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JP2018518035A - ３層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート - Google Patents

３層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート Download PDF

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Abstract

本発明は、3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシートを開示する。前記バックシートは、中間に位置する中間層、中間層の両側に位置する外層及び内層の3層の膜を共押出してなり、その阻水性が良好で、光反射率が高く、長期間の加水分解性、耐紫外線性、耐熱性、耐老化性に優れ、リサイクル可能で環境に優しい。前記太陽電池モジュールバックシートは、前記3層構造を有し、架橋高分子合金膜をコア基層とし、その空気面側にある外層が共押出架橋高分子合金層からなり、その他側、即ち電池シート側にある内層が、共押出架橋高分子合金からなる。前記バックシートは、従来技術に比べて、より優れた阻水性、反射率、長期間の耐加水分解性を有し、耐紫外線性、耐熱性、耐老化性がより良好で、リサイクル可能で環境に優しく、コストがさらに低い。従来技術の共押出して形成したバックシートに比べて、より優れた耐熱性、寸法安定性、及び高い機械的破断強度を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシートに関する。
太陽電池モジュールは、通常、積層構造であり、主に順次に設置されるガラス層、EVA封止層、シリコンセル、EVA封止層、及び太陽電池モジュールバックシートを含み、ここで、シリコン電池シートが2層のEVA膜により封止される。太陽電池モジュールバックシートは、電気的絶縁、太陽電池モジュールの機械的強度を向上させること、封止層への水蒸気の侵入による電池シートの寿命と発電効率への影響を避けることを主作用とする。太陽電池モジュールバックシートは、太陽電池モジュールの最外面に設置されるため、バックシートに良好な耐環境腐食性が要求されており、製造される太陽電池モジュールバックシートは、電池の発電効率を向上させるために、優れた耐湿熱老化性、耐高温性、耐加水分解性、耐食性、及び耐紫外線性、良好な阻水性、電池側の高光反射性が必要である。また、コストをさらに低減できる。
従来技術において、太陽電池バックシートは、主として厚さ0.020-0.040mmのフッ素含有フィルムと、厚さ0.100-0.300mmのポリエステル（PET）フィルム基層と、厚さ0.0200-0.180mmのEVA又はポリオレフィンフィルム又はポリアミド（PA）、或いは改質ポリプロピレンからなるフィルムとの合計3層の膜材料を接着剤により積層されてなるものである。このバックシートは、バックシートが厚くて伝熱効率が悪く、耐熱性が悪く;光反射率が小さいことで電池の発電効率が低く;耐UV性が低いことで電池シートの面にある材質の粉化が早くなりすぎ、黄変し、クラックが発生し、老化して失効となり;水蒸気透過率が高すぎてPID現象が発生し、スネイルトレイル（Snail trails）現象を誘発することで発電効率が低下し;モジュールの修理が困難であり;高価であるという欠点を有する。
本発明は、従来技術の問題を克服するために、阻水性が良好で、光反射率が高く、長期間の耐老化性に優れ、環境に優しい3層構造を有する太陽電池モジュールバックシートを提供することを目的とする。前記バックシートを構成する、中間に位置する中間層、中間層の両側に位置する外層及び内層の3層の膜は、いずれも反応架橋押出技術とも呼ばれる動的架橋押出技術を用いている。反応架橋押出技術により一回で形成する前記太陽電池モジュールバックシート（4）は、3層の膜と機能性フィラーとを共押出してなるものであり、その阻水性が良好で、光反射率が高く、長期間の耐加水分解性、耐紫外線性、耐熱性、耐老化性に優れ、寸法熱安定性に優れ、リサイクル可能で環境に優しい。前記太陽電池モジュールバックシートは、前記3層構造を有し、架橋高分子合金膜をコア基層とし、その空気面側にある外層が共押出架橋高分子合金層からなり、その他側、即ち電池シート側にある内層が、共押出架橋高分子合金からなる。前記バックシートは、従来技術に比べて、より優れた阻水性、反射率、長期間の耐加水分解性を有し、耐紫外線性、耐熱性、耐老化性がより良好で、リサイクル可能で環境に優しく、コストがさらに低い。従来技術の共押出して形成したバックシートに比べて、より優れた耐熱性、寸法安定性、及び高い機械的破断強度を有する。
本発明は、低価のポリオレフィン系高分子樹脂を用いて、グラフト技術により反応可能な官能基をグラフトし、さらに、グラフト官能基と反応可能な反応基を有する高分子樹脂と混合し押出加工により架橋反応させることにより、架橋ネットワークを形成し、耐熱性、機械的強度、及び寸法安定性を向上させるとともに、３層の各層にある反応基を有する高分子樹脂を相容剤として用いることにより、層間の結合力を強くする。さらに、架橋ネットワークにより、表面外層の耐摩擦、耐擦性、耐酸塩基性、耐溶剤性、耐アンモニア性、耐塩水噴霧性を向上させる。
上記の目的を達成するために、本発明で用いられる技術案は以下の通りである。3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシートは、前記バックシートが、中間に位置する中間層（3）、中間層（3）の両側に位置する外層（1）及び内層（2）の3層の膜からなり、いずれも動的架橋押出技術（反応架橋押出技術、又は反応押出技術とも呼ばれる）を用いて、共押出により太陽電池モジュールバックシート（4）を形成することを特徴とする。
中間層（3）と、中間層（3）の両側に位置する外層（1）及び内層（2）とは、いずれも動的架橋押出技術（反応架橋押出技術又は反応押出技術とも呼ばれる）を用いている。それぞれの英語名称は以下の通りである。
動的架橋技術:Dynamic crosslinking technology
反応架橋押出技術:Reactive crosslinking Extrusion technology
反応押出技術:Reactive Extrusion technology
共押出際の各層の内部及び各層同士の高分子の架橋により、緻密な分子ネットワークを形成することにより、耐熱性、熱安定性及び機械的強度を向上させ、中間層3と中間層3の両側に位置する外層1及び内層との結合力を増加する目的を実現する。さらに、中間層3に外層1及び内層2と相容する相容剤を添加することにより、中間層3と、中間層3の両側に位置する外層1及び内層の2層との結合力を増加する目的を実現する。
中間層3は、A成分と、B成分と、C成分と、D成分と、機能性フィラーの一種又は複数種とを混合して共押出加工により架橋反応させてなる高分子ネットワークプラスチック合金からなる。
A成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、線状低密度ポリエチレン（LLDPE）、低密度ポリエチレン（LDPE）、中密度ポリエチレン（MDPE）、高密度ポリエチレン（HDPE）、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体（SEBS）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー（POE）、単独重合ポリプロピレン（PP）、共重合ポリプロピレン（PP）、単独重合ポリプロピレンと共重合ポリプロピレンとの混合物、ポリスチレン（PS）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリフェニレンエーテル（PPO）、ポリアミド（PA、PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA612、PA1010、PA1212の一種又は複数種）、メタクリル酸メチル（PMMA）、ポリビニルブチラール（PVB）、ポリカーボネート（PC）、及び環状オレフィン共重合体（Cyclic Olefin Copolymer又はCyclic Olefin Polymer）等。
B成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、線状低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（LLDPE-g-GMA）、低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（LDPE-g-GMA）、中密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（MDPE-g-GMA）、高密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（HDPE-g-GMA）、超高分子量ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（UHMWPE-g-GMA）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-グリシジルメタクリレート（SEBS-g-GMA）、単独重合ポリプロピレン-グラフト-グリシジルメタクリレート(PP-g-GMA)、共重合ポリプロピレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（PP-g-GMA）、ポリスチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（PS-g-GMA）、ポリフェニレンエーテル-グラフト-グリシジルメタクリレート（PPO-g-GMA）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-グリシジルメタクリレート（POE-g-GMA）、ポリカーボネート-グラフト-グリシジルメタクリレート（PC-g-GMA）、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-グリシジルメタクリレート（EPDM-g-GMA）、線状低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸(LLDPE-g-MAH)、低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（LDPE-g-MAH）、中密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（MDPE-g-MAH）、高密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（HDPE-g-MAH）、超高分子量ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（UHMWPE-g-MAH）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-無水マレイン酸（SEBS-g-MAH）、単独重合ポリプロピレン-グラフト-無水マレイン酸（PP-g-MAH）、共重合ポリプロピレン-グラフト-無水マレイン酸（PP-g-MAH）、ポリスチレン-グラフト-無水マレイン酸（PS-g-MAH）、ポリフェニレンエーテル-グラフト-無水マレイン酸（PPO-g-MAH）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-無水マレイン酸（POE-g-MAH）、ポリカーボネート-グラフト-無水マレイン酸（PC-g-MAH）、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-無水マレイン酸（EPDM-g-MAH）等。
C成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、ポリアミド（PA、PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA612、PA1010、PA1212の一種又は複数種）、メタクリル酸メチル（PMMA）、ポリビニルブチラール（PVB）、フェノキシ樹脂（PHENOXYRESIN）、結晶性ポリエステルポリオール等。
D成分は、ナイロンポリオレフィングラフト共重合体（又はポリオレフィン-ナイロングラフトポリマー、PO-GRAFT-PAとも呼ばれる）であり、ポリオレフィン-ナイロングラフトポリマーは、ARKEMA社のポリオレフィンとナイロンとのグラフト重合体であるApolhya(r)のうちの一種又は二種からなるものであってもよい。
機能性フィラーは、光反射性、放熱性、難燃性、色彩装飾性を向上させるために用いられるものである。無機フィラーは、二酸化チタン（TiO2)、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、滑石粉、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、マイカ粉、硫酸バリウム、珪藻土、軽石粉、ダイヤモンド粉からなる群から選択される一種又は二種以上の混合物である。
中間層3における各成分の含有量は、重量比で、A成分:0〜99%、好ましくは0-90%、B成分:0.5%〜99%、好ましくは0.5%-80%、C成分:0.5%〜99%、好ましくは0.5%〜90%、D成分:0〜99%、好ましくは0〜50%、機能性フィラー:0.5%〜90%、好ましくは0.5%-30%である。
外層1は、E成分と、F成分と、G成分と、機能性フィラーの一種又は複数種とを混合して共押出加工により架橋反応させてなる高分子ネットワークプラスチック合金からなる。
E成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、線状低密度ポリエチレン（LLDPE）、低密度ポリエチレン（LDPE）、中密度ポリエチレン（MDPE）、高密度ポリエチレン（HDPE）、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体（SEBS）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー（POE）、ポリアミド（PA、PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA612、及びPA1010の一種又は複数種）、メタクリル酸メチル（PMMA）、ポリビニルブチラール（PVB）、ポリオレフィン-ナイロングラフトポリマー（PO-GRAFT-PA）、及び環状オレフィン共重合体（Cyclic Olefin Copolymer又はCyclic Olefin Polymer）等。
F成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、線状低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（LLDPE-g-GMA）、低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（LDPE-g-GMA）、中密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（MDPE-g-GMA）、高密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（HDPE-g-GMA）、超高分子量ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（UHMWPE-g-GMA）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-グリシジルメタクリレート（SEBS-g-GMA）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-グリシジルメタクリレート（POE-g-GMA）、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-グリシジルメタクリレート（EPDM-g-GMA）、線状低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（LLDPE-g-MAH）、低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（LDPE-g-MAH）、中密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（MDPE-g-MAH）、高密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（HDPE-g-MAH）、超高分子量ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（UHMWPE-g-MAH）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-無水マレイン酸（SEBS-g-MAH）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-無水マレイン酸（POE-g-MAH）、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-無水マレイン酸（EPDM-g-MAH）、ポリオレフィン-ナイロングラフトポリマー（ARKEMA社のポリオレフィン-ナイロンとのグラフト重合体であるApolhya(r)であってもよい）等。
G成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、ポリアミド（PA、PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA612、PA1010、PA1212の一種又は複数種）、メタクリル酸メチル（PMMA）、ポリビニルブチラール（PVB）、フェノキシ樹脂（PHENOXYRESIN）、結晶性ポリエステルポリオール。
機能性フィラーは、光反射性、放熱性、難燃性、色彩装飾性を向上させるために用いられるものである。無機フィラーは、二酸化チタン（TiO2)、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、滑石粉、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、マイカ粉、硫酸バリウム、珪藻土、軽石粉、ダイヤモンド粉からなる群から選択される一種又は二種以上の混合物である。
外層1における各成分の含有量は、重量比で、E成分:0〜99%、好ましくは0-90%、F成分:0.5%〜99%、好ましくは10%-90%、G成分:0.5%〜99%、好ましくは0.5%〜90%、機能性フィラー:0.5%〜90%、好ましくは1%-40%である。
内層2は、H成分と、J成分と、K成分と、機能性フィラーの一種又は複数種とを混合して共押出加工により架橋反応させてなる高分子ネットワークプラスチック合金からなる。
H成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、線状低密度ポリエチレン（LLDPE）、低密度ポリエチレン（LDPE）、中密度ポリエチレン（MDPE）、低密度ポリエチレン（HDPE）、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体（SEBS）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー（POE）、ポリアミド（PA、PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA612の一種又は複数種）、メタクリル酸メチル（PMMA）、ポリビニルブチラール（PVB）、ポリオレフィン-ナイロングラフトポリマー（PO-GRAFT-PA）、及び環状オレフィン共重合体（Cyclic Olefin Copolymer又はCyclic Olefin Polymer）等。
J成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、線状低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（LLDPE-g-GMA）、低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（LDPE-g-GMA）、中密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（MDPE-g-GMA）、高密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（HDPE-g-GMA）、超高分子量ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート（UHMWPE-g-GMA）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-グリシジルメタクリレート（SEBS-g-GMA）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-グリシジルメタクリレート（POE-g-GMA）、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-グリシジルメタクリレート（EPDM-g-GMA）、線状低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（LLDPE-g-MAH）、低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（LDPE-g-MAH）、中密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（MDPE-g-MAH）、高密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（HDPE-g-MAH）、超高分子量ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸（UHMWPE-g-MAH）、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-無水マレイン酸（SEBS-g-MAH）、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-無水マレイン酸（POE-g-MAH）、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-無水マレイン酸（EPDM-g-MAH）、及びポリオレフィン-ナイロングラフトポリマー（ARKEMA社のポリオレフィンとナイロンとのグラフト重合体であるApolhya(r)であってもよい）等。
K成分は、以下の重合体のうちの一種又は二種からなる。例えば、ポリアミド（PA、PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA612、PA1010、PA1212の一種又は複数種）、メタクリル酸メチル（PMMA）、ポリビニルブチラール（PVB）、フェノキシ樹脂（PHENOXYRESIN）、結晶性ポリエステルポリオール。
機能性フィラーは、光反射性、放熱性、難燃性、色彩装飾性を向上させるために用いられるものである。無機フィラーは、二酸化チタン（TiO2)、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、滑石粉、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、マイカ粉、硫酸バリウム、珪藻土、軽石粉、ダイヤモンド粉からなる群から選択される一種又は二種以上の混合物である。
内層2における各成分の含有量は、重量比でH成分:0〜99%、好ましくは0-90%、J成分:0.5%〜99%、好ましくは10%-90%、K成分:0.5%〜99%、好ましくは0.5%〜90%、機能性フィラー:0.5%〜90%、好ましくは1%〜40%である。
中間層3の厚さは0.005mm-0.500mm、外層1の厚さは0.010mm-0.100mm、内層2の厚さは0.010mm-0.100mmである。前記外層1の表面光沢度は1〜99、好ましくは5〜90であり、この場合に、光沢度を測定する光線の投射角は60oである。前記内層2の表面光沢度は1〜99、好ましくは5〜90であり、この場合に、光沢度を測定する光線の投射角は60oである。光沢度の測定方法は、ASTMD523、ASTMD1455、ASTMC346、ASTMC584、ASTMD2457、ENISO2813、DIN67530、ENISO7668、JISZ8741、MFT30064、TAPPIT480、GB9754、GB/T13891、GB7706、及びGB8807等に準じている。前記内層2の表面反射率は1%〜99%、好ましくは2%〜99%であり、この場合に、反射率を測定する光線の波長は、400-1100nmの範囲にある。
本発明の共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシートの構造模式図である。 本発明の共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシートを含む太陽電池モジュールの構造模式図である。
実施例1
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含み、この3層を共押出して一回で連続的に製造されたものである。即ち、高温共押出（Co-extrusion）成膜により、高分子混合物膜を形成した。
外層1の原材料は、PA12含有量88%+TiO2含有量12%（いずれも質量％であり、以下同じ）であり、厚さは0.050mmである。
化学式は[NH-(CH2)11-CO]nであり、内層2の原材料は、EVA19%+LLDPE69%+TiO2含有量12%、厚さは0.050mmである。
内層2の化学式:(C2H4)x(C4H6O2)+(C2H4)n
EVAの化学式:(C2H4)x(C4H6O2)y
LLDPEの化学式:(C2H4)n
中間層3の原材料は、単独重合PP含有量98%+TiO2含有量2%であり、厚さは0.250mmである。
PPの化学式:(C3H6)n
高温共押出（Co-extrusion）成膜により、高分子混合物膜を形成した。
実施例2
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含む。
外層1の原材料は、PA12含有量88%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
PA12の化学式:[NH-(CH2)11-CO]n
内層2の原材料は、PA12含有量88%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
中間層3の原材料は、PA12含有量98%+TiO2含有量2%であり、厚さは0.250mmである。
高温共押出（Co-extrusion）成膜により、高分子混合物膜を形成した。
実施例3
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含み、この3層を共押出して一回で連続的に製造されたものである。
外層1の原材料は、HDPE-g-GMA含有量65%+PA12含有量23%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
HDPEの化学式:[-CH2-CH2-]n
内層2の原材料は、HDPE-g-GMA含有量65%+PA12含有量23%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
中間層3の原材料は、単独重合PP含有量58%+PP-g-GMA含有量20%+PA12含有量20%+TiO22%であり、厚さは0.250mmである。高温共押出（Co-extrusion）成膜により、一部を架橋反応させ、混合高分子合金膜を形成した。
実際の製造において、この3層の材料を一回で高温共押出（Co-extrusion）成膜することにより、各層に混合高分子合金膜を形成するとともに、各層同士が高分子の相容性と架橋反応により、架橋接着して一体化の高分子合金膜を形成した。
実施例4
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含み、この3層を共押出して一回で連続的に製造されたものである。
外層1の原材料は、HDPE-g-GMA含有量64%+PA12含有量24%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
内層2の原材料は、LLDPE含有量20%+POE含有量48%+POE-g-GMA含有量10%+PA12含有量10%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
中間層3の原材料は、単独重合PP含有量58%+PP-g-GMA含有量20%+PA12含有量20% +TiO22%であり、厚さは0.250mmである。高温共押出（Co-extrusion）成膜により、一部を架橋反応させ、混合高分子合金膜を形成した。
実際の製造において、この3層の材料を一回で高温共押出（Co-extrusion）成膜することにより、各層に混合高分子合金膜を形成するとともに、各層同士が高分子の相容性と架橋反応により、架橋接着して一体化の高分子合金膜を形成した。
実施例5
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含み、この3層を共押出して一回で連続的に製造されたものである。
外層1の原材料は、HDPE-g-GMA含有量64%+PA12含有量24% +TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
HDPEの化学式:[-CH2-CH2-]n
内層2の原材料は、HDPE-g-GMA含有量64%+PA12含有量24%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
中間層3の原材料は、HDPE-g-GMA含有量70%+PA12含有量24% +TiO2含有量6%であり、厚さは0.250mmである。高温共押出（Co-extrusion）成膜により、一部を架橋反応させ、混合高分子合金膜を形成した。
実際の製造において、この3層の材料を一回で高温共押出（Co-extrusion）成膜することにより、各層に混合高分子合金膜を形成するとともに、各層同士が高分子の相容性と架橋反応により、架橋接着して一体化の高分子合金膜を形成した。
実施例6
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含み、この3層を共押出して一回で連続的に製造されたものである。
外層1の原材料は、HDPE-g-GMA含有量64%+PA12含有量24%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
内層2の原材料は、HDPE-g-GMA含有量64%+PA12含有量24%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
中間層3の原材料は、単独重合又は共重合PP-g-GMA含有量60%+PA12含有量16%+TiO2含有量4%+HDPE-g-GMA含有量20%であり、厚さは0.250mmである。
高温共押出（Co-extrusion）成膜により、一部を架橋反応させ、混合高分子合金膜を形成した。
実際の製造において、この3層の材料を一回で高温共押出（Co-extrusion）成膜することにより、各層に混合高分子合金膜を形成するとともに、各層同士が高分子の相容性と架橋反応により、架橋接着して一体化の高分子合金膜を形成した。
実施例7
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含み、この3層を共押出して一回で連続的に製造されたものである。
外層1の原材料は、HDPE-g-GMA含有量64%+PA12含有量24%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
内層2の原材料は、HDPE-g-GMA含有量64%+PA12含有量24%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
中間層3の原材料は、単独重合PP含有量60%+環状オレフィン共重合体（Cyclic Olefin Copolymer）26%+TiO2含有量4%であり、厚さは0.250mmである。
環状オレフィン共重合体の化学式:

高温共押出（Co-extrusion）成膜により、一部を架橋反応させ、混合高分子合金膜を形成した。
実際の製造において、この3層の材料を一回で高温共押出（Co-extrusion）成膜することにより、各層に混合高分子合金膜を形成するとともに、各層同士が高分子の相容性と架橋反応により、架橋接着して一体化の高分子合金膜を形成した。
実施例8
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含み、この3層を共押出して一回で連続的に製造されたものである。
43%+ HDPE-g-GMA含有量30%+PA12含有量15%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
43%+ HDPE-g-GMA含有量30%+PA12含有量15%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
中間層3の原材料は、単独重合PP含有量46%+単独重合又は共重合PP-g-GMA含有
10%+TiO2含有量4%であり、厚さは0.250mmであり、高温共押出（Co-extrusion）成膜により、一部を架橋反応させ、混合高分子合金膜を形成した。
実際の製造において、この3層の材料を一回で高温共押出（Co-extrusion）成膜することにより、各層に混合高分子合金膜を形成するとともに、各層同士が高分子の相容性と架橋反応により、架橋接着して一体化の高分子合金膜を形成した。
実施例9
図1は、3層構造を有する太陽電池モジュールバックシート4の構造模式図である。該バックシート4は、中間に位置する中間層3、中間層の両側に位置する外層1及び内層2を含み、この3層を共押出して一回で連続的に製造されたものである。
43%+ HDPE-g-GMA含有量30%+PA12含有量15%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
43%+HDPE-g-GMA含有量30%+PA12含有量15%+TiO2含有量12%であり、厚さは0.050mmである。
中間層3の原材料は、単独重合又は共重合PP-g-GMA含有量75%+PA12含有量21%+TiO2含有量4%であり、厚さは0.250mmであり、高温共押出（Co-extrusion）成膜により、一部を架橋反応させ、混合高分子合金膜を形成した。
実際の製造において、この3層の材料を一回で高温共押出（Co-extrusion）成膜することにより、各層に混合高分子合金膜を形成するとともに、各層同士が高分子の相容性と架橋反応により、架橋接着して一体化の高分子合金膜を形成した。
実施例10
図2は、従来の太陽電池モジュールバックシート9の構造模式図である。該バックシート9は、中間に位置する中間層10、外層11に位置するフッ素膜、外層11と中間層10とを接着する接着剤層12、電池シート側に位置する内層13、内層13と中間層10とを接着するのり層14の5層構造を有し、複合法により接着されたものである。外層11はフッ素含有フィルムで、厚さが0.025mmであり、内層13はLLDPEで、厚さが0.095mmであり、中間層10はPET膜で、厚さが0.250mmであり、接着剤層12の厚さは0.015mmで、接着剤層14の厚さは0.015mmである。評価・試験の結果を表1に示す。









実施例4、実施例5、実施例6、実施例7、実施例8及び実施例9の総合的評価は一番好ましいことから、動的架橋技術を用いた実施例では、性能が顕著に向上し、この技術を用いていない同様な構造のバックシートより優れたとともに、従来多く使用されている、構造が異なるバックシートより優れたことが分かる。
◎=最優
○=優
△=良
×=差
上記した実施例より、本発明の3層構造を有する太陽電池モジュールバックシートは、放熱率、光反射率、阻水性、長期間の耐老化性に優れた等の特性を有することが分かる。前記バックシートは、従来技術に比べて、より優れた阻水性、反射率、長期間の耐加水分解性を有し、耐紫外線性、耐熱性、耐老化性がより良好で、リサイクル可能で環境に優しく、コストがさらに低い。動的架橋技術（又は反応押出技術とも呼ばれる）を用いることにより、従来技術における架橋反応せずにそのまま共押出して成形したバックシートに比べて、より優れた耐熱性、寸法安定性、及び高い機械的破断強度を有する。
上記した実施例は、当業者が本発明を理解し実施することができるように、本発明の技術思想及び特徴を説明するものに過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明の趣旨を超えない限り、均等の変更又は修飾は本発明の範囲に含まれるべきである。

Claims (11)

  1. 中間に位置する中間層（3）、該中間層（3）の両側に位置する外層（1）及び内層（2）の3層の膜を共押出して形成した、3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシートであって、
    前記中間層（3）は、A成分と、B成分と、C成分と、D成分と、機能性フィラーの一種又は複数種とを混合して共押出加工により架橋反応させてなる高分子ネットワークプラスチック合金からなり、
    前記A成分は、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリスチレンを末端ブロックとし且つポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック
    共重合体、エチレンオクテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー、エチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー、単独重合ポリプロピレン、共重合ポリプロピレン、単独重合ポリプロピレン/共重合ポリプロピレン混合物、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテル、ポリアミド、メタクリル酸メチル、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、及び環状オレフィン共重合体のうちの一種又は二種からなり、
    前記B成分は、線状低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、中密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、高密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、超高分子量ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-グリシジルメタクリレート、単独重合ポリプロピレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、共重合ポリプロピレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、ポリスチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、ポリフェニレンエーテル-グラフト-グリシジルメタクリレート、エチレンオクテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-グリシジルメタクリレート、エチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-グリシジルメタクリレート、ポリカーボネート-グラフト-グリシジルメタクリレート、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-グリシジルメタクリレート、線状低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、中密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、高密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、超高分子量ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-無水マレイン酸、単独重合ポリプロピレン-グラフト-無水マレイン酸、共重合ポリプロピレン-グラフト-無水マレイン酸、ポリスチレン-グラフト-無水マレイン酸、ポリフェニレンエーテル-グラフト-無水マレイン酸、エチレンオクテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-無水マレイン酸、エチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-無水マレイン酸、ポリカーボネート-グラフト-無水マレイン酸、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-無水マレイン酸、及び環状オレフィン共重合体のうちの一種又は二種からなり、
    前記C成分は、ポリアミド、メタクリル酸メチル、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、及び結晶性ポリエステルポリオールのうちの一種又は二種からなり、
    前記D成分は、ナイロンポリオレフィングラフト共重合体であり、
    前記機能性フィラーは、二酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、滑石粉、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、マイカ粉、硫酸バリウム、珪藻土、軽石粉、及びダイヤモンド粉からなる群から選択される一種又は複数種の混合物であることを特徴とする3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  2. 前記中間層（3）における各成分の含有量は、重量比で、A成分:0〜99%、B成分:0.5%〜99%、C成分:0.5%〜99%、D成分:0〜99%、機能性フィラー:0.5%〜90%であることを特徴とする請求項1に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  3. 前記中間層（3）における各成分の含有量は、重量比で、A成分:0〜90%、B成分:0.5%-80%、C成分:0.5%〜90%、D成分:0〜50%、機能性フィラー:0.5%〜30%であることを特徴とする請求項2に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  4. 前記外層（1）は、E成分と、F成分と、G成分と、機能性フィラーの一種又は複数種とを混合して共押出加工により架橋反応させてなる高分子ネットワークプラスチック合金からなり、
    前記E成分は、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体、エチレンオクテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー、エチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー、ポリアミド、メタクリル酸メチル、ポリビニルブチラール、環状オレフィン共重合体のうちの一種又は二種からなり、
    前記F成分は、線状低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、中密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、高密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、超高分子量ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-グリシジルメタクリレート、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-グリシジルメタクリレート、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-グリシジルメタクリレート、線状低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、中密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、高密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、超高分子量ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-無水マレイン酸、エチレンオクテン共重合体又はエチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-無水マレイン酸、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-無水マレイン酸、ナイロンポリオレフィングラフト共重合体のうちの一種又は二種からなり、
    前記G成分は、ポリアミド、メタクリル酸メチル、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、結晶性ポリエステルポリオールのうちの一種又は二種からなり、
    前記機能性フィラーは、二酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、滑石粉、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、マイカ粉、硫酸バリウム、珪藻土、軽石粉、及びダイヤモンド粉からなる群から選択される一種又は複数種の混合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  5. 重量比で、E成分:0〜99%、F成分:0.5%〜99%、G成分:0.5%〜99%、機能性フィラー:0.5%〜90%であることを特徴とする請求項4に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  6. 重量比で、E成分:0〜90%、F成分:0.5%〜90%、G成分:0.5%〜90%、機能性フィラー:1%〜40%であることを特徴とする請求項5に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  7. 前記内層（2）は、H成分と、J成分と、K成分と、機能性フィラーの一種又は複数種とを混合して共押出加工により架橋反応させてなる高分子ネットワークプラスチック合金からなり、
    前記H成分は、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体、エチレンオクテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー、エチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー、ポリアミド、メタクリル酸メチル、ポリビニルブチラール、環状オレフィン共重合体のうちの一種又は二種からなり、
    前記J成分は、線状低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、低密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、中密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、高密度ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、超高分子量ポリエチレン-グラフト-グリシジルメタクリレート、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-グリシジルメタクリレート、エチレンオクテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-グリシジルメタクリレート、エチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-グリシジルメタクリレート、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-グリシジルメタクリレート、線状低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、低密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、中密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、高密度ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、超高分子量ポリエチレン-グラフト-無水マレイン酸、ポリスチレンを末端ブロックとしポリブタジエンを水素化したエチレン-ブテン共重合体を中間エラストマーブロックとする線状トリブロック共重合体-グラフト-無水マレイン酸、エチレンオクテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-無水マレイン酸、エチレンペンテン共重合体であるポリオレフィンエラストマー-グラフト-無水マレイン酸、エチレンプロピレンジエンモノマー-グラフト-無水マレイン酸、及びナイロンポリオレフィングラフト共重合体のうちの一種又は二種からなり、
    前記K成分は、ポリアミド、メタクリル酸メチル、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、結晶性ポリエステルポリオールのうちの一種又は二種からなり、
    前記機能性フィラーは、二酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、滑石粉、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、マイカ粉、硫酸バリウム、珪藻土、軽石粉、及びダイヤモンド粉からなる群から選択される一種又は複数種の混合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  8. 重量比で、H成分:0〜99%、J成分:0.5%〜99%、K成分:0.5%〜99%、機能性フィラー:0.5%〜90%であることを特徴とする請求項7に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  9. 重量比で、H成分:0〜90%、J成分:0.5%〜90%、K成分:0.5%〜90%、機能性フィラー:1%〜40%であることを特徴とする請求項8に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  10. 前記中間層（3）の厚さは0.010mm-0.500mm、外層（1）の厚さは0.010mm-0.100mm、内層（2）の厚さは0.010mm-0.100mmであることを特徴とする請求項1に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
  11. 光沢度を測定する光線の投射角が60oである場合に、前記外層（1）の表面光沢度は1〜99、前記内層（2）の表面光沢度は1〜99であり、反射率を測定する光線の波長が400-1100nmの範囲にある場合に、前記内層（2）の表面反射率は1%〜99%であることを特徴とする請求項1に記載の3層構造を有する共押出により一回成形する太陽電池モジュールバックシート。
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