后的保持率的图。
附图标记说明
1、2背板  11氟树脂薄膜  12粘接剂层  13防湿层  14粘接剂层  15氟树脂薄膜
具体实施方式
[暗色系氟树脂薄膜]
本发明的暗色系氟树脂薄膜(以下简称为“氟树脂薄膜”)是以乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)为主要成分的薄膜，且含有炭黑。以ETFE为主要成分的氟树脂薄膜中，ETFE相对于100质量％构成薄膜的全部树脂的质量比例优选为90质量％以上，更优选为98质量％以上，特别优选为100质量％。
(乙烯-四氟乙烯共聚物)
ETFE具有以四氟乙烯(以下称为“TFE”)为基础的重复单元和以乙烯为基础的重复单元。两者的摩尔比(TFE/烯)优选为20/80～80/20，更优选为30/70～70/30，进一步优选为40/60～60/40。
ETFE除了含有以TFE和乙烯为基础的重复单元还可以含有以其他单体为基础的重复单元。
作为其他单体，例如可列举出CF2＝CFCl、CF2＝CH2等氟乙烯类(TFE除外)；CF2＝CFCF3(HFP)、CF2＝CHCF3等氟丙烯类；X(CF2)nCY＝CH2(其中，X、Y各自独立地为氢原子或氟原子，n表示2～8的整数)所示的多氟烷基乙烯类；Rf(OCFXCF2)mOCF＝CF2(其中，Rf表示碳原子数1～6的全氟烷基，X表示氟原子或三氟甲基，m表示0～5的整数)等全氟乙烯基醚类；CH3OC(＝O)CF2CF2CF2OCF＝CF2、FSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF＝CF2等具有可容易地转化为羧酸基或磺酸基的基团的全氟乙烯基醚类；CF2＝CFOCF2CF＝CF2、CF2＝CFO(CF2)2CF＝CF2等具有不饱和键的全氟乙烯基醚类；全氟(2，2-二甲基-1，3-二氧杂环戊烯)(PDD)、2，2，4-三氟-5-三氟甲氧基-1，3-二氧杂环戊烯、全氟(2-亚甲基-4-甲基-1，3-二氧戊环)等具有脂肪族环结构的含氟单体类；C3烯烃(丙烯等)、C4烯烃(丁烯、异丁烯等)等烯烃类(乙烯除外)。
在X(CF2)nCY＝CH2所示的多氟烷基乙烯中，n优选为2～6，更优选为2～4。作为其具体例子，可列举出CF3CF2CH＝CH2、CF3CF2CF2CF2CH＝CH2、CF3CF2CF2CF2CF＝CH2、CF2HCF2CF2CF＝CH2、CF2HCF2CF2CF＝CH2等。
作为Rf(OCFXCF2)mOCF＝CF2等全氟乙烯基醚类的具体例子，可列举出全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、CF2＝CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2CF3、CF2＝CFO(CF2)3O(CF2)2CF3、CF2＝CFO(CF2CF(CF3)O)2(CF2)2CF3、CF2＝CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2CF3。
作为ETFE中的其他单体，上述多氟烷基乙烯、HFP、PPVE是优选的，HFP、PPVE、CF3CF2CH＝CH2、CF3(CF2)3CH2＝CH是更优选的。
这些其他单体可以仅仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在ETFE的所有重复单元(100摩尔％)中，以其他单体为基础的重复单元的比例优选为10摩尔％以下，更优选为6摩尔％以下，进一步优选为3摩尔％以下。
对ETFE的数均分子量没有特别限制，优选为10万～50万，更优选为20～40万。如果ETFE的数均分子量为10万以上，则不容易产生耐热试验中的强度下降。另外，如果ETFE的数均分子量为50万以下，则容易成型10μm左右的薄的薄膜。
作为除了ETFE以外的可使用的聚合物，可列举出氟乙烯系聚合物、偏二氟乙烯系聚合物、偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯系共聚物、四氟乙烯-丙烯系共聚物、四氟乙烯-偏二氟乙烯-丙烯系共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯系共聚物、全氟(烷基乙烯基醚)-四氟乙烯系共聚物等。
(炭黑)
炭黑优选使用乙炔黑、炉黑等。乙炔黑在纯度方面是优异的，炉黑在价廉、容易得到的方面是优异的。炭黑可以使用单独一种，也可以将两种以上组合使用。
本发明中的炭黑是依据JIS K6221的6.4.2测定的pH为8～10的炭黑。另外，炭黑的上述pH优选为9～10。
通过使用pH8～10的炭黑，可得到具有特别优异的耐热性的氟树脂薄膜。另外，pH8以上的炭黑与原料为石油的炭黑、使用硝酸等酸性溶液特意加成官能团的pH2～7的炭黑相比，表面的氧官能团、氮官能团的量少，杂质也少。上述官能团与ETFE相互作用，混炼时，混炼物放热，温度容易上升。该官能团的量少时，容易控制混炼时的温度。另外认为，容易使炭黑良好地分散在疏水性的ETFE中。
另外，ETFE在熔点以上混炼时，有很少量的氟树脂薄膜分解，产生了HF(氢氟酸)。该HF在耐热试验等中使ETFE聚合物分解而低分子化，因此可能成为使氟树脂薄膜的强度、伸长率下降的引发剂。此外，在将氟树脂薄膜与防湿塑料片、铝箔层叠时，使该层叠层中使用的粘接剂的分子量降低，使粘接强度下降。然而，认为通过使用pH8以上的碱性炭黑能够立即中和所产生的HF来抑制氟树脂薄膜的强度、伸长率的下降。如果是pH9以上的炭黑，这种酸吸收效果可获得更高的效果。
在本发明的氟树脂薄膜中，发现与用一般的氟橡胶等中用作酸吸收剂的氧化锌、氧化镁无法获得充分的酸吸收效果相反，通过使用上述碱性的炭黑，能够获得良好的酸吸收效果。
另外，本发明中的炭黑依据JIS K6217测定的氮吸附比表面积优选为30～150m2/g，更优选为50～140m2/g，进一步优选为40～135m2/g。
如果上述比表面积为30m2/g以上，则炭黑的易于获得性优异。另外，比表面积过大时，由于炭黑的粒径过小，炭黑之间容易凝集。其结果，炭黑的分散性差，或者该凝集物成为氟树脂薄膜的强度、伸长率变差的起点。另一方面，如果比表面积为150m2/g以下，则容易抑制这种问题。另外，由于获得了充分的堆密度，炭黑的处理性变得更加良好。进而，ETFE在达到350℃以上时分解，而如果上述比表面积为150m2/g以下，则容易抑制由于混炼时的放热导致的温度急剧上升，容易控制温度以稳定地混炼。
相对于100质量份ETFE，氟树脂薄膜中的炭黑的含量为1.0～4.5质量份，优选为1.0～4.0质量份，更优选为1.0～3.5质量份，进一步优选为1.5～3.0质量份。如果炭黑的含量相对于100质量份ETFE为1.0质量份以上，则可充分获得炭黑所产生的效果。另外，虽然原因不明，但如果炭黑的含量相对于100质量份ETFE超过4.5质量份，则在耐热试验中见不到机械物性提高。
另外，本发明的氟树脂薄膜在ETFE中还可以含有除炭黑以外的其他添加剂。
作为添加剂，可列举出氧化铜、碘化铜等铜化合物。通过含有所述铜化合物，所得氟树脂薄膜的耐热性进一步提高。上述铜化合物的粒径优选为1～50μm。另外，氟树脂薄膜中的上述铜化合物的含量相对于100质量份ETFE优选为1×10-4～5×10-2质量份(1～500ppm)，更优选为5×10-4～3×10-2质量份(5～300ppm)，最优选为1×10-3～2×10-2质量份(10～200ppm)。
另外，还可以含有氧化钛、氧化铁、蓝色的铝钴氧化物等氧化物颜料。
对氟树脂薄膜的形状和厚度没有特别限制，厚度优选为12～100μm，更优选为20～50μm。
由于本发明的氟树脂薄膜相对于100质量份ETFE含有1.0质量份以上的炭黑，因此波长360nm以下的紫外线的透射率优选为低于1％，更优选为0.5％以下，最优选为0.1％以下。因此，在作为太阳能电池组件的背板的最外层使用时，可以充分地保护背板中使用的粘接剂、防湿塑料片。另外，由于相对于100质量份ETFE含有1.0质量份以上的炭黑，因此优选可见光透射率低于10％的黑色的薄膜，在该情况下，具有优异的隐蔽性。可见光透射率更优选为5％以下，最优选为1％以下。
关于电绝缘特性，并非要求薄的氟树脂薄膜单独具有高绝缘性能，但体积电阻率在耐气候试验、耐热试验的前后变化很大的不优选。通常，值变化10倍以上的薄膜不能用于太阳能电池用背板。本发明的氟树脂薄膜的体积电阻率优选为1×1013Ω·cm以上，在该情况下，具有充分的电绝缘性，即使在耐气候试验、耐热试验之后，该值也没有大的变动。体积电阻率更优选为5×1013Ω·cm以上，最优选为1×1014Ω·cm以上。
(制造方法)
对于将ETFE、和炭黑、和根据需要的铜化合物、氧化物颜料混炼的方法没有特别限制，可以使用公知的方法。例如，可以使用下述方法：配合规定量的ETFE、炭黑等，将其用双螺杆挤出机挤出，由此进行混炼。
另外，为了使炭黑分散在ETFE中，需要在ETFE的熔点以上进行混炼，在分散状态差的情况下，树脂温度比设定的温度高数十度，有时接近树脂的分解温度(350℃)。混炼时的温度优选为300～340℃。
另外，对氟树脂薄膜的成型方法没有特别限制，可以使用公知的成型方法。例如，可以使用的成型方法为：将通过上述混炼方法混炼了的树脂材料，用具有T型模头的挤出机挤出，由此成型的方法。
以上说明的本发明的氟树脂薄膜具有充分的耐水解性、电绝缘性、耐光性和耐候性，水蒸汽透过量也少，特别是耐热性优异。认为这是由于：在氟树脂薄膜为使用ETFE的氟树脂薄膜的基础上使其含有pH8～10的炭黑，从而使耐热性有了飞跃性提高的缘故。
已知炭黑具有自由基捕捉作用，认为这有可能提高氟树脂薄膜的耐热性、耐候性。
另一方面，根据所添加的炭黑的种类，由于分散状态好坏的影响、或者由于分散时的异常生热等导致的ETFE热老化的影响，氟树脂薄膜的耐热性、耐候性有可能下降。即，关于满足作为太阳能电池背板应具备的耐热性、耐候性二者的研究是不充分的，本发明人发现，通过使用满足pH8～10的条件的炭黑，会提高使用ETFE的氟树脂薄膜的耐热性。
另外，通过使用比表面积为30～150m2/g的炭黑，可以更稳定地得到耐热性优异的氟树脂薄膜。
[太阳能电池组件用背板]
本发明的太阳能电池组件用背板(以下称为“背板”)由至少在最外层上具有上述本发明的氟树脂薄膜的层叠体构成。以下，示出本发明的背板的实施方式的一个例子来详细说明。图1为示出第一实施方式的背板1的图，图2为示出第二实施方式的背板2的图。
(第一实施方式)
如图1所示，本实施方式的背板1由氟树脂薄膜11、粘接剂层12和防湿层13依次层叠而成的层叠体构成。
氟树脂薄膜11是背板1的最外层，是在太阳能电池组件的背面与外部空气接触的层。氟树脂薄膜11使用本发明的氟树脂薄膜。对氟树脂薄膜11的形状没有特别限制，可以根据使用的太阳能电池组件的形状来适当选择。
氟树脂薄膜11的厚度优选为12～100μm，更优选为20～50μm。如果氟树脂薄膜11的厚度为12μm以上，则易于抑制氟树脂薄膜11开孔，另外易于充分获得保护太阳能电池组件的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)等封装树脂、太阳能电池元件的效果。另外，如果氟树脂薄膜11的厚度为100μm以下，则可以将制造成本压至更低。
粘接剂层12是将氟树脂薄膜11与防湿层13粘接的层。
形成粘接剂层12的粘接剂可以使用通常用于太阳能电池组件的背板的粘接剂，从耐水解性优异的观点出发，由主剂和固化剂构成的双组分型聚氨酯系粘接剂是优选的。
粘接剂层12的厚度优选为1～10μm，更优选为2～5μm。粘接剂层12的厚度越薄越是有利的，但粘接剂层12的厚度小于1μm时，氟树脂薄膜11与防湿层13的粘接强度有可能变得不充分，而如果粘接剂层12的厚度为1μm以上，则会获得3N/cm以上的粘接强度。
防湿层13发挥了降低背板1的水蒸汽透过量而提高防湿性的作用。
作为防湿层13，例如可列举出铝箔等金属箔、防湿聚对苯二甲酸乙二醇酯等防湿塑料。
防湿层13的厚度优选为20～250μm，更优选为50～200μm。
该防湿层很少是仅仅具有防湿效果的构成的层，大多是同时具有电绝缘性能的构成的层。具体而言，结构为在厚度数μm～20μm左右的铝箔的单侧或双面层叠有厚度25～150μm左右的PET薄膜的层，或者不使用铝箔等金属箔，仅仅由60～250μm左右的防湿PET薄膜等塑料薄膜构成的层等。
为了提高与作为太阳能电池组件的太阳能电池元件的封装树脂的EVA等的粘接性，在防湿层13的表面可以具有底涂层。作为形成底涂层的底涂剂，丙烯酸系底涂剂、聚酯系底涂剂或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是优选的。
背板1的制造方法可以使用公知的方法。例如，可列举出下述方法：通过电晕放电或等离子放电，对氟树脂薄膜11的表面进行处理，然后使用形成粘接剂层12的粘接剂，通过层叠法形成由氟树脂薄膜11、粘接剂层12和防湿层13构成的层叠体来制造背板1。
(第二实施方式)
如图2所示，第二实施方式的背板2是将氟树脂薄膜11、粘接剂层12、防湿层13、粘接剂层14和氟树脂薄膜15依次层叠而成的。背板2中的氟树脂薄膜11、粘接剂层12和防湿层13与第一实施方式的背板1相同。
粘接剂层14是粘接防湿层13和氟树脂薄膜15的层。
作为形成粘接剂层14的粘接剂，可以使用与在第一实施方式的粘接剂层12中所举出的粘接剂相同的粘接剂。另外，粘接剂层14的优选厚度也与粘接剂层12相同。
氟树脂薄膜15具有进一步提高保护太阳能电池组件的EVA等封装树脂、太阳能电池元件的效果的作用。
在氟树脂薄膜15中可以与氟树脂薄膜11同样地使用本发明的氟树脂薄膜。另外，可以使用采用ETFE的白色或黑色的公知的氟树脂薄膜。另外，可以使用由PVF、PVDF构成的白色或黑色的公知的氟树脂薄膜。
氟树脂薄膜15的厚度优选为12～100μm，更优选为20～50μm。如果氟树脂薄膜15的厚度为12μm以上，则容易获得保护太阳能电池组件的EVA等封装树脂、太阳能电池元件的效果。另外，如果氟树脂薄膜15的厚度为100μm以下，则可以将制造成本压至更低。
与第一实施方式的背板1同样地，为了提高与太阳能电池组件的太阳能电池元件的封装树脂的EVA等的粘接性，在氟树脂薄膜15的表面上可以形成底涂层。
背板2的制造方法可以采用公知的方法，与背板1的情况同样，可以使用利用层叠法的制造方法等。
以上说明的本发明的背板由于具有本发明的氟树脂薄膜作为最外层，因而具有充分的电绝缘性、耐候性，特别是耐热性优异。因此，与现有的背板相比，可以长期保持太阳能电池组件的品质。另外，可以适宜地用作根据设置场所的纬度以最佳角度倾斜设置的太阳能电池组件的背板。
另外，本发明的背板不限于图1和图2所例示的背板，只要为使用本发明的氟树脂薄膜作为最外层的层叠体，该氟树脂薄膜以外的构成可以使用公知的各种构成。
实施例
以下给出实施例和比较例来详细说明本发明。然而，本发明不受以下的记载限制。另外，本实施例中的“份”是指“质量份”。
[评价方法]
本实施例中的氟树脂薄膜可以通过如下所述的薄膜外观、光学特性、体积电阻率、断裂强度和断裂伸长率来评价。
(薄膜外观)
关于薄膜外观，目视检查有无炭黑的分散不良。无分散不良评价为“○”，有分散不良评价为“×”。
(光学特性)
使用岛津制作所公司制造的UV-PC3300测定仪，测定JIS R 3106中规定的可见光透射率(％)来评价黑色隐蔽性。另外，同样地测定波长360nm的紫外线透射率(％)。
作为黑色隐蔽性，如果上述可见光透射率低于10％，则视为具有充分的隐蔽性。另外，在太阳能电池用背板中使用本发明的氟树脂薄膜的情况下，如果考虑到粘接剂的保护，则要求360nm的紫外线透射率低于1％。
(体积电阻率)
所得氟树脂薄膜的体积电阻率(1013Ω·cm)使用数字超高电阻/微小电流计R8340(ADC CORPORATION制造)测定施加500V电压后的体积电阻率来获得。另外，进行加速耐气候试验(SWM(阳光耐气候试验箱)，5000小时)、或进行230℃×168小时的耐热试验，然后同样地测定体积电阻率。加速耐气候试验使用加速耐气候试验装置(Suga Test Instruments Co.，Ltd.制造：Sunshine 300)在黑板温度为63℃的曝露条件下来测定。
关于电绝缘性，并非要求25μm左右的薄氟树脂薄膜单独具有高绝缘性能，但体积电阻率在耐气候试验、耐热试验之后变化10倍以上的则评价为不能在太阳能电池用背板中采用。
(断裂强度和断裂伸长率)
使用试样旋转型的Geer Oven(ESPEC CORP.制造，GPHH-101)作为测定装置，投入将所得氟树脂薄膜切取为7cm×15cm尺寸而得的样品，根据ASTM D638TYPE V中规定的形状冲出哑铃状片，测定纵向(MD方向)与横向(TD方向)的断裂强度(MPa)和断裂伸长率(％)。而且，以纵向与横向的平均值作为氟树脂薄膜的断裂强度和断裂伸长率。
另外，与体积电阻率的情况相同，加速耐气候试验(SWM，5000小时)后，或230℃×168小时的耐热试验后，测定断裂强度和断裂伸长率，算出相对于试验前的值(初始值)的保持率(％)。
以下说明实施例和比较例。
[实施例1]
将1kg作为炭黑的DENKA BLACK粉状品(乙炔黑，DENKA公司制造)配合到20kg的Fluon C-88AX(ETFE树脂，旭硝子株式会社制造)中，充分混合。接着，用35mm的同方向双螺杆挤出机(TEM35，东芝机械公司制造)，在温度320℃、每小时20kg的排出量下挤出，得到相对于100份ETFE含有5.0份炭黑的黑色母料。DENKA BLACK粉状品的比表面积依据JIS K6217的方法测定时，为69m2/g，pH依据JI S K6221的6.4.2测定时，为9.5(以下通过相同方法测定)。
将上述黑色母料在150℃下干燥1小时，然后用C-88AX稀释，配合成炭黑含量相对于100份ETFE为1.5份，成型为厚度25μm的氟树脂薄膜。使用前端设置有宽度300mm的T型模头的30mm短螺杆挤出机在330℃下进行成型。
[实施例2和3]
将实施例1的黑色母料在150℃下干燥1小时，然后用C-88AX稀释，配合成炭黑含量相对于100份ETFE为2.0份(实施例2)和3.5份(实施例3)，除此以外，与实施例1同样地成型氟树脂薄膜。
[实施例4和5]
用规定量的DENKA BLACK FX-35(乙炔黑，比表面积133m2/g，pH9.2，DENKA公司制造)代替DENKA BLACK粉状品配合到C-88AX中，充分混合。接着，用35mm的同方向双螺杆挤出机在温度320℃、每小时20kg的排出量下挤出，混炼以使得炭黑含量相对于100份ETFE为1.0份(实施例4)和3.0份(实施例5)，然后使用前端设置有宽度300mm的T型模头的30mm短螺杆挤出机在330℃下成型为氟树脂薄膜。
[实施例6]
用规定量的炭黑#45L(炉黑，比表面积125m2/g，pH8.0，三菱化学公司制造)代替Denka Black粉状品配合到C-88AX中，充分混合。接着，用35mm的同方向双螺杆挤出机在温度320℃、每小时20kg的排出量下挤出，混炼以使得炭黑含量相对于100份ETFE为2.0份，然后使用前端设置有宽度300mm的T型模头的30mm短螺杆挤出机在330℃下成型为氟树脂薄膜。
[实施例7]
在实施例1的黑色母料稀释时，添加氧化铜以使得氧化铜的含量为50ppm，除此以外，用与实施例2同样的方法成型氟树脂薄膜。
[实施例8]
在实施例1的黑色母料稀释时，添加碘化铜以使得碘化铜的含量为30ppm，除此以外，用与实施例2同样的方法成型为氟树脂薄膜。
[比较例1]
不使用炭黑，仅仅使用C-88AX(ETFE树脂，旭硝子株式会社制造)，使用前端设置有宽度300mm的T型模头的30mm短螺杆挤出机在330℃下成型为厚度25μm的氟树脂薄膜。
[比较例2]
将实施例1的黑色母料在150℃下干燥1小时，然后用C-88AX稀释，配合以使得炭黑含量相对于100份ETFE为0.5份，除此以外，用与实施例1同样的方法成型为氟树脂薄膜。
[比较例3]
实施例1的黑色母料不稀释地直接使用，使得炭黑含量相对于100份ETFE为5.0份，除此以外，用与实施例1同样的方法成型为氟树脂薄膜。
[比较例4～8]
代替Denka Black粉状品而使用炭黑MA 100R(炉黑，比表面积110m2/g，pH3.5，三菱化学公司制造)(比较例4)、TOKABLACK #8500/F(炉黑，比表面积290m2/g，pH5.5，Tokai Carbon Co.，Ltd.制造)(比较例5)、TOKABLACK#7550SB/F(炉黑，比表面积135m2/g，pH7.5，Tokai Carbon Co.，Ltd.制造)(比较例6)、TOKABLACK#7360SB(炉黑，比表面积77m2/g，pH7.5，Tokai Carbon Co.，Ltd.制造)(比较例7)、TOKABLACK#4500(炉黑，比表面积58m2/g，pH6.0，Tokai Carbon Co.，Ltd.制造)(比较例8)。以规定量配合各炭黑于C-88AX，充分混合，用35mm的同方向双螺杆挤出机在温度320℃、每小时20kg的排出量下挤出，混炼以使得炭黑含量相对于100份ETFE为2.0份，得到粒料。使用前端设置有宽度300mm的T型模头的30mm短螺杆挤出机在330℃下由所得粒料成型为氟树脂薄膜。
[比较例9]
在炭黑(使用与比较例6相同的炭黑)的基础上，配合碘化铜使其含量为50ppm，除此以外，用与比较例4～8同样的方法成型为氟树脂薄膜。
实施例1～8和比较例1～9的氟树脂薄膜的评价结果在表2和图3中示出。其中，表1中的“AB”表示乙炔黑，“FB”表示炉黑。
Figure BPA00001347118000191
如表1和图3所示，相对于100份ETFE以1.0～3.5份的比例含有pH8～10的炭黑的实施例1～8的氟树脂薄膜，其在加速耐气候试验后的断裂强度和断裂伸长率的保持率高，另外，与不含炭黑的比较例1相比，耐热试验后的断裂强度和断裂伸长率的保持率非常高。这样可知，通过含有特定的炭黑，氟树脂薄膜的耐候性和耐热性得到提高。另外，实施例7和8由于还含有氧化铜、碘化铜的铜化合物，与实施例2相比，耐热性进一步提高。
另外，实施例1～8的氟树脂薄膜的炭黑分散良好，波长360nm的紫外线透射率和可见光透射率均为0.1％以下(实施例1的可见光透射率除外)，耐光性优异，还具有充分的隐蔽性。
另外，实施例1～8的氟树脂薄膜的体积电阻率值全部为1×1013Ω·cm以上，具有充分的电绝缘性，另外，该值没有由于加速耐气候试验、耐热试验而产生大的变化。
另一方面，在炭黑量为较少的0.5份的比较例2中，虽然在加速耐气候试验后，充分保持了断裂强度和断裂伸长率，但耐热试验后断裂强度和断裂伸长率大幅下降，即使与不含炭黑的情况(比较例1)相比，也未见耐热性的提高。
另外，在炭黑的量为较多的5.0份的比较例3中，虽然在加速耐气候试验后，一定程度保持了断裂强度和断裂伸长率，但耐热试验后断裂强度和断裂伸长率大幅下降，未见耐热性的提高。
另外，在使用的炭黑的pH小于8的比较例4～9中，在加速耐气候试验后，断裂强度和断裂伸长率有的是下降的，耐热试验后断裂强度和断裂伸长率大幅下降。特别是，对于使用的炭黑的比表面积为290m2/g、pH为5.5的比较例5，炭黑的分散状态不好，耐候性和耐热性低。另外，在比较例9中，尽管含有碘化铜，耐热性也低。
产业上的可利用性
本发明的暗色系氟树脂薄膜具有优异的耐水解性、电绝缘性、耐光性和耐候性，水蒸汽透过量少，特别是耐热性优异，因此，能够适宜地用于根据设置场所的纬度以最佳角度倾斜设置的太阳能电池组件的背板。
另外，2008年10月9日提交的日本专利申请2008-262581号的说明书、权利要求书、附图和说明书摘要的全部内容在此处引用，作为本发明说明书的公开内容并入。

Claims (10)

1.一种暗色系氟树脂薄膜，其特征在于，是用于太阳能电池组件的背板的氟树脂薄膜，该薄膜以乙烯-四氟乙烯共聚物为主要成分，相对于100质量份乙烯-四氟乙烯共聚物，含有1.0～4.5质量份的依据JIS K6221的6.4.2测定的pH为8～10的炭黑。
2.根据权利要求1所述的暗色系氟树脂薄膜，其中，所述炭黑的依据JIS K6217测定的氮吸附比表面积为30～150m2/g。
3.一种太阳能电池组件用背板，其由具备有权利要求1或2所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成，所述炭黑为乙炔黑或炉黑。
4.一种太阳能电池组件用背板，其由具备有权利要求1～3中的任一项所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成，所述氟树脂薄膜还含有铜化合物，该铜化合物的含量相对于100质量份乙烯-四氟乙烯共聚物为1×10-4～5×10-2质量份。
5.一种太阳能电池组件用背板，其由具备有权利要求1～4中的任一项所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成，所述氟树脂薄膜的波长360nm以下的紫外线的透射率低于1％。
6.一种太阳能电池组件用背板，其由具备有权利要求1～5中的任一项所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成，所述氟树脂薄膜的体积电阻率为1×1013Ω·cm以上。
7.一种太阳能电池组件用背板，其由至少在最外层具备有权利要求1～6中的任一项所述的暗色系氟树脂薄膜的层叠体构成。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池组件用背板，其中，所述层叠体是依次层叠有所述暗色系氟树脂薄膜、粘接剂层和防湿层的层叠体。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池组件用背板，其中所述层叠体是依次层叠有所述暗色系氟树脂薄膜、粘接剂层、防湿层、粘接剂层和氟树脂薄膜的层叠体。
10.根据权利要求7～9中的任一项所述的太阳能电池组件用背板，其中所述暗色系氟树脂薄膜的厚度为12～100μm。
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