JP2010519742A

JP2010519742A - 太陽電池モジュール用バックシート及びその修理方法

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Publication number: JP2010519742A
Application number: JP2009550092A
Authority: JP
Inventors: マリナ・テムチェンコ; デイヴィッド・ウィリアム・アヴィソン; フランク・アンソニー・マナリノ; サミュエル・リム
Original assignee: マディコ・インコーポレーテッド
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2010-06-03
Also published as: WO2008143719A3; EP2121311A4; TW200933902A; CA2673018A1; MX2009008763A; AU2008253723A1; EP2121311A2; KR20130027038A; CN101605657B; KR20090121273A; WO2008143719A2; CN101605657A; KR101388381B1

Abstract

本発明によれば、太陽電池モジュール用の保護バックシートが提供される。本願のバックシートは優れた耐候性、耐熱性、保色性、層と封入材との接着性、及び耐引掻性を有する。バックシートは、湿分透過によるソーラーモジュールの性能低下を最小限にすることができる。また、長期間に渡って、所望される光電変換効率を達成することが可能である。加えて、記述されるバックシート、又はバックスキンは、審美的に優れた形体で製造することができる。

Description

本発明は太陽電池モジュールに関する。より詳細には、本発明は保護バックシートに関する。

太陽電池モジュールによって利用される太陽エネルギーは、今世紀に使い尽くされる化石燃料に代わる最も有望なものの１つである。しかしながら、太陽電池モジュールの生産及び設置工程は未だ高価なものである。一般的な太陽電池モジュールはガラス製又は可撓性透明フロントシート、太陽電池、封入材、保護バックシート、モジュールのエッジを覆う保護シール、並びにシールを覆うアルミニウム製外周フレームから構成される。図１に示すように、フロントシート１０、バックシート２０、及び封入材３０及び３０’は、セル４０の配列を風化剤、湿気、機械的負荷、及び衝撃から保護するように設計されている。また、これらは安全性及び電流漏れ防止のための絶縁性を提供する。保護バックシート２０は太陽電池モジュールの使用年数及び効率を向上させるためのものであり、光電流１ワット当たりの費用を削減する。フロントシート１０及び封入材３０、３０’が高い光透過率を得るために透明でなければならない一方で、バックシートは審美的に高い不透過率及び機能的に高い反射性を有している必要がある。軽量薄型太陽電池モジュールは、重量減少、特に建築（建物一体型太陽電池）及び空間への適用、並びに軍事利用（兵士用品への組み入れ等）を含む多くの理由によって望ましいものである。更に、軽量薄型モジュールはコストの減少にも寄与する。また、消耗部材の量の減少は、技術を環境に優しいものとし、より多くの天然資材を節約することになる。

軽量薄型太陽電池を製造するために、軽量薄型バックシートが組み入れられる。しかし、裏面の被覆材料は、光起電性要素、電線、電極等の部品のさびを発生させて太陽電池を損傷する水蒸気及び水の透過を防ぐために、ある程度の防水性を有している必要がある。加えて、バックシートは、絶縁性、機械的保護、ある程度の紫外線安定性、封入材への接着性、及び出力導線の取付機能を提供すべきものである。

現在用いられているバックシートは一般的にはラミネートである。図２は、一般的なラミネート型バックシート２０を説明するものである。ラミネートは、最も一般的にはＴｅｄｌａｒ（登録商標）が用いられるポリ弗化ビニルフィルム２２、ポリエステル（ＰＥＴ）２４、及びエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）２６を基本要素として含む。ＥＶＡ層２６はモジュール内において封入材層３０と結合して誘電層として機能し、良好な防湿性を有する。それは寸法安定性のものである。白色ＥＶＡは有意な電力アップを提供する。ポリエステル層２４は非常に強靭であり、優れた誘電性を有し、寸法安定性であり、良好な防湿性も備える。ポリ弗化ビニル層２２は非常に耐候性のある層として機能する。

これらのフィルムは要求される試験及び実際の使用の間の標準的規格を満たすものではあるが、それらは原価高及びＴｅｄｌａｒ（登録商標）フィルムの入手限度等の幾つかの問題を有する。ＰＶＦ（Ｔｅｄｌａｒ（登録商標））、ＥＣＴＦＥ（Ｈａｌａｒ（登録商標））、その他のフッ化ポリマー等の従来技術の材料における他の欠点は、それらの材料が周囲温度又は中程度の高温において加工できないということである。例えば、ＰＶＦフィルムは、高沸点溶媒（通常は、延伸Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）用にはジメチルアセトアミド、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）ＳＰ用にはプロピレンカーボネ―ト）を用いて、分散液からキャスティング工程によって生成される。ジメチルアセトアミドの沸点は１６４〜１６６℃であり、プロピレンカーボネートの沸点は２００℃である。フィルムの形成を確実にするために、分散液を１６０℃においてその溶媒の９０％以上を処理する必要がある。ＰＶＦ樹脂は熱的に不安定であるために高温を用いることはできない。その溶融温度及び分解温度が非常に近いため、ＰＶＦは硬化乾燥の間に分解してしまうおそれがある。結果として、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）フィルムには常に溶媒が残留している。デュポン社は全ての延伸されたＴｅｄｌａｒ（登録商標）ＰＶＦフィルムに０．０５〜１．０ｗｔ％の範囲の量のジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）が残留するであろうと報告している。

その代わりとなるＥＣＴＦＥ（Ｈａｌａｒ（登録商標））フィルムは３５０℃〜３７５℃において溶融押出にて生成される。結果として、それらに顔料、クレイ等を容易に配合することはできず、また、非常に高価である。

特許文献１には、例えば、ナトリウムイオノマーや亜鉛イオノマーといった２種の異なるイオノマーの組み合わせを含む熱可塑性オレフィンをバックスキン材料として用いることにより製造コスト及びモジュール設置費用を減少させることができることが提案されており、そのような組み合わせにより、個々のイオノマー成分のバリヤ性を超過してバックスキン材料の湿分バリヤ性を向上させる相乗効果を生み出すことが記述されている。また、特許文献１は二相のイオノマーバックスキンと共にイオノマー封入材を用いることを開示している。

しかし、国立再生可能エネルギー研究所（ＮＲＥＬ）は、イオノマー樹脂は溶融プロセスの間にステンレス鋼を用いることが要求される遊離及び結合メタクリル酸を含んでおり、従って製造費用が増加することを報告している（非特許文献１、２）。
米国特許第5741370号 PVMaT Improvements in the Solarex Photovoltaic Module Manufacturing Technology Annual Subcontract Report May 5, 1998 − April 30, 1999 National Renewable Energy Laboratory, January 2000・NREL/SR-520-27643

本発明は、太陽電池モジュール用の保護バックシートを提供する。本願発明のバックシートは優れた耐候性、耐熱性、保色性、層と封入材との接着性、及び耐引掻性を有するものである。バックシートは、湿分透過によるソーラーモジュールの性能低下を最小限にすることができる。また、長期間に渡って、所望される光電変換効率を維持することが可能である。加えて、記述されるバックシート、又はバックスキンは、審美的に優れた形体で製造することができる。

本願発明のバックシートは、液体コーティング塗布テクノロジーを用いた後にＥＶＡをラミネートし、適用の必要性に応じて調整することが可能である。更に、記述されたバックスキン材料を利用した太陽電池モジュールの利便性には、製造コストの大幅な減少が含まれる。

バックスキンにおいて使用される液体コーティングの配合は、従来のバックスキンにおける複数の欠点を改善するものである。バックスキンは、現在入手可能なバックスキンよりも薄く製造することが可能である。バッキング材料は、周囲温度又は適度な高温において加工可能なより容易に入手可能な材料を含むものである。これらの液体コーティングは、ラミネートの第二層に直接塗布することができ、それ故、接着剤を用いる必要がない。加えて、顔料、クレイ等の添加物を容易に配合することが可能である。

一つの態様において、太陽電池モジュール用のバックシートは、有機溶媒可溶性、架橋性、アモルファスのフルオロポリマーを含む層を有するものである。フルオロポリマーは、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）と反応性ＯＨ官能基を有するアルキルビニルエーテルを含む１種以上のアルキルビニルエーテルとのフルオロコポリマーであることができる。バックシートはフルオロコポリマーに混合された架橋剤を含むことができる。

バックシートには、ポリエステル層等の層を加えても良い。他の例として、バックシートはＥＶＡ層も含むことが可能である。他の任意の追加層は、ＥＶＡとポリエステルの共押出物、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、アクラー、アルミニウム、スパッタ酸化アルミニウムポリエステル、スパッタ酸化珪素又は窒化珪素ポリエステル、スパッタ酸化アルミニウムポリカーボネート、及びスパッタ酸化珪素又は窒化珪素ポリカーボネート、の１つ以上を含有することができる。

バックシートのフルオロコポリマー層は、接着剤を使用して又は使用せずにポリエステル層又は他のタイプの層に塗布することができる。また、一層として又は複数層として塗布することが可能である。一つの実施形態において、フルオロコポリマーは１mil未満の層である。他の態様において、フルオロコポリマーは１milより厚い層である。他の実施形態において、バックシートはシリカを含有する。

本発明の他の態様において、太陽電池モジュール用のバックシートが記述される。バックシートは、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と反応性ＯＨ官能基を有する炭化水素オレフィンとのコポリマーを含む。バックシートは、更に、フルオロコポリマーと混合された架橋剤を含有することが可能である。一つの実施形態において、フルオロコポリマー層は１mil未満の厚さを有する。他の実施形態において、フルオロコポリマー層は１mil以上の厚さを有する。他の実施形態において、バックシートはイオノマー層を有する。

フルオロコポリマーは、１種以上のフルオロモノマーのターポリマーである、又はそれを含むことができる。一つの実施形態において、ターポリマーは、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレンを含む。

繰返しになるが、バックシートは、ポリエステル層等の追加層を有することが可能である。フルオロコポリマー層は、接着剤を用いて又は接着剤を用いずにポリエステル層に塗布することができる。フルオロコポリマー層は、単層として又は透明及び着色された複数の層の組み合せとして塗布することが可能である。ポリエステルフィルムは、接着性を向上させるために更にコロナ又は化学処理することが可能である。バックシートは、ＥＶＡ層を含むことができる。他の実施形態において、バックシートはシリカを含有する。他の任意の追加層は、ポリカーボネート、ＥＶＡとポリエステルの共押出物、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、アクラー、アルミニウム、スパッタ酸化アルミニウムポリエステル、スパッタ酸化珪素又は窒化珪素ポリエステル、スパッタ酸化アルミニウムポリカーボネート、及びスパッタ酸化珪素又は窒化珪素ポリカーボネート、スパッタ酸化アルミニウムＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）、スパッタ酸化アルミニウムＺｅｆｆｌｅ（登録商標）、スパッタ酸化珪素又は窒化珪素Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）、スパッタ酸化珪素又は窒化珪素Ｚｅｆｆｋｅ（登録商標）、の１つ以上を含有することができる。

他の態様において、太陽電池モジュールのバックシートを修理する方法が提供される。この方法には、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）と反応性ＯＨ官能基を有するアルキルビニルエーテルを含む１種以上のアルキルビルにエーテルとのアモルファスフルオロコポリマーを含有する配合を、バックシートの修理が必要な箇所に塗布する工程が含まれる。配合の一つの実施形態において、室温又は適度な高温において配合がバックシートに塗布される。他の実施形態において、配合はスタティックミキサーを装備した二室のシリンジに配置される第一及び第二成分を含み、シリンジに装着されたアプリケーターを通して塗布される
一つの実施形態において、配合の第一成分は架橋剤と溶媒との混合物を含み、第二成分は溶媒とフルオロコポリマーとの混合物を含む。

本発明の太陽電池モジュール用の保護バックシートは、湿分透過によるソーラーモジュールの性能低下を最小限にすることができる。また、長期間に渡って、所望される光電変換効率を維持することが可能である。加えて、バックシートを審美的に優れた形体で製造することができる。

本発明をより良く理解するため添付の図面を参照する。
一般的な太陽電池モジュールの拡大図である。一般的なバックシートの一例を示す図である。Ｌｕｍｉｆｌｏｎをベースとしたバックシートの引張力をＴｅｄｌａｒをベースとしたバックシートと比較して耐湿性の関数として示すグラフである。Ｌｕｍｉｆｌｏｎをベースとしたバックシートの破断の際の伸長をＴｅｄｌａｒをベースとしたバックシートと比較して耐湿性の関数として示すグラフである。ＬｕｍｉｆｌｏｎをベースとしたバックシートのＵＶ安定性をＴｅｄｌａｒをベースとしたバックシートと比較して示すグラフである。パッチキットに用いられるアプリケーターの例を示す図である。

１０フロントシート
２０バックシート
２２ポリ弗化ビニルフィルム
２４ポリエステル（層）
２６エチレン酢酸ビニル共重合体（層）
３０、３０’ 封入材（層）
４０セル
５０ミキサー
５２アプリケーター先端
５４パッチキット配合

本発明は太陽電池モジュール用の保護バックシートを提供するものである。一つの実施形態において、バックシートは液体コーティング塗布テクノロジーを利用して生産される。好ましい実施形態においては、液体コーティング塗布に続いてＥＶＡがラミネートされる。この工程は、適用の必要性に応じて調整される。

他の実施形態において、封入材が提供される。封入材は、優れた耐候性、耐熱性、ＵＶ安定性、バックシート材料及びソーラーモジュールの他の部材に対する接着性、絶縁性、及び良好な黄変しない保色性を有する。記述された封入材はスプレーにより塗布され、従って、高温における真空ラミネーション工程を必要とせず、製造コストを削減するものである。

他の態様において、「パッチキット」を用いたバックスキンの断裂又は損傷を迅速容易に修理する方法が提供される。この方法及びパッチキットは、極度の高温や高圧を用いずに、傷ついたバックシートに審美的で頑強なコーティングを迅速に塗布することを可能にする。また、そのような「パッチキット」は、その場における迅速で効率的な修理を可能にする。本発明の方法に従って塗布されるパッチキットのコーティングは、ＩＥＣ６０６６４−１、ＩＥＣ６１７３０、ＩＥＣ１６４６、及びＡＳＴＭＦ１２４９の全ての要求を満たすものである。本発明のこの態様における好ましい実施形態において、「パッチ」配合は、スタティックミキサー及びアプリケーターを装備した二室のシリンジを用いて塗布される。

本発明に用いられる液体コーティングの配合は、室温又は適度の高温で塗布することが可能である。液体コーティング配合の主要な成分はフルオロポリマーであり、好ましくは、有機溶媒可溶性又は水分散性の架橋可能アモルファスフルオロポリマーである。

コーティングの好ましい成分には以下の構造を有するフルオロコポリマーが含まれる。

及び

液体配合中に使用することのできるフルオロコポリマーにはＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）（旭硝子（株））及びＺｅｆｆｌｅ（登録商標）（ダイキン（株））が含まれるが、これらに限定されるものではない。他の材料としては、ＦｌｕｏｒｏＰｅｌ（登録商標）、ＦｌｕｏｒｏＴｈａｎｅ（登録商標）（ＣｙｔｏｎｉｘＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社）、ＦｌｕｏｒｏＬｉｎｋ（登録商標）ＰｏｌｙｍｅｒＭｏｄｉｆｉｅｒｓ（ＳｏｌｖａｙＳｏｌｅｘｉｓ社）が含まれる。液体コーティング配合中の添加される成分としては、架橋剤、触媒、溶媒、並びに、任意に、充填材及び窒化硼素（ＺｙｐＣｏａｔｉｎｇｓ社）等の無機材料が含まれる。

特に好ましい１つのフルオロコポリマーは、１９８２年に旭硝子社によって開発されたＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）である。Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）は、幾つかの特定のアルキルビニルエーテル（ＶＥ）を有するクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）のアモルファスフルオロコポリマーである。

アルキルビニルエーテルモノマーと水酸基との組み合わせは、溶解度、顔料に対する相溶性、架橋性、基材への接着性、強度及び可撓性、等の優れた特性をポリマーに与える。

他の好ましいフルオロポリマーは、有機溶媒に可溶性であるテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と炭化水素オレフィンとのコポリマーである、Ｚｅｆｆｌｅ（登録商標）樹脂（ダイキン(株)）である。より詳細には、Ｚｅｆｆｌｅ（登録商標）は、高性能ペイント及びコーティングにおける主剤として使用されるために調合された、テトラフルオロエチレンと反応性ＯＨ官能基を有する炭化水素との溶液型コポリマーである。

他の実施例において、フルオロポリマーはターポリマーである。ターポリマーは１種又はそれ以上の異なるフルオロモノマーを含有することができる。一例として、ターポリマーはフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレンを含む。Ｄｙｎｅｏｎ（登録商標）ＴＨＶはそのようなターポリマーの一つであり、低加工温度、エラストマー及び炭化水素型プラスチックに対する結合能力、並びに可撓性及び光学的透明度、等の性能的利便性の組み合わせを提供するものである。それを透明フィルムとしてガラスの代わりにフロントシートとして用いることが可能である。顔料を加えることにより、太陽電池モジュール用のバックシートとして使用することができるフィルムが得られる。

液体コーティング配合を形成するために本発明において用いることのできる有機溶媒には、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、キシレン、メタノール、イソプロパノール、エタノール、ヘプタン、エチルアセテート、イソプロピルアセテート、ｎ−ブチルアセテート、ｎ−ブチルアルコール、又はそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されるわけではない。好ましい溶媒には、キシレン、シクロヘキサノン、及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）が含まれる。適切な溶媒は、全ての成分が溶解し、コーティング中の残留溶媒を最小限にする又は除去するようにその沸点が十分に低いものである。

保護コーティングの形成のために本発明で用いることのできる任意の顔料及び充填材には、二酸化チタン、カーボンブラック、ペリレン顔料、色素、染料、マイカ、ポリアミド粉末、窒化硼素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、シリカ、ＵＶ吸収剤、腐蝕防止剤、及び乾燥剤が含まれるがこれらに限定されるものではない。好ましい顔料の一つは、二酸化チタンであるＴｉ−Ｐｕｒｅ（登録商標）Ｒ−１０５（ＤｕＰｏｎｔ社）である。好ましい疎水性変性シリカの一つはＣａｂ−ｏ−ｓｉｌＴＳ７２０（Ｃａｂｏｔ社）である。顔料、ＵＶ吸収剤、及び腐蝕防止剤は、不透過率及び耐候性を付与するように機能する。Ｏｒｇａｓｏｌ（登録商標）Ｕｌｔｒａｆｉｎｅは好ましいポリアミド粉末（ＡｒｋｅｍａＩｎｃ社）であり、光沢を減退させるために含有させることができる。カーボンブラック、顔料、及び染料は、バックシートの色を変化させるために含有させることができる。マイカは難燃性を付与するために含有させることができる。窒化硼素、窒化アルミニウム、及び/又は酸化アルミニウムは、熱伝導性を向上させるために含有させることができる。Ｃｌｏｉｓｉｔｅ（登録商標）Ｎａｎｏｃｌａｙｓ（ＳｏｕｔｈｅｒｎＣｌａｙＰｒｏｄｕｃｔｓ社）、３Ｍ（登録商標）ＧｌａｓｓＢｕｂｂｌｅｓ及び乾燥剤は、湿分バリヤ性を向上させるために含有させることが好ましい。シリカ及び/又は窒化硼素は誘電性を向上させるために含有させることが可能である。また、シリカを、光沢を減退させ、難燃性を付与するために含有させることができる。

有機溶媒不溶性の不粘着性フィルムを得るために、保護コーティングの配合中に架橋剤を用いることが好ましい。好ましい架橋剤には、ＤｕＰｏｎｔＴｙｚｏｒ（登録商標）有機チタネート、シラン、イソシアネート、及びメラミンが含まれるが、これらに限定されるものではない。耐候性を確保するためには脂肪族イソシアネートが好ましく、その理由はそのフィルムが一般的に３０年以上の屋外での使用を意図するものであるからである。

一例として、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとするコーティング組成物用の液体配合は、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）溶液、顔料、架橋剤、及び触媒を混合することにより調整することができる。有機溶媒中でのＬｕｍｉｆｌｏｎ（ポリオール）とイソシアネートとの架橋反応を促進するためにジブチル錫ジラウラートが用いられる。そのような組成物は、好ましくは３〜８０重量部、よリ好ましくは約４６重量部のＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）溶液、５〜６０（より好ましくは約１７）重量部の顔料、及び２０〜８０（より好ましくは約３２）重量部の有機溶媒（ＭＥＫとキシレン又はシクロヘキサノンとの混合物）とを混合して調整される。

バックシートは更なる層を包含することができる。そのような追加層は接着剤を用いて又は用いずにフルオロコポリマー層に塗布可能である。任意の追加層は、例えば、ポリエステル、ＥＶＡ、ポリカーボネート、ポリオレフィン、アクリル、ポリイミド、ポリアミド、液晶ポリマー、アクラー、アルミニウム、スパッタ酸化アルミニウムポリエステル、スパッタ酸化珪素又は窒化珪素ポリエステル、スパッタ酸化アルミニウムポリカーボネート、及びスパッタ酸化珪素又は窒化珪素ポリカーボネート、透明フルオロポリマー及び透明フルオロコポリマー、ポリエステル及びＥＶＡ等のポリマーの共押出層、ポリブタジエンの一種以上を含有することが可能である。

実施例１
実施例１は、本発明によるＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとする保護バックシートの調整を説明するものである。本実施例で用いるＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）は、旭硝子（株）よりキシレンの６０％溶液（２００ｇ）として入手したＬＦ２００グレードのものである。本実施例で用いる顔料は、ＤｕＰｏｎｔ社から入手したＴｉ−Ｐｕｒｅ（登録商標）Ｒ−１０５（７６．２ｇ）である。架橋剤はＢａｙｅｒ社から入手したＤｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）Ｎ３３００（２１．４ｇ）である。高せん断ミキサーを用いて顔料をＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）溶液と混合し、溶媒及び架橋剤を加えた。

次に、配合を塗布した。液体配合をアプリケーターロールによって受皿からフィルムに移し、マイヤーロッドによって計量して所望されるコーティング重量を得た。コーティングを、直接、Ｍｙｌａｒ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔ社）（５mil）ポリエステルフィルムに塗布した。本実施例において接着剤を用いる必要はなく、何も使用しなかった。１０〜１２０ｇ/ｍ^２、好ましくは３０〜９０ｇ/ｍ^２、より好ましくは３０〜４５ｇ/ｍ^２、のコーティング重量でコーティングを塗布した。

乾燥したコーティングは６０〜６５重量％のＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）と３５重量％の顔料とで構成されていた。本実施例において、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとする配合によりコーティングされたポリエステルフィルムを、ポリエステル−ウレタン貼合せ用接着剤を用いて、ＥＶＡ（ビニルアセテート含量：４％）と貼り合せた。次に、このラミネートをＥＶＡ封入材及びモジュールと真空で貼り合せた。

表１はＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）とＺｅｆｆｌｅ（登録商標）をベースとする保護バックシートの特性を、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）ＳＰを用いて調整したバックシートと比較して示すものである。

表２はＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとする保護バックシートの特性を、延伸されたＴｅｄｌａｒ（登録商標）を用いて調整したバックシートと比較して示すものである。

結果は、０．５mil厚のＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）及びＺｅｆｆｌｅ（登録商標）をベースとするコーティングが、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）及びＺｅｆｆｌｅ（登録商標）層の２倍の厚みである１mil厚の非延伸Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）ＳＰに比較して優秀なバリヤ性（より低い透湿性及びより高い電圧抵抗）を示すことを説明するものである。更に、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとするバックシートは、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）をベースとするバックシートよりもコスト効率が良いものである。

表３は、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとする保護バックシートの耐候性を、延伸Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）を用いて調整されたバックシートに比較して示すものである。８５℃及び８５％の相対湿度の条件（湿熱）の人工気候室に、サンプルを２００時間置いた。ＡＳＴＭＤ９０３−９８剥離接着試験、ＡＳＴＭＤ３３５９横断テープ接着試験、及びＡＳＴＭＤ８８２に従い、外層の耐候性を、「湿熱」に晒した場合の関数として、外層とポリエステルとの間の接着性、引張強さ、及び破断時の伸長を測定することによって推定した。表３において、以下の略語が適用される。ＴＢ＝ティアボンド(tear bond)、５Ｂ＝０％のコーティング剥離、４Ｂ＝５％未満のコーティング剥離、３Ｂ＝５〜１５％のコーティング剥離、２Ｂ＝１５〜３５％のコーティング剥離、１Ｂ＝３５〜６５％のコーティング剥離、０Ｂ＝６５％より大きいコーティング剥離。

表３に示すように、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとする薄いバックシートの耐候性は、延伸されたＴｅｄｌａｒ（登録商標）の一つをベースとするバックシートに匹敵するものである。

図３及び４は、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとするバックシートの引張強さ及び破断時の伸長が、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）をベースとするバックシートのそれよりも下落が低いことを「湿熱」に晒した場合の関数として示すものである。

ＵＶ安定性を評価するために、サンプルをキセノンアークランプを備えたＡｔｌａｓｃｉ４０００キセノン耐候性試験機に４６００時間置き、Ｌ*ａ*ｂ*を規則的に測定した。ｂ*値は材料の「黄変」を表す。図５に示すように、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとするバックシートの安定性はＴｅｄｌａｒ（登録商標）をベースとするバックシートに匹敵するものである。

実施例２
実施例２は、本発明によるＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとする保護バックシートの調整の他の具体例を説明するものである。実施例２で用いるＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）は、旭硝子（株）よりキシレンの６０％溶液（１５０ｇ）として入手したＬＦ２００グレードのものである。本実施例で用いる顔料は、ＤｕＰｏｎｔ社から入手したＴｉ−Ｐｕｒｅ（登録商標）Ｒ−１０５（５７ｇ）である。本実施例で用いる疎水変性シリカは、キャボット社から入手したＣａｂ−ｏ−ｓｉｌＴＳ−７２０（１０ｇ）である。架橋剤はＢａｙｅｒ社から入手したＤｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）Ｎ３３００（１６ｇ）である。本実施例で用いる触媒は、Ａｌｄｒｉｃｈ社から入手したジブチル錫ジラウリアート（ＭＥＫ０．１％溶液の０．１５ｇ）である。高せん断ミキサーを用いて顔料及びシリカをＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）溶液と混合し、溶媒、架橋剤及び触媒を加えた。

表４に示されるように、シリカを加えた実施例２においては、シリカを加えなかったＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとするバックシートに対して４５Ｖ（最大許容電圧）の増加となり、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）をベースとするバックシートと比較して４０Ｖの増加となった。

実施例３
実施例３は、本発明の他の実施形態であるＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）をベースとする「パッチキット」配合の調整を説明するものである。

Ｌｕｍｉｆｌｏｎをベースとするパッチキットは、２つの別個の成分Ａ及びＢを含有する配合から調整することが好ましい。

成分Ａは、架橋剤（イソシアネートＤｅｓｍｏｄｕｒＮ３３００（２．５ｇ、バイエル社）と溶媒（本実施例においてはキシレン）との混合物を含む。

成分Ｂは、溶媒と、顔料と、フルオロコポリマーとの混合物を含む。本実施例において、成分Ｂは以下のように調整される。分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１（０．２５ｇ、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ））をキシレン、１４．１ｇのＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）ＬＦ２００、顔料Ｔｉ−Ｐｕｒｅ（登録商標）Ｒ１０１（１０ｇ、ＤｕＰｏｎｔ社）、Ｏｒｇａｓｏｌ（登録商標）２００２Ｄ（４．７ｇ、ＡｒｋｅｍａＩｎｃ社）、着色剤混合物（ＭｉｃｒｏｌｉｔｈＢｌｕｅ、ＭｉｃｒｏｌｉｔｈＹｅｌｌｏｗ、ＭｉｃｒｏｌｉｔｈＢｒｏｗｎ、ＯｒａｓｏｌＢｌａｃｋ）と混合する。損傷したバックシートの色に合うように異なる着色剤を添加することが可能である。

使用の際に、成分Ａ及びＢを、スタティックミキサー備えた二室のシリンジに入れる。アプリケーターを用いて配合をバックシートの損傷部に塗布する。そのようなアプリケーターの１つはＢｒａｎｄｙｗｉｎｅＡｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手可能であり、図６に、ミキサー５０、アプリケーター先端５２、塗布されたパッチキット配合５４として示されている。しかしながら、ブラシ等の全てのタイプのアプリケーターを用いて配合を塗布することが可能である。

パッチキットは、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）/ポリエステル/ＥＶＡ等の従来技術の材料又は本発明により製造されるバックシート等の多くのバックシートに適合したものである。Ｔｅｄｌａｒをベースとするバックシートに塗布された配合に対して部分放電試験を行った。この試験結果は表５にまとめられている。

更に、この配合は、バックシート材料の下層に対する良好な接着性、即ち５Ｂ、をＡＳＴＭＤ３３５９-９７の横断テープ接着試験において示した。

開示された発明には、斯界の当業者には自明な様々な改良、修正、及び適用が存在するが、本願はそのような実施形態をも包含することを意図するものである。本発明を特定の好ましい具体例について記述したが、これら全部の範囲は添付の特許請求の範囲を参照して定められるものである。

本明細書に引用される様々な文献、特許、及び特許出願の開示は、その全部を参照として援用する。

本発明により、優れた耐候性、耐熱性、保色性、層と封入材との接着性、及び耐引掻性を有する太陽電池モジュール用の保護バックシート提供することが可能となり産業上極めて有用なものである。

Claims

太陽電池モジュール用バックシートであって、有機溶媒可溶性及び/又は水分散性、架橋性、アモルファスフルオロポリマーを含有する層を備えたことを特徴とするバックシート。
前記フルオロポリマーが、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）と１種以上のアルキルビニルエーテルとのフルオロコポリマーである請求項１に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマーと混合された架橋剤を更に含む請求項２に記載のバックシート。
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、アクラー、アルミニウム、スパッタ酸化アルミニウムポリエステル、スパッタ二酸化珪素ポリエステル、スパッタ酸化アルミニウムポリカーボネート、及びスパッタ二酸化珪素ポリカーボネート、の１つ以上を含有する層を更に備えた請求項３に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマーと混合された架橋剤を含む層が、接着剤を用いずに前記ポリエステル層に塗布されたものである請求項４に記載のバックシート。
更にＥＶＡ層を備えた請求項５に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマー層が１mil未満の厚さを有するものである請求項６に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマー層が１mil以上の厚さを有するものである請求項６に記載のバックシート。
シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、マイカ、クレイ、窒化硼素、窒化アルミニウム、窒化チタン、カーボンブラック、及び/又は有機顔料を更に含む請求項４に記載のバックシート。
太陽電池モジュール用バックシートであって、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と反応性ＯＨ官能基を有する炭化水素オレフィンとのコポリマーを含有する層を備えたことを特徴とするバックシート。
前記フルオロコポリマーと混合された架橋剤を更に含む請求項１０に記載のバックシート。
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、アクラー、アルミニウム、スパッタ酸化アルミニウムポリエステル、スパッタ二酸化珪素ポリエステル、スパッタ酸化アルミニウムポリカーボネート、及びスパッタ二酸化珪素ポリカーボネート、の１つ以上を含有する層を更に備えた請求項１１に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマーと混合された架橋剤を含む層が、接着剤を用いずに前記ポリエステル層に塗布されたものである請求項１１に記載のバックシート。
更にＥＶＡ層を備えた請求項１３に記載のバックシート。
更にイオノマー層を備えた請求項１３に記載のバックシート。
クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）と１種以上のアルキルビニルエーテルとのフルオロコポリマー層を更に備えた請求項１２に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマー層が１mil未満の厚さを有するものである請求項１３に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマー層が１mil以上の厚さを有するものである請求項１３に記載のバックシート。
シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、マイカ、クレイ、窒化硼素、窒化アルミニウム、窒化チタン、カーボンブラック、及び有機顔料の一つ以上を更に含む請求項１１に記載のバックシート。
太陽電池モジュール用バックシートであって、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのターポリマーを含有する層を備えたことを特徴とするバックシート。
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、アクラー、アルミニウム、スパッタ酸化アルミニウムポリエステル、スパッタ二酸化珪素ポリエステル、スパッタ酸化アルミニウムポリカーボネート、及びスパッタ二酸化珪素ポリカーボネート、の１つ以上を含有する層を更に備えた請求項２０に記載のバックシート。
更にＥＶＡ層を備えた請求項２１に記載のバックシート。
更にイオノマー層を備えた請求項２１に記載のバックシート。
クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）と１種以上のアルキルビニルエーテルとのフルオロコポリマー層を更に備えた請求項２１に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマー層が１mil未満の厚さを有するものである請求項２４に記載のバックシート。
前記フルオロコポリマー層が１mil以上の厚さを有するものである請求項２４に記載のバックシート。
シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、マイカ、クレイ、窒化硼素、窒化アルミニウム、窒化チタン、カーボンブラック、及び/又は有機顔料を更に含む請求項２０に記載のバックシート。
太陽電池モジュール用バックシートの修理方法であって、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）と１種以上のアルキルビニルエーテルとのアモルファスフルオロコポリマーを含む配合を、バックシートの修理が必要な箇所に塗布することを特徴とする方法。
前記配合が２つの成分を含有するものであり、第一成分が架橋剤と溶媒との混合物を含み、第二成分が溶媒とフルオロコポリマーとの混合物を含むものである請求項２８に記載のバックシートの修理方法。
前記配合が室温又は適度な高温でバックシートに塗布されるものである請求項２８に記載の方法。
前記配合がスプレーによって室温又は適度な高温でバックシートに塗布されるものである請求項２８に記載の方法。
前記第一及び第二成分がスタティックミキサー備えた二室シリンジに入れられ、当該シリンジに設置されたアプリケーター及び/又はブラシを通して塗布される請求項２９に記載の方法。