JP2015073048A - 太陽電池保護シート、及び、太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層と、ポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とを有し、保護層と接着封止層との接着性の高い、耐久性に優れた太陽電池保護シート、及び、該太陽電池保護シートにより太陽電池素子が保護された太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層１と、ポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層２とを積層した太陽電池保護シートＢにおいて、前記（メタ）アクリル系樹脂が、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基、アミド基の中から選ばれる１種類の官能基を有する共重合成分を有する共重合体であり、前記ポリオレフィン系樹脂がエポキシ基を有する、太陽電池保護シートＢを得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層と、ポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とを有し、保護層と接着封止層との接着性の高い、耐久性に優れた太陽電池保護シート、及び、該太陽電池保護シートにより太陽電池素子が保護された太陽電池モジュールに関する。

太陽電池として、ガラスを基材とするリジットな太陽電池モジュールと、ポリイミドやポリエステル系の耐熱高分子材料やステンレス薄膜を基材とするフレキシブルな太陽電池モジュールとが知られている。近年、薄型化や軽量化による運搬、施工の容易さや、衝撃に強い点から、フレキシブルな太陽電池モジュールが注目されるようになってきている。

このような太陽電池モジュールは、基材上に、光が照射されると電流を生じる機能を有するシリコン半導体や化合物半導体等からなる光電変換層等を薄膜状に積層した太陽電池素子の上下面を、接着封止層で封止し、最外層として保護層を備える。

太陽電池素子を封止するための接着封止層には、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、ポリビニルブチラール等のポリオレフィン系樹脂を用いることが主流である（例えば、特許文献１）。一方、上記保護層には、耐候性に優れることから、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂が用いられてきた（例えば、特許文献２）。また、特許文献３には、保護層にポリフッ化ビニリデンとアクリル系樹脂のアロイからなる層を有する太陽電池用表面保護シートが開示されている。

しかしながら、ポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層と、フッ化ビニリデン系樹脂または（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層との接着性が低かった。従って、太陽電池モジュールを長時間環境中に放置したときに保護層が接着封止層から剥離することがあった。その結果、露出した接着封止層の表面が白化して太陽電池の受光量が低下したり、接着封止層の損傷により太陽電池素子が劣化して発電効率が低下したりするという問題があった。

特開平７−２９７４３９号公報 国際公開第２００８／０１９２２９号パンフレット 特開２０１１−１２９６７２号公報

本発明は、フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層とポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とを有し、保護層と接着封止層との接着性が高められており、耐久性に優れた太陽電池保護シート、及び、該太陽電池保護シートにより太陽電池素子が保護された太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

本願の第１の発明は、フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層とポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とが積層されている太陽電池保護シートであって、上記（メタ）アクリル系樹脂が、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基、アミド基の中から選ばれる１種類の官能基を有する共重合成分を有する共重合体であり、上記ポリオレフィン系樹脂がエポキシ基を有する、太陽電池保護シートである。

本願の第２の発明は、フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層とポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とが積層されている太陽電池保護シートであって、上記（メタ）アクリル系樹脂がエポキシ基、アミド基、水酸基の中から選ばれる１種類の官能基を有する共重合成分を有する共重合体であり、上記ポリオレフィン系樹脂がカルボキシル基または酸無水物基を有する、太陽電池保護シートである。

本発明における太陽電池モジュールは、基材と、上記基材上に配置された光電変換層とを有する太陽電池素子と、前記太陽電池素子に積層されており、かつ本発明に従って構成された太陽電池保護シートとを備える、太陽電池モジュールである。

以下に本発明を詳述する。

本発明者らは、鋭意検討の結果、フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層と、ポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とを積層した太陽電池保護シートにおいて、上記（メタ）アクリル系樹脂と上記ポリオレフィン系樹脂に特定の官能基を導入し、保護層と接着封止層の界面に強固な化学結合を生成することにより、保護層と接着封止層との接着性が高く、耐久性に優れた太陽電池保護シートが得られることを見出し、本発明を完成した。

本発明では、保護層には、耐候性に優れたフッ素系樹脂に、接着封止層と反応する、特定の官能基を有する（メタ）アクリル系樹脂を混合することにより、保護層に反応性を持たせている。また、本発明の接着封止層は、保護層と反応する特定の官能基を有するポリオレフィン系樹脂である。

本発明の太陽電池保護シートは、保護層と接着封止層とが積層された構造を有する。図１に、本発明の太陽電池保護シートの一例を模式的断面図で示す。太陽電池保護シートＢは、保護層１と接着封止層２とを有する。上記保護層は、本発明の太陽電池保護シートを用いて太陽電池素子を保護するときに、得られる太陽電池モジュールにおいて最外層となる。保護層は、外部からの衝撃を防止したり、太陽電池素子の腐食を防止したりする役割を有する。

上記保護層は、フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含んでいる。上記フッ素系樹脂は、（メタ）アクリル系樹脂と混合しても、相分離しないものであれば、特に限定されない。上記フッ素系樹脂としては、フッ化ビニリデン系樹脂が好ましい。その場合は、透明性の低下や強度の低下がより一層生じ難い。

本明細書においてフッ素系樹脂とは、フッ素系のホモポリマー、または、フッ素系モノマーを６０重量％以上含有する共重合体である。共重合成分としては、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニル、エチレン等が挙げられる。

本願の第１の発明において（メタ）アクリル系樹脂とは、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル等の（メタ）アクリル酸エステルモノマーの１種以上と、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基、アミド基の中から選ばれる１種類の官能基を有するモノマーとを含んでいる共重合体である。

本願の第２の発明においては、（メタ）アクリル系樹脂とは、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル等の（メタ）アクリル酸エステルモノマーの１種以上と、エポキシ基、水酸基、アミド基の中から選ばれる１種類の官能基を有するモノマーとを含んでいる共重合体である。

本願の第１の発明における、カルボキシル基を有するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。本願の第１の発明における、酸無水物基を有するモノマーとしては、無水マレイン酸、無水シトラコン酸等が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。

本願の第２の発明における、エポキシ基を有するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。

本願の第１の発明及び第２の発明における、水酸基を有するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル等が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。

本願の第１の発明及び第２の発明における、アミド基を有するモノマーとしては、（メタ）アクリルアミド、ジメチル（メタ）アクリルアミド等が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。

上記の官能基としては、一種の官能基を用い、２種類以上の官能基を併用しないことが好ましい。これは、（メタ）アクリル系樹脂内で、異なる種類の官能基が存在すると、（メタ）アクリル系樹脂内で架橋反応が起きるおそれがあり、ゲルを生じるおそれがあるためである。なお、同じ種類の官能基を有するモノマーであれば、２種類以上のモノマーを用いてもよい。

上記（メタ）アクリル系樹脂は、上記（メタ）アクリル酸エステルモノマー以外の他のモノマー成分を含んでいる共重合体であってもよい。上記他のモノマー成分としては、例えば、エチレン、プロピレン、スチレン、ブタジエン等の、上記官能基との反応性を持たないモノマーが挙げられる。

上記（メタ）アクリル系樹脂が他のモノマー成分を含んでいる共重合体である場合、該共重合体中の上記（メタ）アクリル酸エステルモノマーに由来する成分の含有量は４０重量％以上であることが好ましい。上記（メタ）アクリル酸エステルモノマーに由来する成分の含有量が４０重量％未満であると、上記接着封止層との接着性を高める効果が不充分となることがある。上記（メタ）アクリル系樹脂は、上記（メタ）アクリル系樹脂とＰＭＭＡのホモポリマーの混合物であってもよい。

上記（メタ）アクリル系樹脂中の官能基の量は、０．００１〜２ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましい。上記（メタ）アクリル系樹脂中の官能基の量が上記好ましい範囲内であれば、保護層と接着封止層との接着性をより一層高めることができ、かつ透明性や強度の低下がより一層生じ難い。

上記保護層は、その物性を損なわない範囲内において、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、可塑剤等の従来公知の添加剤を含んでいてもよい。

上記保護層の厚みの好ましい下限は１０μｍ、好ましい上限は１５０μｍである。上記保護層の厚みが１０μｍ未満であると、絶縁性が確保できなかったり、難燃性が損なわれたりするおそれがある。上記保護層の厚みが１５０μｍを超えると、太陽電池モジュールの重量が重くなるおそれがあり、経済的に不利である。上記保護層の厚みのより好ましい下限は１５μｍ、より好ましい上限は１００μｍである。

上記接着封止層は、太陽電池素子と保護層とを接着し、太陽電池素子を封止する役割を有する。上記接着封止層は、ポリオレフィン系樹脂を含んでおり、かつ、保護層が含有する官能基に応じて、エポキシ基、カルボキシル基または酸無水物基を有する。

本明細書において、エポキシ基、カルボキシル基または酸無水物基を有するポリオレフィン系樹脂とは、エチレン、酢酸ビニル等を含むオレフィンと、エポキシ基、カルボキシル基または酸無水物基を有するモノマーの共重合体である。

本願の第１の発明における、エポキシ基を有するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。

本願の第２の発明における、カルボキシル基を有するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。

本願の第２の発明における、酸無水物基を有するモノマーとしては、無水マレイン酸、無水シトラコン酸等が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。

上記ポリオレフィン系樹脂は、反応性を持たない他のモノマー成分を含む共重合体であってもよい。上記他のモノマー成分としては、例えば、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル、スチレン、ブタジエン等の、エポキシ基、カルボキシル基または酸無水物基との反応性を持たないモノマーが挙げられる。上記ポリオレフィン系樹脂は、低密度ポリオレフィン、中密度ポリオレフィン、高密度ポリオレフィン、直鎖状低密度ポリオレフィン等のホモポリマーを含んでもいてもよい。

上記ポリオレフィン系樹脂中の官能基の量は、０．００１〜２ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましい。上記ポリオレフィン系樹脂中の官能基の量が上記好ましい範囲内であれば、保護層と接着封止層との接着性をより一層高めることができ、かつ接着封止層の吸水性をより効果的に抑制することができる。

上記接着封止層は、その物性を損なわない範囲内において、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、可塑剤等の従来公知の添加剤を含んでいてもよい。

上記接着封止層の厚みの好ましい下限は８０μｍ、好ましい上限は７００μｍである。上記接着封止層の厚みが８０μｍ未満であると、太陽電池モジュールの絶縁性を保持できないおそれがあり、７００μｍを超えると、太陽電池モジュールの難燃性に悪影響を及ぼしたり、太陽電池モジュールの重量が重くなったりするおそれがある。上記接着封止層の厚みのより好ましい下限は１５０μｍ、より好ましい上限は５００μｍである。

本発明の太陽電池保護シートを製造する方法は特に限定されず、例えば、上記保護層と接着封止層とを構成する樹脂組成物を２台の押出機から押出し、溶融状態で積層して１台の金型からシート状に押し出す共押出法や、上記保護層と接着封止層とを別々にシート化した後、それぞれを加熱ロールで加熱した後、一対のニップロールで狭窄してラミネートするロールラミネート法や、上記保護層と接着封止層を別々にシート化した後、保護層と接着封止層との積層体を減圧下で脱気しながら加熱する真空ラミネート法等が挙げられる。これらの方法によれば、保護層と接着封止層とが加熱溶融されることから、保護層と接着封止層との界面での反応が促進される。なかでも、１工程で積層体を生産でき、生産性や品質の安定性に優れていることから、共押出法が好適である。なお、ロールラミネート法や真空ラミネート法を用いる場合は、同時に太陽電池素子と積層して、太陽電池モジュールを作成してもよい。

本発明の太陽電池保護シートは、太陽電池素子を封止して、太陽電池モジュールを製造するのに用いられる。本発明の太陽電池保護シートと、基材上に光電変換層が配置された太陽電池素子とが、積層一体化している太陽電池モジュールもまた、本発明の１つの態様である。

上記太陽電池素子は、一般に、受光することで電子が発生する光電変換層、発生した電子を取り出す電極層、及び、基材から構成される。図３に、基材４上に光電変換層３が配置された太陽電池素子Ｃの一例の縦断面模式図を示す。なお、電極層は、種々の配置が可能なためここでは省略する。

上記基材としては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン等の耐熱性樹脂からなるフレキシブル基材や、ガラス等からなるリジッド基材が挙げられる。

上記光電変換層としては、例えば、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコン等の結晶系半導体、アモルファスシリコン等のアモルファス系半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ_２Ｓ、ＣｕＩｎＳｅ_２、ＣｕＩｎＳ_２等の化合物半導体、フタロシアニン、ポリアセチレン等の有機半導体等から形成されたものを挙げることができる。上記光電変換層は、単層であってよく、または複層であってもよい。

上記電極層は、電極材料からなる層である。上記電極層は、必要に応じて、上記光電変換層上にあってもよいし、上記光電変換層と基材との間にあってもよいし、上記基材面上にあってもよい。また、上記太陽電池素子は、上記電極層を複数有していてもよい。受光面側（表面）の電極層は、入射光を遮るおそれがあるため、上記電極材料としては、金属酸化物等の一般的な透明電極材料であることが好ましい。上記透明電極材料としては、特に限定されないが、ＩＴＯまたはＺｎＯ等が好適に使用される。透明電極を使用しない場合は、バス電極やそれに付属するフィンガー電極を銀などの金属でパターニングされたものでもよい。背面側（裏面）の電極層は、透明である必要はないため、一般的な電極材料によって構成されて構わないが、上記電極材料としては、銀が好適に用いられる。

上記太陽電池素子を製造する方法としては特に限定されず、例えば、上記基材上に上記光電変換層や電極層を配置する等の公知の方法により製造することができる。上記太陽電池素子は、ロール状に巻回された長尺状であってもよいし、矩形状のシート状であってもよい。

本発明の太陽電池モジュールは、図２に示すように、太陽電池素子Ｃの光電変換層３側面に、接着封止層２及び保護層１を有するものであるが、更に、上記太陽電池素子Ｃの基材４側面にも、上記接着封止層２及び上記保護層１を有していてもよい。上記太陽電池素子Ｃの基材４側面に、上記接着封止層２及び上記保護層１を有することにより、太陽電池素子Ｃがより良好に封止され、長期間にわたって安定的に発電し得る太陽電池モジュールとすることができる。

上記太陽電池素子Ｃの光電変換層３側面及び基材４側面に、上記接着封止層２及び上記保護層１を有する場合の、本発明の太陽電池モジュールＦの一例の縦断面模式図を図４に示す。図４は、順に、保護層１、接着封止層２、光電変換層３、基材４、接着封止層２及び保護層１からなる本発明の太陽電池モジュールＦの縦断面模式図を示す。

本発明の太陽電池モジュールＦを製造する方法としては、上記太陽電池素子Ｃの少なくとも受光面上に、上記接着封止層２と保護層１とからなる上記太陽電池保護シートＢを、一対の熱ロールを用いて狭窄し、熱圧着する方法が挙げられる。上記太陽電池素子Ｃの受光面とは、光を受けることができる面であって、上記太陽電池素子Ｃの光電変換層３が配置された面をいう。上記太陽電池モジュールＦを製造する方法では、上記太陽電池素子Ｃの光電変換層３が配置された面と、上記太陽電池保護シートＢの接着封止層２側面とが対向した状態で、上記太陽電池素子Ｃと上記太陽電池保護シートＢを積層し、これらを一対の熱ロールを用いて狭窄し、熱圧着する方法が好ましい。

上記一対の熱ロールを用いて狭窄する際の、上記熱ロールの温度の好ましい下限は７０℃、好ましい上限は１６０℃である。上記熱ロールの温度が７０℃未満であると、接着不良を起こすおそれがある。上記熱ロールの温度が１６０℃を超えると、熱圧着時にしわを発生しやすくなる。上記熱ロールの温度のより好ましい下限は８０℃、より好ましい上限は１１０℃である。

上記熱ロールの回転速度の好ましい下限は０．１ｍ／分、好ましい上限は１０ｍ／分である。上記熱ロールの回転速度が０．１ｍ／分未満であると、熱圧着後しわが発生しやすくなるおそれがある。上記熱ロールの回転速度が１０ｍ／分を超えると、接着不良が起こるおそれがある。上記熱ロールの回転速度のより好ましい下限は０．３ｍ／分、より好ましい上限は５ｍ／分である。

本発明の太陽電池モジュールを製造する方法の一例について、図５を用いて、具体的に説明する。図５に示すように、まず、上記保護層と上記接着封止層とからなり、ロール状に巻回された長尺状の太陽電池保護シートＢと、太陽電池素子Ｃとを用意する。そして、太陽電池保護シートＢ及び太陽電池素子Ｃのロールを巻き出し、太陽電池素子Ｃの光電変換層の受光面と、太陽電池保護シートＢの接着封止層面とを対向させた状態に配置し、両者を積層させて積層シートＤとする。次いで、積層シートＤを、所定の温度に加熱された一対のロールＥ、Ｅ間に供給し、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱して熱圧着し、太陽電池素子Ｃ及び太陽電池保護シートＢを接着一体化する。これにより、光電変換層が接着封止層によって封止され、太陽電池モジュールＡを得ることができる。

また、上記基材側面を封止する方法としては、例えば、上述と同様にして、上記太陽電池の基材側面に、本発明の太陽電池保護シートを、接着封止層が基材と対向するように配置し、これらを一対の熱ロールを用いて狭窄することにより熱圧着する方法が挙げられる。上記太陽電池の基材側面に太陽電池保護シートを熱圧着する工程は、上述した太陽電池素子の受光面上に、上記太陽電池保護シートを熱圧着する工程の前に行ってもよいし、同時に行ってもよく、または、後に行ってもよい。

本発明の太陽電池保護シートＢを使用して、例えば、太陽電池素子Ｃの光電変換層側面と基材側面とを同時に封止して、本発明の太陽電池モジュールＦを製造する方法の一例について、図６を用いて説明する。具体的には、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池素子Ｃを用意する一方、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池保護シートＢを二つ用意する。そして、図６に示すように、長尺状の太陽電池保護シートＢ、Ｂをそれぞれ巻き出すと共に、長尺状の太陽電池素子Ｃを巻き出し、二つの太陽電池保護シートＢ、Ｂの接着封止層が互いに対向した状態にして、太陽電池保護シートＢ、Ｂ同士を太陽電池素子Ｃを介して重ね合わせ、積層シートＤとする。そして、積層シートＤを所定の温度に加熱された一対のロールＥ、Ｅ間に供給して、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池保護シートＢ、Ｂ同士を接着一体化させて、太陽電池保護シートＢ、Ｂによって太陽電池素子Ｃを封止して太陽電池モジュールＦを連続的に製造する。上記太陽電池モジュールＦの製造において、上記太陽電池保護シートＢ、Ｂ同士を太陽電池素子Ｃを介して重ね合わせて積層シートＤを形成すると同時に、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱してもよい。

また、太陽電池素子Ｃとして矩形状のシート状のものを用いた場合の、本発明の太陽電池モジュールの製造方法の一例を図７に示す。具体的には、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池素子Ｃの代わりに、所定の大きさの矩形状のシート状の太陽電池素子Ｃを用意する。そして、図７に示すように、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池保護シートＢ、Ｂをそれぞれ巻き出し、それぞれの接着封止層を対向させた状態にした太陽電池保護シートＢ、Ｂ間に、太陽電池素子Ｃを所定時間間隔毎に供給し、太陽電池保護シートＢ、Ｂ同士を太陽電池素子Ｃを介して重ね合わせ、積層シートＤとする。そして、積層シートＤを所定の温度に加熱された一対のロールＥ、Ｅ間に供給して、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池保護シートＢ、Ｂ同士を接着一体化させて、太陽電池保護シートＢ、Ｂによって太陽電池素子Ｃを封止して太陽電池モジュールＦを連続的に製造する。上記太陽電池モジュールの製造において、積層シートＤの形成と同時に、積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら加熱してもよい。本発明の太陽電池モジュールＦは、このようなロールツーロール法を適用して好適に製造することができる。

本発明の太陽電池モジュールを製造する方法としてはまた、例えば、所望形状に切断した本発明の太陽電池保護シートと太陽電池素子とを用意し、該太陽電池保護シートの接着封止層と、該太陽電池素子の光電変換層側面、若しくは、両面とを対向させた状態で、上記太陽電池保護シートと上記太陽電池素子とを積層し、得られた積層体を、静止状態で、減圧下で、その厚み方向に押圧力を加えながら加熱して、上記太陽電池素子を上記太陽電池保護シートで封止する方法であってもよい。上記積層体を、減圧下で、その厚み方向に押圧力を加えながら加熱する工程は、真空ラミネーター等の従来公知の装置を用いて行うことができる。

本発明によれば、フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層と、ポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とを有し、保護層と接着封止層との接着性の高い、耐久性に優れた太陽電池保護シート、及び、該太陽電池保護シートにより太陽電池素子が保護された太陽電池モジュールを提供することができる。

太陽電池保護シートの一例を示した縦断面模式図である。 本発明の太陽電池モジュールの一例を示した縦断面模式図である。 太陽電池素子の一例を示した縦断面模式図である。 本発明の太陽電池モジュールの一例を示した縦断面模式図である。 本発明の太陽電池モジュールの製造要領の一例を示した模式図である。 本発明の太陽電池モジュールの製造要領の一例を示した模式図である。 本発明の太陽電池モジュールの製造要領の一例を示した模式図である。

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
（１）太陽電池保護シートの製造
フッ素系樹脂としてポリフッ化ビニリデン樹脂（アルケマ社製、商品名「ＫＹＮＡＲ ７４０」）７０重量部と、（メタ）アクリル系樹脂として、メチルメタクリレートとブチルアクリレートのブロック共重合体をメタクリル酸で変性した樹脂（アルケマ社製、商品名「Ｎａｎｏｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｍ７５Ｍ」）３０重量部を第一押出機に供給して２３０℃にて溶融混練した。ポリオレフィン系樹脂としてエチレンとグリシジルメタクリレートの共重合体（アルケマ社製、商品名「ＬＯＴＡＤＥＲ ＡＸ８８４０」）１００重量部を第二押出機に供給して２３０℃にて溶融混練した。第一押出機と第二押出機とを共に接続させている合流ダイに保護層及び接着封止層を構成する溶融樹脂を供給して合流させ、合流ダイに接続させているＴダイからシート状に押出して、厚さ０．０４ｍｍの保護層の一方の面上に、厚さ０．４ｍｍの接着保護層が積層一体化されてなる長尺状の一定幅を有する太陽電池保護シートを得た。

（２）太陽電池モジュールの製造
得られた太陽電池保護シートを用いて、以下の要領で太陽電池モジュールを作製した。先ず、図３に示したような、可撓性を有するポリイミドフィルムからなる基材４上に薄膜状の光電変換素子３が形成されてなり且つロール状に巻回されてなる太陽電池素子Ｃを用意する一方、ロール状に巻回された太陽電池保護シートＢを二つ用意した。次に、図６に示したように、太陽電池素子Ｃ及び二つの太陽電池保護シートＢ、Ｂを巻き出し、太陽電池保護シートＢを太陽電池素子Ｃを介して重ね合わせて積層シートＤとした。なお、太陽電池保護シートＢ、Ｂは接着封止層同士が対向した状態となるように重ね合わせた。しかる後、加圧及び減圧をしていない大気圧雰囲気下で、上記積層シートＤを１４０℃に加熱された一対のロールＥ、Ｅ間に供給して積層シートＤをその厚み方向に押圧しながら積層シートＤを加熱することによって太陽電池保護シートＢ、Ｂ同士を接着一体化させることにより、太陽電池保護シートＢ、Ｂで太陽電池素子Ｃを封止して太陽電池モジュールＦを連続的に製造し図示しない巻取り軸に巻き取った。

（実施例２〜６、比較例１〜２）
保護層及び接着封止層を表１に示した構成とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池保護シートを製造し、該太陽電池保護シートを用いて太陽電池モジュールを製造した。

表１に示したその他の各成分の詳細は以下のようである。

（（メタ）アクリル系樹脂）
水酸基を有するモノマー（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）とメチルメタクリレート、ブチルアクリレートの共重合体（アルケマ社製、商品名「Ｎａｎｏｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｍ５５ＨＭ」）
アミド基を有するモノマー（ジメチルアクリルアミド）とメチルメタクリレート、ブチルアクリレートの共重合体（アルケマ社製、商品名「Ｎａｎｏｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｍ５５Ｎ」）
エポキシ基を有するモノマー（メタクリル酸グリシジル）とメチルアクリレート、エチレンの共重合体（アルケマ社製、商品名「ＬＯＴＡＤＥＲ ＡＸ８９００」）
ポリメタクリル酸メチルホモポリマー（アルケマ社製、商品名「Ａｌｔｕｇｌａｓ Ｖ０４４」）

（ポリオレフィン系樹脂）
酸無水物基を有するモノマー（無水マレイン酸）とメチルアクリレート、エチレンの共重合体（アルケマ社製、商品名「ＬＯＴＡＤＥＲ ４５０３」）

（評価）
実施例及び比較例で得られた太陽電池モジュールについて以下の評価を行った。結果を表１に示した。

（１）保護層−接着封止層間の剥離強度
得られた太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子に積層した太陽電池保護シートの接着封止層から保護層を剥離した際の剥離強度をＪＩＳ Ｋ６８５４に準拠して測定した。

（２）高温高湿耐久性（接着）
得られた太陽電池モジュールをＪＩＳ Ｃ８９９０に記載された手順に準拠して、８５℃、相対湿度８５％の環境下にて放置し、太陽電池モジュールの放置を開始してから、太陽電池の基板から、太陽電池素子側に積層した太陽電池保護シートが剥離するまでの時間を５００時間毎に観察し、剥離が確認された時間を測定した。太陽電池モジュールの認証条件を定めたＪＩＳ Ｃ８９９０では１０００時間以上の耐久性を求めており、１０００時間で剥離が確認されたものは接着性が不足していると判断できる。

（３）高温高湿耐久性（Ｐｍａｘ保持率）
得られた太陽電池モジュールをＪＩＳ Ｃ８９９０に記載された手順に準拠して、８５℃、相対湿度８５％の環境下にて１０００時間放置し、放置前の最大出力Ｐｍａｘ０に対する放置後の最大出力Ｐｍａｘの保持率（Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘ０×１００［％］）を算出した。なお、出力測定にはニッシントーア株式会社製１１１６Ｎを用いた。

１…保護層
２…接着封止層
３…光電変換層
４…基材
Ａ、Ｆ…太陽電池モジュール
Ｂ…太陽電池保護シート
Ｃ…太陽電池素子
Ｄ…積層シート
Ｅ…ロール

Claims (3)

1. フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層とポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とが積層されている太陽電池保護シートであって、前記（メタ）アクリル系樹脂が、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基、アミド基の中から選ばれる１種類の官能基を有する共重合成分を有する共重合体であり、前記ポリオレフィン系樹脂がエポキシ基を有する、太陽電池保護シート。
2. フッ素系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂を含有する保護層とポリオレフィン系樹脂を含有する接着封止層とが積層されている太陽電池保護シートであって、前記（メタ）アクリル系樹脂がエポキシ基、アミド基、水酸基の中から選ばれる１種類の官能基を有する共重合成分を有する共重合体であり、前記ポリオレフィン系樹脂がカルボキシル基または酸無水物基を有する、太陽電池保護シート。
3. 基材と、
   前記基材上に配置された光電変換層とを有する太陽電池素子と、
   前記太陽電池素子に積層されており、かつ請求項１または２に記載の太陽電池保護シートとを備える、太陽電池モジュール。

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