JP2011040654A - 太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池用バックシートにおいて、コスト的に有利に耐候性を改善する。
【解決手段】太陽電池用バックシート７は、液晶ポリエステル基材を構成する液晶ポリエステルが、以下の式（１）、（２）および（３）で示される構造単位からなる。式（１）、（２）および（３）に含まれる２価の芳香族基Ａｒ¹ 、Ａｒ² およびＡｒ³ の合計を１００モル％とするとき、２，６−ナフタレンジイル基が４０モル％以上含まれている。
（１）−Ｏ−Ａｒ¹ −ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ² −ＣＯ−
（３）−Ｏ−Ａｒ³ −Ｏ−
（式中、Ａｒ¹ は、２，６−ナフタレンジイル基、１，４−フェニレン基および４，４’−ビフェニレン基からなる群から選ばれる１種以上の基を表す。Ａｒ² 、Ａｒ³ は、それぞれ独立に、２，６−ナフタレンジイル基、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基および４，４’−ビフェニレン基からなる群から選ばれる１種以上の基を表す。）
【選択図】図１

Description

本発明は、耐候性および水蒸気バリア性に優れる太陽電池用バックシートと、この太陽電池用バックシートを用いて構成される太陽電池モジュールとに関するものである。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、環境汚染がなくクリーンなエネルギー源として太陽電池が注目され、有用なエネルギー資源としての太陽エネルギー利用の面から鋭意研究され、実用化に至っている。太陽電池には、その代表的なものとして、結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、非晶質シリコン太陽電池、銅インジウムセレナイド太陽電池、化合物半導体太陽電池などが知られている。

これら太陽電池は、太陽光が入射してくる側に、表面を保護する目的で表面保護シートを備えており、太陽光が入射してくる面と反対側の面に、太陽電池素子を保護する目的でバックシート（裏面保護シート）を備えている。

従来、この太陽電池用バックシートとしては、基材フィルムの片面に蒸着層を設けたフィルム上に、耐熱性のポリオレフィン系樹脂フィルムを設けたバックシート（例えば、特許文献１参照）、無機蒸着層を有する基材上に着色ポリエステル系樹脂層を積層したバックシート（例えば、特許文献２参照）、金属箔を有する基材に液晶ポリエステルを積層したバックシート（例えば、特許文献３参照）が知られている。

一方で、耐候性を有するフィルムとしてフッ素系樹脂フィルムを最外層に用いたバックシート（例えば、特許文献４、５参照）も知られている。

特開２００４−２００３２２号公報 特開２００４−２２３９２５号公報 特開２００２−６４２１３号公報 特開２００３−３４７５７０号公報 特開２００４−３５２９６６号公報

しかしながら、特許文献１〜３で提案された技術では、これらの樹脂シートに用いられるポリオレフィン系樹脂やポリエステル系樹脂があまり耐候性（屋外耐光性）に優れない。したがって、これを長時間にわたって使用すると、太陽電池モジュールの出力が低下したり、太陽電池用バックシートの外観が損なわれたりする恐れがあった。そのため、必ずしも十分な耐候性を示すとは限らず、耐候性の一層の改善が望まれていた。

また、特許文献４、５で提案された技術では、フッ素系樹脂フィルムを用いる必要があるが、このフッ素系樹脂フィルムは、価格が高いという課題があった。

そこで、本発明は、このような事情に鑑み、耐候性に優れる太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュールをコスト的に有利に提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明者が鋭意検討したところ、特定の構造を有する液晶ポリエステルが高い強度保持率および低い水蒸気透過度を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の発明は、液晶ポリエステル基材を含む太陽電池用バックシートであって、前記液晶ポリエステル基材を構成する液晶ポリエステルが、以下の式（１）、（２）および（３）で示される構造単位からなり、これらの式（１）、（２）および（３）に含まれる２価の芳香族基Ａｒ¹ 、Ａｒ² およびＡｒ³ の合計を１００モル％とするとき、これらの芳香族基の中で２，６−ナフタレンジイル基が４０モル％以上含まれている太陽電池用バックシートとしたことを特徴とする。
（１）−Ｏ−Ａｒ¹ −ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ² −ＣＯ−
（３）−Ｏ−Ａｒ³ −Ｏ−
（式中、Ａｒ¹ は、２，６−ナフタレンジイル基、１，４−フェニレン基および４，４’−ビフェニレン基からなる群から選ばれる１種以上の基を表す。Ａｒ² 、Ａｒ³ は、それぞれ独立に、２，６−ナフタレンジイル基、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基および４，４’−ビフェニレン基からなる群から選ばれる１種以上の基を表す。なお、Ａｒ¹ 、Ａｒ² 、Ａｒ³ は、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基を置換基として有していてもよい。）

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルは、流動開始温度が２８０℃以上であることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルは、流動開始温度より高い温度で測定されるメルトテンションの最大値が０．００９８Ｎ以上であることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成に加え、前記液晶ポリエステル基材に水蒸気バリア層が積層されていることを特徴とする。

さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池用バックシートが太陽電池素子の裏面に設けられている太陽電池モジュールとしたことを特徴とする。

本発明によれば、太陽電池用バックシートの液晶ポリエステル基材を構成する液晶ポリエステルの構造を特定したので、強度保持率が高くなると同時に、水蒸気透過度が低くなることから、耐候性に優れる太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュールをコスト的に有利に提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１には、本発明の実施の形態１を示す。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール１は、図１に示すように、光起電力を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池素子２を有している。この太陽電池素子２は、シリコンなどの半導体からなる３個の光電変換セル３が順に直列接続され、これらの光電変換セル３が光透過性の封止材５でモールドされた構造を有している。そして、太陽電池素子２の表面（太陽光を受光する側の面）には光透過性の表面保護ガラス６が設置されており、太陽電池素子２の裏面（太陽光を受光する側と反対側の面）には、太陽電池素子２の保護や防湿を目的として、耐候性および水蒸気バリア性（ガスバリア性）に優れるバックシート７が貼付されている。また、太陽電池素子２の側面にはアルミニウム製のフレーム９が、太陽電池素子２、表面保護ガラス６およびバックシート７を挟み込んで一体に保持するように装着されている。さらに、バックシート７の裏側には端子ボックス１０が取り付けられている。

ここで、封止材５としては、酢酸ビニル−エチレン共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などの透明な樹脂を主成分とする接着剤を使用することができる。これらの樹脂は、耐候性の向上を目的として、紫外線吸収剤を含有していても構わない。

また、バックシート７は、主に液晶ポリエステル基材から構成されている。この液晶ポリエステル基材を構成する液晶ポリエステルは、以下の式（１）、（２）および（３）で示される構造単位からなり、これらの式（１）、（２）および（３）に含まれる２価の芳香族基Ａｒ¹ 、Ａｒ² およびＡｒ³ の合計を１００モル％とするとき、これらの芳香族基の中で２，６−ナフタレンジイル基が４０モル％以上含まれており、かつ、流動開始温度が２８０℃以上であり、流動開始温度より高い温度で測定されるメルトテンションの最大値が０．００９８Ｎ以上のものであり、溶融時に光学異方性を示す。
（１）−Ｏ−Ａｒ¹ −ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ² −ＣＯ−
（３）−Ｏ−Ａｒ³ −Ｏ−
（式中、Ａｒ¹ は、２，６−ナフタレンジイル基、１，４−フェニレン基および４，４’−ビフェニレン基からなる群から選ばれる１種以上の基を表す。Ａｒ² 、Ａｒ³ は、それぞれ独立に、２，６−ナフタレンジイル基、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基および４，４’−ビフェニレン基からなる群から選ばれる１種以上の基を表す。なお、Ａｒ¹ 、Ａｒ² 、Ａｒ³ は、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基を置換基として有していてもよい。）

ここで、液晶ポリエステルとは、４５０℃以下の温度で、溶融時に光学的異方性を示すポリエステルを意味する。このような液晶ポリエステルは、その製造段階で、２，６−ナフタレンジイル基を含むモノマーと、それ以外の芳香環を有するモノマーとを、得られる液晶ポリエステル中において、２，６−ナフタレンジイル基を有する構造単位が４０モル％以上になるように、原料モノマーを選択して重合させることで得ることができる。

このように、バックシート７は、前記の式（１）、（２）および（３）で示される構造単位からなる液晶ポリエステルにおいて、２価の芳香族基Ａｒ¹ 、Ａｒ² およびＡｒ³ の合計を１００モル％とするとき、これらの芳香族基の中で２，６−ナフタレンジイル基が４０モル％以上となっているので、耐候性を高めることができる。

また、バックシート７は、フッ素系樹脂フィルムなどの高価な材料を用いる必要がないので、製造コストを抑制することができる。

本発明に用いられる液晶ポリエステルにおいては、Ａｒ¹ 、Ａｒ² およびＡｒ³ で示される２価の芳香族基の合計を１００モル％とするとき、これらの芳香族基の中で２，６−ナフタレンジイル基が、５０モル％以上である液晶ポリエステルが好ましく、２，６−ナフタレンジイル基が６５モル％以上の液晶ポリエステルがさらに好ましく、２，６−ナフタレンジイル基が７０モル％以上の液晶ポリエステルが特に好ましい。このように、２，６−ナフタレンジイル基をより多く含む液晶ポリエステルは、太陽電池用バックシート１の耐候性をさらに向上させることができる。

また、本発明の液晶ポリエステルを構成する構造単位である（１）、（２）および（３）の合計（以下、「全構造単位合計」と呼ぶことがある。）を１００モル％とするとき、（１）で示される芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構造単位の合計が３０〜８０モル％、（２）で示される芳香族ジカルボン酸に由来する構造単位の合計が１０〜３５モル％、（３）で示される芳香族ジオールに由来する構造単位の合計が１０〜３５モル％であることが好ましい。

また、本発明に用いられる液晶ポリエステルは、全芳香族液晶ポリエステルであると好ましい。ここで、全芳香族液晶ポリエステルとは、前記のＡｒ¹ 、Ａｒ² およびＡｒ³ で示される２価の芳香族基同士がエステル結合（−Ｃ(Ｏ)Ｏ−）で連結されている樹脂であり、全構造単位合計に対する式（２）で示される構造単位の含有比率と式（３）で示される構造単位の含有比率とは実質的に等しくなる。全芳香族液晶ポリエステルは、耐熱性にも優れるため、バックシート７の材料として好適に用いることができる。

ここで、全構造単位合計に対する前記芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構造単位、前記芳香族ジカルボン酸に由来する構造単位および前記芳香族ジオールに由来する構造単位の含有比率が前記の範囲であると、液晶ポリエステルが高度の液晶性を発現することに加えて、溶融加工性に優れるものとなるため好ましい。

なお、全構造単位合計に対する前記芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構造単位は、４０〜７０モル％であると、より好ましく、４５〜６５モル％であると、とりわけ好ましい。一方、全構造単位合計に対する前記芳香族ジカルボン酸に由来する構造単位および前記芳香族ジオールに由来する構造単位はそれぞれ、１５〜３０モル％であると、より好ましく、１７．５〜２７．５モル％であると、とりわけ好ましい。

式（１）で示される構造単位を形成するモノマーとしては、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸または４−（４−ヒドロキシフェニル）安息香酸が挙げられ、さらに、これらのベンゼン環またはナフタレン環の水素原子が、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基またはアリール基で置換されているモノマーも挙げられる。ここで、本発明の２，６−ナフタレンジイル基を有する構造単位を形成するモノマーとしては、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸であり、さらに２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸のナフタレン環の水素原子が、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。さらに、後述のエステル形成性誘導体にして用いてもよい。

式（２）で示される構造単位を形成するモノマーとしては、２，６−ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸またはビフェニル−４，４’−ジカルボン酸が挙げられ、さらに、これらのベンゼン環またはナフタレン環の水素原子が、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基またはアリール基で置換されているモノマーも挙げられる。ここで、本発明の２，６−ナフタレンジイル基を有する構造単位を形成するモノマーとしては、２，６−ナフタレンジカルボン酸であり、さらに２，６−ナフタレンジカルボン酸のナフタレン環の水素原子が、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。さらに、後述のエステル形成性誘導体にして用いてもよい。

式（３）で示される構造単位を形成するモノマーとしては、２，６−ナフトール、ハイドロキノン、レゾルシンまたは４，４’−ジヒドロキシビフェニルが挙げられ、さらに、これらのベンゼン環またはナフタレン環の水素原子が、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基またはアリール基で置換されているモノマーも挙げられる。ここで、本発明の２，６−ナフタレンジイル基を有する構造単位を形成するモノマーとしては、２，６−ナフトールであり、さらに２，６−ナフトールのナフタレン環の水素原子が、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。さらに、後述のエステル形成性誘導体にして用いてもよい。

前述したように、式（１）、（２）または（３）で示される構造単位はいずれも、芳香環（ベンゼン環またはナフタレン環）に前記の置換基（ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基、アリール基）を有していてもよい。これらの置換基を例示すると、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。また、炭素数１〜１０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などで代表されるアルキル基であり、これらは直鎖でも分岐していもよく、脂環基でもよい。さらに、アリール基としては、例えばフェニル基、ナフチル基などで代表される炭素数６〜２０のアリール基が挙げられる。

前記の式（１）、（２）または（３）で示される構造単位を形成するモノマーは、ポリエステルを製造する過程で重合を容易にするため、エステル形成性誘導体を用いることが好ましい。このエステル形成性誘導体とは、エステル生成反応を促進するような基を有するモノマーを示し、具体的に例示すると、モノマー分子内のカルボン酸基を酸ハロゲン化物、酸無水物に転換したエステル形成性誘導体や、モノマー分子内のヒドロキシル基（水酸基）を低級カルボン酸エステル基にしたエステル形成性誘導体などの高反応性誘導体が挙げられる。

本発明に用いられる液晶ポリエステルの好ましいモノマーの組み合わせとしては、特開２００５−２７２８１０号公報に記載された液晶ポリエステルが、耐熱性とメルトテンション向上という観点から好ましい。具体的には、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸の繰り返し構造単位（I）が４０〜７４．８モル％、ハイドロキノンの繰り返し構造単位（II）が１２．５〜３０モル％、２，６−ナフタレンジカルボン酸の繰り返し構造単位（III）が１２．５〜３０モル％およびテレフタル酸の繰り返し構造単位（IV）が０．２〜１５モル％であり、かつ（III）および（IV）で表される繰り返し構造単位のモル比が（III）／｛（III）＋（IV）｝≧０．５の関係を満たすものである。

より好ましくは、前記の（I）〜（IV）の繰り返し構造単位の合計に対して、（I）の繰り返し構造単位が４０〜６４．５モル％、（II）の繰り返し構造単位が１７．５〜３０モル％、（III）の繰り返し構造単位が１７．５〜３０モル％および（IV）の繰り返し構造単位が０．５〜１２モル％であり、かつ（III）および（IV）で表される繰り返し構造単位のモル比が（III）／｛（III）＋（IV）｝≧０．６を満足するものが挙げられる。

さらに好ましくは、前記の式（I）〜（IV）の繰り返し構造単位の合計に対して、（I）の繰り返し構造単位が５０〜５８モル％、（II）の繰り返し構造単位が２０〜２５モル％、（III）の繰り返し構造単位が２０〜２５モル％および（IV）の繰り返し構造単位が２〜１０モル％であり、かつ（III）および（IV）で表される繰り返し構造単位のモル比が（III）／｛（III）＋（IV）｝≧０．６を満足するものが挙げられる。

また、液晶ポリエステルの製造方法としては、公知の方法を採用することができるが、特に好ましくは、前記のエステル形成性誘導体として、モノマー分子内のヒドロキシル基を低級カルボン酸を用いてエステル基に転換した誘導体を用いて製造することが好ましく、ヒドロキシル基をアシル基に転換することが特に好ましい。アシル化は、通常、ヒドロキシル基を有するモノマーを無水酢酸と反応させることで達成できる。こうしたアシル化によるエステル形成性誘導体は、脱酢酸重縮合により重合することができ、容易にポリエステルを製造することができる。

前記の液晶ポリエステル製造方法としては、公知の方法（例えば、特開２００２−１４６００３号公報に記載された方法など）を適用することができる。すなわち、前記の式（１）、（２）および（３）で示されるに対応するモノマーを、２，６−ナフタレンジイル基を有する構造単位に対応するモノマーが、全モノマーの合計に対して、４０モル％以上になるように選択し、必要に応じてエステル形成性誘導体に転換した後、溶融重縮合せしめ、比較的低分子量の芳香族液晶ポリエステル（以下、「プレポリマー」と略記する。）を得、次いで、このプレポリマーを粉末とし、加熱することにより、固相重合させる方法が挙げられる。このような固相重合を用いると、重合がより進行しやすく、高分子量化を図ることができる。

溶融重縮合により得られたプレポリマーを粉末とするには、例えばプレポリマーを冷却固化した後に粉砕すればよい。粉末の粒子径は、平均で０．０５ｍｍ以上３ｍｍ程度以下が好ましく、特に０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ程度以下が、芳香族液晶ポリエステルの高重合度化が促進されることからより好ましく、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ程度以下であれば、粉末の粒子間のシンタリングを生じることなく液晶ポリエステルの高重合度化が促進されるため、さらに好ましい。

固相重合における加熱は、通常昇温しながら行われ、例えば室温からプレポリマーの流動開始温度より２０℃以上低い温度まで昇温させる。このときの昇温時間は、特に限定されるものではないが、反応時間の短縮という観点から、１時間以内で行うことが好ましい。

液晶ポリエステルの製造においては、固相重合における加熱は、プレポリマーの流動開始温度より２０℃以上低い温度から２８０℃以上の温度まで昇温することが好ましい。昇温は、０．３℃／分以下の昇温速度で行うことが好ましい。この昇温速度は、好ましくは０．１〜０．１５℃／分である。この昇温速度が０．３℃／分以下であれば、粉末の粒子間のシンタリングが生じにくいため、高重合度の液晶ポリエステルの製造が容易となる点で好ましい。

ここで、液晶ポリエステルの重合度を高めるため、固相重合における加熱は、得られる液晶性樹脂の芳香族ジオールまたは芳香族ジカルボン酸成分のモノマー種によって異なるが、２８０℃以上の温度で、好ましくは２８０℃〜４００℃の範囲で、３０分以上反応させることが好ましい。とりわけ、液晶性樹脂の熱安定性の点から、反応温度２８０〜３５０℃で３０分〜３０時間反応させることが好ましく、反応温度２８５〜３４０℃で３０分〜２０時間反応させることがさらに好ましい。

本発明に係る液晶ポリエステルの流動開始温度とは、上記製造方法で得られた液晶ポリエステル（パウダーまたはペレット）について、押出機を使用し、溶融混錬により得られたペレットについて測定した値であることを意味する。このペレットの流動開始温度が２８０℃以上であることが、耐熱性の向上、特には高密度実装技術としてはんだリフロー処理に耐えうる耐熱性という観点からは必須であり、特に２９０℃以上３８０℃以下であれば、耐熱性が高く、かつ成形時のポリマーの分解劣化が抑えられるため好ましく、２９５℃以上３５０℃以下であれば、さらに好ましい。

ここで、流動開始温度とは、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのダイスを取り付けた毛細管型レオメーターを用い、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ² ）の荷重下において昇温速度４℃／分で液晶ポリエステルをノズルから押し出すときに、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポアズ）を示す温度である（例えば、小出直之編「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」第９５〜１０５頁、シーエムシー、１９８７年６月５日発行を参照）。

次に、上記製造方法で得られた液晶ポリエステル（パウダーまたはペレット）について、押出機を使用して溶融混錬する具体的方法を説明する。

例えば、単軸または多軸押出機、好ましくは二軸押出機、バンハリー式混錬機、ロール式混練機等を用いて、上記液晶ポリエステルの製造方法により得られた樹脂単体（パウダーまたはペレット）の流動開始温度マイナス１０℃から流動開始温度プラス１００℃の範囲で溶融混練して、ペレットを得る。液晶ポリエステルの熱劣化を防止するという観点から、好ましくは流動開始温度マイナス１０℃から流動開始温度プラス７０℃の範囲、さらに好ましくは流動開始温度マイナス１０℃から流動開始温度プラス５０℃の範囲である。

また、本発明に用いる液晶ポリエステルは、これに充填剤などを含有せしめることにより液晶ポリエステル樹脂組成物とすることもできる。

ここで、充填剤としては、例えば、ミルドガラスファイバー、チョップドガラスファイバー等のガラス繊維、ガラスビーズ、中空ガラス球、ガラス粉末、マイカ、タルク、クレー、シリカ、アルミナ、チタン酸カリウム、ウォラスナイト、炭酸カルシウム（重質、軽質、膠質など）、炭酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、硫酸ソーダ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、けい酸カルシウム、けい砂、けい石、石英、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄グラファイト、モリブデン、アスベスト、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、石膏繊維、炭素繊維、カーボンブラック、ホワイトカーボン、けいそう土、ベントナイト、セリサイト、シラス、黒鉛等の無機充填剤；チタン酸カリウムウイスカ、アルミナウイスカ、ホウ酸アルミニウムウイスカ、炭化けい素ウイスカ、窒化けい素ウイスカ等の金属または非金属系ウイスカ類、これら２種以上の混合物などが挙げられる。中でもガラス繊維、ガラス粉末、マイカ、タルク、炭素繊維などが好適である。

また、充填剤は、表面処理剤で表面処理されたものであってもよい。この表面処理剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、ボラン系カップリング剤などの反応性カップリング剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルオロカーボン系界面活性剤などの潤滑剤その他が挙げられる。

これら充填剤の使用量は、芳香族液晶ポリエステル１００質量部に対し、通常、０．１〜４００質量部の範囲であり、好ましくは、１０〜４００質量部、より好ましくは、１０〜２５０質量部の範囲である。

また、液晶ポリエステル樹脂組成物は、前記の充填剤の他に、液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂や添加剤などを含有してもよい。

ここで、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂などが挙げられる。

また、添加剤としては、例えば、フッ素樹脂、金属石鹸類などの離型改良剤、核剤、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、着色防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、潤滑剤および難燃剤などが挙げられる。

液晶ポリエステル樹脂組成物は、例えば、前記のようして得られた液晶ポリエステルと上記のような充填剤、必要に応じて使用される熱可塑性樹脂や添加剤などを混合することにより、製造することができる。このときの混合は、乳鉢、ヘンシェルミキサー、ボールミル、リボンブレンダー等を用いてもよく、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、ニーダー等の溶融混練機を用いてもよく、上記溶融混錬条件にて実施することが好ましい。

本発明に用いられる液晶ポリエステルは、上記製造方法で得られた液晶ポリエステル（パウダーまたはペレット）を溶融混錬して得られたペレットの流動開始温度より高い温度で測定されるメルトテンションの最大値が０．００９８Ｎ以上（好ましくは０．０１５Ｎ以上、さらに好ましくは０．０２０Ｎ以上）を示すことを特徴とする。さらに、流動開始温度より２５℃高い温度で測定されるメルトテンションの最大値が０．００９８Ｎ以上である液晶ポリエステルは、液晶ポリエステル基材を安定して製造することができる。

このメルトテンションとは、溶融粘度測定試験機（流れ特性試験機）に上記製造方法で得られた液晶ポリエステル（パウダーまたはペレット）を溶融混錬により得られたペレットを充填し、シリンダーバレル径１ｍｍ、ピストンの押出し速度は５．０ｍｍ／分、速度可変巻取機で自動昇速しながら試料を糸状に引き取り、破断したときの張力（単位：Ｎ）を意味する。

本発明で用いる液晶ポリエステル基材の製造方法としては、かかる液晶ポリエステルを、例えば、Ｔダイから溶融樹脂を押出し巻き取るＴダイ法や、環状ダイスを設置した押出し機から溶融樹脂を円筒状に押出し、冷却し巻き取るインフレーション成膜法により得られたフィルムまたはシート、熱プレス法または溶媒キャスト法により得られたフィルムまたはシート、或いは、射出成形法や押出し法で得られたシートをさらに一軸延伸または二軸延伸して得られたフィルムまたはシートを用いることもできる。射出成形、押出成形などの場合にはあらかじめ混練の工程を経ることなく、成分のパウダーまたはペレットを成形時にドライブレンドして溶融成形して、フィルムまたはシートを得ることもできる。

Ｔダイ法では、Ｔダイを通して押し出された溶融樹脂を巻き取り機方向（長手方向）に延伸しながら巻き取って得られる一軸延伸フィルムまたは二軸延伸フィルムが好ましく用いられる。

一軸延伸フィルムの成膜時における押出機の設定条件は、組成物の組成に応じて適宜設定できるが、シリンダー設定温度は２００〜３６０℃の範囲が好ましく、２３０〜３５０℃の範囲がさらに好ましい。この範囲外であると、組成物の熱分解が生じたり、成膜が困難となったりする場合がある点で好ましくない。

Ｔダイのスリット間隔は、０．２〜２．０ｍｍが好ましく、０．２〜１．２ｍｍがさらに好ましい。一軸延伸フィルムのドラフト比は、１．１〜４０の範囲のものが好ましく、さらに好ましくは１０〜４０であり、特に好ましくは１５〜３５である。

このドラフト比とは、Ｔダイスリットの断面積を長手方向に垂直な面のフィルム断面積で除した値をいう。ドラフト比が１．１未満であると、フィルム強度が不十分であり、ドラフト比が４５を越すと、フィルムの表面平滑性が不十分となる場合がある。このドラフト比は、押出機の設定条件、巻き取り速度などを制御して設定することができる。

二軸延伸フィルムは、一軸延伸フィルムの成膜と同様の押出機の設定条件、すなわちシリンダー設定温度が、好ましくは２００〜３６０℃の範囲、さらに好ましくは２３０〜３５０℃の範囲、Ｔダイのスリット間隔が、好ましくは０．２〜１．２ｍｍの範囲でこの組成物の溶融押出しを行い、Ｔダイから押し出された溶融体シートを長手方向および長手方向と垂直方向（横手方向）に同時に延伸する方法、または、Ｔダイから押し出された溶融体シートをまず長手方向に延伸した後、この延伸シートを同一工程内で１００〜３００℃の高温下でテンターより横手方向に延伸する逐次延伸の方法などにより得られる。

二軸延伸フィルムを得る際、その延伸比は長手方向に１．２〜４０倍、横手方向に１．２〜２０倍の範囲が好ましい。延伸比が上記の範囲外であると、この組成物フィルムの強度が不十分となったり、または均一な厚みのフィルムを得るのが困難となったりする場合がある。

円筒形のダイから押し出された溶融体シートをインフレーション法で成膜して得られるインフレーションフィルムなども好ましく用いられる。すなわち、上記の方法により得られた液晶ポリエステル基材は、環状スリットのダイを備えた溶融混練押出機に供給され、シリンダー設定温度２００〜３６０℃、好ましくは２３０〜３５０℃で溶融混練を行って、押出機の環状スリットから筒状フィルムとして上方または下方へ溶融樹脂が押出される。環状スリット間隔は、通常０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．２〜２ｍｍ、さらに好ましくは０．６〜１．５ｍｍである。環状スリットの直径は、通常２０〜１０００ｍｍ、好ましくは２５〜６００ｍｍである。

溶融押出しされた溶融樹脂フィルムに長手方向（ＭＤ）にドラフトをかけるとともに、この筒状フィルムの内側から空気または不活性ガス、例えば窒素ガスなどを吹き込むことにより、長手方向と直角な横手方向（ＴＤ）にフィルムを膨張延伸させる。

インフレーション成形（成膜）において、好ましいブロー比（横方向の延伸比：インフレーションバブルの直径／環状スリットの直径）は１．５〜１０、より好ましくは２．０〜５．０であり、好ましいドローダウン比（ＭＤ延伸倍率：バブル引き取り速度／樹脂吐出速度）は１．５〜５０、さらに好ましくは５．０〜３０である。また、バブル形状はいわゆるＢ型（ワイングラス型）が好ましく選択される。インフレーション成膜時の設定条件が上記の範囲外であると、厚さが均一でしわのない高強度の液晶ポリエステル基材を得るのが困難となる場合がある点で好ましくない。

膨張させたフィルムは通常、その円周を空冷または水冷させた後、ニップロールを通過させて引き取る。

インフレーション成膜に際しては、液晶ポリエステル基材に応じて、筒状の溶融体フィルムが均一な厚みで表面平滑な状態に膨張するような条件を選択することができる。

本発明で用いる液晶ポリエステル基材の厚みには、特に制限はないが、好ましくは３〜１０００μｍ、より好ましくは１０〜２００μｍ、さらに好ましくは１２〜１５０μｍである。かかる方法により得られる液晶ポリエステルは、耐熱性、電気絶縁性に優れ、軽量で薄肉化が可能であり、機械的強度が良好であり、柔軟性があり、しかも安価なものである。

本発明においては、液晶ポリエステル基材の表面にあらかじめ表面処理を施すことができる。このような表面処理法としては、例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、スパッタリング処理、溶剤処理、紫外線処理、研磨処理、赤外線処理、オゾン処理などが挙げられる。

液晶ポリエステル基材は無色であってもよいし、顔料または染料などの着色成分が含有されていてもよい。着色成分を含有させる方法としては、例えば、フィルムの製膜時に予め着色成分を練り込んでおく方法や、基材上に着色成分を印刷する方法などがある。また、着色フィルムと無色フィルムとを貼り合わせて使用しても構わない。
［発明の実施の形態２］

本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュール１は、バックシート７の耐候性を一層向上させることを目的として、バックシート７の液晶ポリエステル基材に水蒸気バリア層（図示せず）が積層されている点を除き、上述した実施の形態１と同じ構成を有している。

この水蒸気バリア層としては、金属箔や、金属酸化物または非金属無機酸化物が蒸着された液晶ポリエステル基材を用いることができる。

金属箔としては、アルミニウム箔、鉄箔、亜鉛鋼板などを使用することができ、これらの厚みは１０〜１００μｍであることが好ましい。なお、液晶ポリエステル基材に金属箔を積層する方法としては、公知のケミカル・ペーパー・デポジション法、スパッタ法、蒸着法などにより、液晶ポリエステルからなるフィルムに積層してもよく、液晶ポリエステルからなるフィルムに直接、金属板または金属薄膜を貼合してもよい。

一方、金属酸化物または非金属無機酸化物が蒸着された液晶ポリエステル基材としては、例えば、液晶ポリエステル基材上に、公知の真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどのＰＶＤ方式や、プラズマＣＶＤ、マイクロウェーブＣＶＤなどのＣＶＤ方式を用いて蒸着されたものを使用することができる。

この蒸着に用いられる金属酸化物または非金属無機酸化物としては、例えば、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、スズ、ナトリウム、ホウ素、チタン、鉛、ジルコニウム、イットリウムなどの酸化物を使用することができる。また、アルカリ金属、アルカリ土類金属のフッ化物なども使用することができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いても構わない。

これら金属酸化物または非金属無機酸化物の蒸着層の厚みとしては、使用する材料などにより異なるが、５〜２５０ｎｍが好ましく、４０〜１００ｎｍの範囲がより好ましい。

また、金属酸化物または非金属無機酸化物の蒸着層は、液晶ポリエステル基材の少なくとも片側に設けられていればよく、両面に設けられていてもよい。さらに、蒸着に使用する金属酸化物または非金属無機酸化物は、２種以上の混合物で使用した場合には、異種の材質が混合された蒸着膜を構成することができる。

さらに、液晶ポリエステル基材の少なくとも片側に金属酸化物または非金属無機酸化物を蒸着したフィルムは、１層のみでも水蒸気バリア層として使用することができるが、２層以上を積層した積層体の態様で使用することもできる。２層以上を積層する場合は、公知のプレス、ラミネート方法で貼り合わせることができる。

したがって、この実施の形態２に係る太陽電池モジュール１では、上述した実施の形態１と同様、強度保持率が高くなるとともに、バックシート７が液晶ポリエステル基材および水蒸気バリア層から構成されているため、バックシート７の水蒸気透過度を低くして耐候性を一層向上させることが可能となる。
［発明のその他の実施の形態］

なお、上述した実施の形態１、２では、３個の光電変換セル３を備えた太陽電池モジュール１について説明したが、光電変換セル３の個数は別段３個に限るわけではない。

また、上述した実施の形態１、２では、アルミニウム製のフレーム９を備えた太陽電池モジュール１について説明した。しかし、フレーム９の材料はアルミニウムに限るわけではなく、また、フレーム９を省いて太陽電池モジュール１を構成することも可能である。

以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。
＜合成例１＞

攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸１０３４．９９ｇ（５．５モル）、ハイドロキノン２７２．５２ｇ（２．４７５モル、０．２２５モル過剰仕込み）、２，６−ナフタレンジカルボン酸３７８．３３ｇ（１．７５モル）、テレフタル酸８３．０７ｇ（０．５モル）、無水酢酸１２２６．８７ｇ（１２．０モル）および触媒として１−メチルイミダゾール０．１７ｇを添加し、室温で１５分間にわたって攪拌した後、攪拌しながら昇温した。内温が１４５℃となったところで、同温度（１４５℃）を保持したまま１時間にわたって攪拌した。

次に、留出する副生酢酸、未反応の無水酢酸を留去しながら、１４５℃から３１０℃まで３時間３０分かけて昇温した。同温度（３１０℃）で３時間保温して液晶ポリエステルを得た。こうして得られた液晶ポリエステルを室温に冷却し、粉砕機で粉砕して、粒子径が約０．１〜１ｍｍの粉末状の液晶ポリエステル（プレポリマー）を得た。これを合成例１とする。

この合成例１の液晶ポリエステルにおいて、実質的な共重合モル分率は、前記の式（１）で示される構造単位：前記の式（２）で示される構造単位：前記の式（３）で示される構造単位で表して、５５．０モル％：２２．５モル％：２２．５モル％である。また、この合成例１の液晶ポリエステルにおいて、これらの構造単位に含まれる芳香族基の合計に対する２，６−ナフタレンジイル基の共重合モル分率は７２．５モル％である。
＜合成例２＞

合成例１と同様にして得られた粉末を２５℃から２５０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度（２５０℃）から２９３℃まで５時間かけて昇温し、次いで、同温度（２９３℃）で５時間保温して固相重合させた。その後、固相重合した後の粉末を冷却し、粉末状の液晶ポリエステルを得た。これを合成例２とする。

この合成例２の液晶ポリエステルにおいて、実質的な共重合モル分率は、前記の式（１）で示される構造単位：前記の式（２）で示される構造単位：前記の式（３）で示される構造単位で表して、５５．０モル％：２２．５モル％：２２．５モル％である。また、この合成例２の液晶ポリエステルにおいて、これらの構造単位に含まれる芳香族基の合計に対する２，６−ナフタレンジイル基の共重合モル分率は７２．５モル％である。
＜合成例３＞

合成例１と同様にして得られた粉末を２５℃から２５０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度（２５０℃）から３１０℃まで１０時間かけて昇温し、次いで、同温度（３１０℃）で５時間保温して固相重合させた。その後、固相重合した後の粉末を冷却し、粉末状の液晶ポリエステルを得た。これを合成例３とする。

この合成例３の液晶ポリエステルにおいて、実質的な共重合モル分率は、前記の式（１）で示される構造単位：前記の式（２）で示される構造単位：前記の式（３）で示される構造単位で表して、５５．０モル％：２２．５モル％：２２．５モル％である。また、この合成例３の液晶ポリエステルにおいて、これらの構造単位に含まれる芳香族基の合計に対する２，６−ナフタレンジイル基の共重合モル分率は７２．５モル％である。
＜合成例４＞

合成例１と同様の反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸を９１１ｇ（６．６モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニルを４０９ｇ（２．２モル）、イソフタル酸を９１ｇ（０．５５モル）、テレフタル酸を２７４ｇ（１．６５モル）、無水酢酸を１２３５ｇ（１２．１モル）用いて攪拌した。次いで、１−メチルイミダゾールを０．１７ｇ添加し、反応器内を十分に窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下で１５分かけて１５０℃まで昇温し、温度を保持して１時間還流させた。その後、１−メチルイミダゾールを１．７ｇ添加した後、留出する副生酢酸、未反応の無水酢酸を留去しながら２時間５０分かけて３２０℃まで昇温し、トルクの上昇が認められる時点を反応終了とみなし、内容物を取り出した。こうして得られた液晶ポリエステルを室温に冷却し、粉砕機で粉砕して、粒子径が約０．１〜１ｍｍの液晶ポリエステルの粉末（プレポリマー）を得た。

こうして得られた粉末を２５℃から２５０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度（２５０℃）から２８５℃まで５時間かけて昇温し、次いで、同温度（２８５℃）で３時間保温して固相重合させた。その後、固相重合した後の粉末を冷却し、粉末状の液晶ポリエステルを得た。これを合成例４とする。
＜流動開始温度の測定＞

合成例１〜４についてそれぞれ、粉末状の液晶ポリエステルの流動開始温度を測定した。すなわち、フローテスター（（株）島津製作所製の「ＣＦＴ−５００型」）を用いて、試料約２ｇを内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのダイスを取り付けた毛細管型レオメーターに充填する。９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ² ）の荷重下において昇温速度４℃／分で液晶ポリエステルをノズルから押し出すときに、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポアズ）を示す温度を流動開始温度とした。これらの結果をまとめて表１に示す。

また、合成例１〜４についてそれぞれ、粉末状の液晶ポリエステルを造粒してペレット状にし、このペレット状の液晶ポリエステルの流動開始温度を測定した。すなわち、合成例１〜４の液晶ポリエステル粉末各５００ｇを用いて、二軸押出機（（株）池貝製の「ＰＣＭ−３０」）によって各液晶ポリエステルの粉末の流動開始温度〜流動開始温度＋１０℃高い温度で造粒し、ペレットを得た。こうして得られた合成例１〜４に相当するペレットについて、その流動開始温度を測定した。これらの結果をまとめて表１に示す。
＜メルトテンションの測定＞

液晶ポリエステル基材を安定して工業的に作製するためには、ある程度のメルトテンションが必要となるので、合成例１〜４についてそれぞれ、ペレット状の液晶ポリエステルのメルトテンションを測定した。このとき、各ペレットについては、ペレットの流動開始温度より高い温度でメルトテンション測定を実施し、メルトテンションの最大値を求めた。また、試料が糸状に引き取れず、メルトテンション測定が実施できない温度についても調べた。

すなわち、溶融粘度測定試験機（（株）東洋精機製作所製のキャピログラフ１Ｂ型）を用いて、試料約１０ｇを仕込み、シリンダーバレル径１ｍｍ、ピストンの押出し速度は５．０ｍｍ／分、速度可変巻取機で自動昇速しながら試料を糸状に引き取り、試料が破断したときの張力をメルトテンション（単位：Ｎ）とした。これらの結果をまとめて表１に示す。

なお、合成例１の液晶ポリエステルについては、メルトテンション測定は、測定温度が３００℃以下であると、試料が糸状に引き取れず、一方、測定温度が３１０℃以上では、樹脂が糸状にならず流動するため、メルトテンション測定が不可能であった。測定温度３００〜３１０℃の間においてもメルトテンション測定を試みたが、試料が糸状に引き取れる場合があるが、メルトテンションが低すぎて糸が破断してしまうため、メルトテンションを算出することができなかった。

＜実施例１＞

合成例３で得た液晶ポリエステルを用いて、厚み２５μｍの液晶ポリエステル基材を作製した。すなわち、この液晶ポリエステルの粉末を一軸押出機（スクリュー径５０ｍｍ）内で溶融し、その一軸押出機の先端のＴダイ（リップ長さ３００ｍｍ、リップクリアランス１ｍｍ、ダイ温度３５０℃）よりフィルム状に押し出して冷却し、厚さ２５μｍの液晶ポリエステル基材（実施例１）を作製した。
＜比較例１＞

合成例４で得た液晶ポリエステルを用いて、実施例１と同様の手順により、厚み２５μｍの液晶ポリエステル基材（比較例１）を作製した。
＜耐候性試験＞

これらの実施例１および比較例１について、液晶ポリエステル基材の耐候性を評価するため、耐候性の指標として強度保持率を求めた。すなわち、促進耐候性試験機（スガ試験機（株）製の強エネルギーキセノンウェザーメーターＳＣ７００−ＷＮ）を用いて、以下の条件でキセノン照射を行った。
波長：２７５ｎｍ以上の連続光（フィルターにより短波長側をカット）
強度：１６０Ｗ／ｍ² （ランプ出力）
温度：６５℃（照射面と同位置のフラットパネル温度計により測定）
時間：６０時間

そして、キセノン照射後の液晶ポリエステル基材の強度をキセノン照射前の液晶ポリエステル基材の強度で除して強度保持率を算出した。

その結果、強度保持率は、比較例１では７％であったのに対して、実施例１では７５％（つまり、比較例１の約１１倍）であった。この結果から、比較例１と比べて実施例１は、液晶ポリエステル基材の耐候性が桁違いに優れていることが判明した。
＜水蒸気透過試験＞

これらの実施例１および比較例１について、液晶ポリエステル基材の水蒸気バリア性を評価するため、水蒸気バリア性の指標として水蒸気透過度を求めた。すなわち、ＪＩＳ Ｋ７１２６（Ａ法；差圧法）に準拠して、ガス透過率・透湿度測定装置（ＧＴＲテック（株）製の「ＧＴＲ−１０Ｘ」）により、温度４０℃、相対湿度９０％の条件で液晶ポリエステル基材の水蒸気透過度を測定した。

その結果、水蒸気透過度は、比較例１では０．３４３ｇ／ｍ² ・２４ｈであったのに対して、実施例１では０．０１１ｇ／ｍ² ・２４ｈ（つまり、比較例１の約１／３１倍）であった。この結果から、比較例１と比べて実施例１は、液晶ポリエステル基材の水蒸気バリア性が極めて高いことが判明した。

本発明は、衛星用途（人工衛星、宇宙用シャトル、宇宙ステーションなど）、建材用途（屋根瓦、窓ガラス、ブラインドなど）および時計・電卓用途のほか、電気自動車、ハイブリッドカーなどの自動車のルーフ、携帯電話機、ノートパソコン、デジタルカメラなどの電子機器の筐体その他の用途に幅広く適用することができる。

１……太陽電池モジュール
２……太陽電池素子
３……光電変換セル
５……封止材
６……表面保護ガラス
７……バックシート
９……フレーム
１０……端子ボックス

Claims (5)

1. 液晶ポリエステル基材を含む太陽電池用バックシートであって、
   前記液晶ポリエステル基材を構成する液晶ポリエステルが、以下の式（１）、（２）および（３）で示される構造単位からなり、
   これらの式（１）、（２）および（３）に含まれる２価の芳香族基Ａｒ¹ 、Ａｒ² およびＡｒ³ の合計を１００モル％とするとき、これらの芳香族基の中で２，６−ナフタレンジイル基が４０モル％以上含まれていることを特徴とする太陽電池用バックシート。
   （１）−Ｏ−Ａｒ¹ −ＣＯ−
   （２）−ＣＯ−Ａｒ² −ＣＯ−
   （３）−Ｏ−Ａｒ³ −Ｏ−
   （式中、Ａｒ¹ は、２，６−ナフタレンジイル基、１，４−フェニレン基および４，４’−ビフェニレン基からなる群から選ばれる１種以上の基を表す。Ａｒ² 、Ａｒ³ は、それぞれ独立に、２，６−ナフタレンジイル基、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基および４，４’−ビフェニレン基からなる群から選ばれる１種以上の基を表す。なお、Ａｒ¹ 、Ａｒ² 、Ａｒ³ は、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基を置換基として有していてもよい。）
2. 前記液晶ポリエステルは、流動開始温度が２８０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用バックシート。
3. 前記液晶ポリエステルは、流動開始温度より高い温度で測定されるメルトテンションの最大値が０．００９８Ｎ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池用バックシート。
4. 前記液晶ポリエステル基材に水蒸気バリア層が積層されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池用バックシート。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池用バックシートが太陽電池素子の裏面に設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。

Images