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JP6672567B2 - 太陽電池モジュール用の同時押出バックシート - Google Patents

太陽電池モジュール用の同時押出バックシート Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
本発明は、太陽電池モジュール用のバックシートに関する。本発明は、そのようなバックシートを含む太陽電池モジュールにも関する。さらに、本発明は、太陽電池モジュール用のバックシートの製造に使用できるポリマー組成物に関する。
太陽電池モジュールまたは光起電力モジュールは、太陽光から電気エネルギーを発生させるために使用され、コア層として太陽電池システムを含む積層体からなる。このコア層（本明細書では太陽電池層とも記載する）は、機械的な影響および天候によって生じる影響から保護する機能を果たす封止材料で封止される。これらの封止材料は、プラスチックフィルムおよび／またはプラスチック複合材料の１つ以上の層からなることができる。
これらは持続可能なエネルギー資源となるので、太陽電池の使用が急速に拡大している。より従来の太陽電池はウエハ系太陽電池である。
単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）、ポリ結晶シリコンまたは多結晶シリコン（ポリ−Ｓｉまたはｍｃ−Ｓｉ）、ならびにリボンシリコンは、より従来のウエハ系太陽電池の形成に最も一般的に使用される材料である。ウエハ系太陽電池から得られる太陽電池モジュールは、互いにはんだ付けされる一連の自立ウエハ（またはセル）を含むことが多い。ウエハは一般に約１８０〜約２４０ミクロンの間の厚さを有する。このような太陽電池のパネルは、太陽電池層と呼ばれ、個別のセル単位およびセルに接続される一端を有するバスバーを接続するクロスリボンなどの電気配線、ならびに別の既存のモジュールをさらに含むことができる。次に太陽電池層は、封止材層および保護層にさらに積層されて、少なくとも２０年間使用できる耐候性モジュールが形成される。一般に、ウエハ系太陽電池から得られる太陽電池モジュールは、太陽に面する前面から太陽に面しない裏面までの位置の順で：（１）透明ペイン（フロントシートとなる）、（２）前面封止材層、（３）太陽電池層、（４）裏面封止材層、および（５）バッキング層（またはバックシート、モジュールの背面保護層となる）を含む。
太陽電池モジュール中に使用される封止材層は、脆弱な太陽電池を封止し保護するように設計される。太陽電池の封止材層に適切なポリマー材料は、典型的には、高い耐衝撃性、高い貫入抵抗、良好な紫外（ＵＶ）光抵抗性、良好な長期熱安定性、ガラスおよび／または他の剛性ポリマーシートに対する十分な接着強度、高い耐湿性、および良好な長期耐候性などの特性の組合せを有する。現在、エチレン／酢酸ビニルコポリマーは最も広く使用されている封止材料であり、ポリビニルフルオリドおよびポリエチレンテレフタレートは、当産業分野においてバックシートに最も広く使用されている材料である。
太陽電池モジュールが野外で使用される場合、封止材シートおよびバックシートがしっかりと封止されないと、水分が入って、層間剥離および／または破壊電圧が生じやすくなることが分かっている。したがって、互いに対する優れた接着性を有し、したがって太陽電池モジュールの耐候性が改善される封止材およびバックシート材料の開発が依然として必要とされている。
典型的には多層バックシートが提供され、それに裏面封止材層接着される従来技術とは対照的に、本発明の目的は、バッキング層として使用される太陽電池モジュール用の層の製造に使用可能な適切な材料を見出すことであり、このバッキング層は太陽電池の下側に接続される。本発明では、バッキング層は、裏面封止材層およびバックシートの機能を１つの層に一体化し、太陽電池モジュールの背面層として使用される。
この目的は、（ｉ）（ａ）ポリアミドと、（ｂ）エラストマーと、（ｃ）上記ポリアミドに対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基を含むエラストマーとを含む第１のポリマー組成物であって、１０〜９０重量％のポリアミド（ａ）ならびに１０〜９０重量％のエラストマー（ｂ）および（ｃ）（第１のポリマー組成物中に存在するポリアミド（ａ）ならびにエラストマー（ｂ）および（ｃ）の全重量を基準とする）を含む第１のポリマー組成物と、（ｉｉ）５０〜９８重量％（好ましくは６０〜９８重量％、より好ましくは７０〜９８重量％、さらにより好ましくは８０〜９８重量％）のエラストマーと、太陽電池および場合により第１のポリマー組成物に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する０．１５〜５重量％の基（第２のポリマー組成物の重量を基準とする）とを含む第２のポリマー組成物との溶融同時押出によってバッキング層が得られる、または得ることができるという点で、実現された。バッキング層は、第１および第２のポリマー組成物の溶融同時押出によって形成される１つの層の形態である。
驚くべきことに、請求される本発明のバッキング層は、太陽電池モジュールの背面層として適用可能であり、裏面封止材層およびバックシートの機能を一体化することが分かった。数層の代わりに１つの層を使用することは、層間剥離がない、積層に必要な層が少なくとも１つ少なくなるので太陽電池モジュールの製造がより単純になるなどのいくつかの利点を有する。さらに、太陽電池モジュールの製造中に水分および／または酸素が背面バッキング層と背面封止材層との間に入る危険性が低下し、したがって層間剥離および／または絶縁破壊の危険性が低下する。
本明細書に言及されるエラストマーは、ヤング率（２３℃でＩＳＯ ５２７ １Ａに準拠して測定される）が２ＭＰａ〜４００ＭＰａであるポリマー化合物を意味する。好ましくは５〜３００ＭＰａ、より好ましくは５〜２００ＭＰａ、さらにより好ましくは５〜１００ＭＰａ。
好ましくは、ポリアミド（ａ）は第１のポリマー組成物の連続相を構成し、エラストマー（ｂ）および（ｃ）は第１のポリマー組成物の分散相を構成し、第１のポリマー組成物は、（第１のポリマー組成物中に存在するポリアミド（ａ）ならびにエラストマー（ｂ）および（ｃ）の全重量の）５０〜９０重量％のポリアミド（ａ）、ならびに１０〜５０重量％のエラストマー（ｂ）および（ｃ）を含む。これによって、太陽電池を製造するための積層プロセス中に改善された寸法安定性（たとえばより少ない収縮によって示される）が得られる。
ポリアミドに対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する、第１のポリマー組成物中に存在する基の量は、好ましくは０．０１〜５重量％である。０．０２５〜２重量％、好ましくは０．０５〜２重量％（第１のポリマー組成物の全重量を基準とする）の含有量で最良の結果が一般に実現される。第１のポリマー組成物中の非官能化エラストマーの官能化エラストマーに対する重量比は、広い範囲内で変動することができ、エラストマーの官能基含有量、およびポリアミドポリマー中の利用可能な反応性基によって部分的には決定される。好ましくは、ポリアミドに対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基を含むエラストマー（ｃ）（官能化エラストマー）の第１のポリマー組成物中の量は、（第１のポリマー組成物中のエラストマー（ｂ）および（ｃ）の総量の）５〜５０重量％である。
第１のポリマー組成物中に存在するポリアミドは、好ましくはポリアミド−６，６、ポリアミド−４，６、およびポリアミド−６、ならびにそれらのあらゆる混合物からなる群から選択され、より好ましくはポリアミドはポリアミド−６である。
第１のポリマー組成物のエラストマー（ｂ）は、好ましくは、密度が０．８５〜０．９３ｇ／ｃｍ３であり、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．５〜３０ｇ／１０分であるエチレンとＣ３〜Ｃ１２−α−オレフィンとのコポリマーである。より好ましくは、第１のポリマー組成物のエラストマー（ｂ）は、密度が０．８５〜０．９３ｇ／ｃｍ３であり、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．５〜３０ｇ／１０分であるエチレン−オクテンコポリマーである。さらにより好ましくは、上記エチレン−オクテンコポリマーは、メタロセン触媒の存在下での重合によって得られるが、その理由はこれによって第１のポリマー組成物中のポリアミドおよびエラストマーの相溶性が改善されることが分かったからである。
第１のポリマー組成物のエラストマー（ｃ）は、好ましくは、密度が０．８５〜０．９３ｇ／ｃｍ３であり、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．５〜３０ｇ／１０分であるエチレンとＣ３〜Ｃ１２−α−オレフィンとのコポリマーであり、このコポリマーは、ポリアミドに対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基を含む。好ましくは、このコポリマーは、密度が０．８５〜０．９３ｇ／ｃｍ３であり、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．５〜３０ｇ／１０分であるエチレン−オクテンコポリマーである。さらにより好ましくは、上記エチレン−オクテンコポリマーは、メタロセン触媒の存在下での重合によって得られ、その理由はこれによって第１のポリマー組成物中のポリアミドおよびエラストマーの相溶性が改善されるからである。非官能化エラストマーおよび官能化されるエラストマーは、同一である場合も異なる場合もある。適切な組合せの例は、エチレン−オクテンコポリマー、およびたとえば無水マレイン酸で変性されたエチレン−オクテンコポリマーである。
本発明では、ポリアミドに対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基を含むエラストマーが、第１のポリマー組成物中に存在する。好ましくは、第１のポリマー組成物は、ポリアミドに対して化学的に結合する基を含む官能化エラストマー（ｃ）を含む。好ましくは、ポリアミドに対して化学的に結合する基は、無水物類、酸類、エポキシド類、シラン類、イソシアネート類、オキサゾリン類、チオール類、および／または（メタ）アクリレート類からなる群から選択され、但し、シランと無水物との組合せは好ましくは排除され、その理由はシランが無水物との組合せで存在すると、ポリマー組成物のゲル化が生じうるからである。より好ましくは、ポリアミドに対して化学的に結合する基は、不飽和ジカルボン酸無水物類、不飽和ジカルボン酸類、および不飽和ジカルボン酸エステル類、およびそれら２種類以上の混合物からなる群から選択される。さらにより好ましくは、ポリアミドに対して化学的に結合する基は、不飽和ジカルボン酸無水物からなる群から選択される。最も好ましくは、ポリアミドに対して化学的に結合する基を含むエラストマーは、エラストマーと、マレイン酸、無水マレイン酸、および／またはフマル酸、好ましくは無水マレイン酸とのグラフト重合によって得られる。
第２のポリマー組成物中に存在し太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基は、好ましくは、無水物類、酸類、エポキシド類、シラン類、イソシアネート類、オキサゾリン類、チオール類、および／または（メタ）メタクリレート類からなる官能基から選択され、但し、シランと無水物との組合せは好ましくは排除され、その理由はシランが無水物との組合せで存在すると、ポリマー組成物のゲル化が生じうるからである。より好ましくは、太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する、第２のポリマー組成物中に存在する基は、シラン類、エポキシド類、無水物類、シラン類とエポキシド類との組合せ、または無水物類とエポキシド類との組合せからなる群から選択される。さらにより好ましくは、第２のポリマー組成物中に存在し太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基は、シラン類およびエポキシド類からなる群から選択される。
好ましい一実施形態では、太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基は、そのような基を含むエラストマーを第２のポリマー組成物中にブレンドすることによって第２のポリマー組成物中に導入される。別の方法で官能基を導入する場合、第２のポリマー組成物からそれらの基が蒸発する場合があるので、この実施形態が好ましい。
好ましくは、第２のポリマー組成物中に存在し太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基の量は、（第２のポリマー組成物の全重量の）０．０２５〜２重量％、好ましくは０．０５〜２重量％である。
好ましくは、第２のポリマー組成物中のエラストマーは、密度が０．８５〜０．９３ｇ／ｃｍ３であり、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．５〜３０ｇ／１０分であるエチレンとＣ３〜Ｃ１２−α−オレフィンとのコポリマーである。好ましくは、このコポリマーは、密度が０．８５〜０．９３ｇ／ｃｍ３であり、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．５〜３０ｇ／１０分であるエチレン−オクテンコポリマーである。さらにより好ましくは、前記エチレン−オクテンコポリマーはメタロセン触媒の存在下での重合によって得られるが、その理由は、これによって、移動して接着特性を低下させることがあるエチレン−オクテンコポリマー中の低Ｍｗ種の量が減少するからである。
好ましくは、第１のポリマー組成物中に存在するエラストマーは、第２のポリマー組成物中に存在するエラストマーと同一である。適切なエラストマーの例は、エチレン−オクテンコポリマー、好ましくは前述の規定のようなエチレン−オクテンコポリマーである。
多くの方法で官能基をエラストマー中に導入することができる。好ましい方法は、エラストマーの化学的変性による方法、または前述の規定のような官能基を含む成分とのエラストマーのグラフト重合による方法である。このような成分の非限定的で好ましい例は、不飽和ジカルボン酸無水物、または不飽和ジカルボン酸、またはそのエステル、たとえば、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、および無水イタコン酸；不飽和エポキシド、たとえばアクリル酸グリシジル、たとえばメタクリル酸グリシジル；ならびに不飽和シラン、たとえばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシランなど、あるいはそれらの２種類以上の混合物である。
本発明に使用される第１および第２のポリマー組成物は、１種類以上の別のポリマーをさらに含むことができる。このような任意選択のポリマーの混入が、第１および第２のポリマー組成物の溶融同時押出によって得られるバッキング層の所望の性能特性、たとえば接着特性、および裏面封止材層とバックシートとの一体化された機能に悪影響を及ぼさないのであれば、このような任意選択のポリマーは、ポリマー組成物の全重量を基準として最大約２５重量パーセントの量で存在することができる。
第１および第２のポリマー組成物は、当技術分野において周知の添加剤をさらに含むことができる。第１および第２のポリマー組成物は、好ましくは、ＵＶ安定剤、ＵＶ吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤、および／または加水分解安定剤から選択される少なくとも１種類の添加剤を含む。このような添加剤安定剤が使用される場合、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の全重量を基準として０．０５重量％パーセントから１０重量％、より好ましくは５重量％まで含有する。記載の種類および量からの第１および第２のポリマー組成物のポリアミド、エラストマーおよび官能基の選択、ならびに１種類以上のこれらの添加剤の任意選択の添加によって、第１および第２のポリマー組成物の溶融同時押出により得られる層は、耐候安定性（ＵＶおよび加水分解抵抗性）、耐熱性、機械的保護、電気絶縁性、および良好な接着性などの太陽電池モジュールのバッキング層のすべての必須条件を満たす。
太陽光の後方散乱を増加させてＰＶモジュールの効率を増加させるために、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、またはＺｎＳなどの白色顔料を一方また両方の層に加えることができる。美的な理由でカーボンブラックなどの黒色顔料を一方または両方の層に加えることができる。
太陽電池モジュールのバッキング層の厚さは、好ましくは０．１〜１ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．８ｍｍ、さらにより好ましくは０．１〜０．７５ｍｍである。
本発明による太陽電池モジュールのバッキング層は、溶融同時押出によって得られる。第１および第２のポリマー組成物の溶融同時押出方法は：
ａ）成分を混合することによって第１のポリマー組成物を調製するステップと、
ｂ）成分を混合することによって第２のポリマー組成物を調製するステップと、
ｃ）第１のポリマー組成物を溶融させて第１の溶融流を得るステップと、
ｄ）第２のポリマー組成物を溶融させて第２の溶融流を得るステップと、
ｅ）同時押出によって溶融流を１つの押出ダイ中にまとめるステップと、
ｆ）同時押出した層を冷却するステップと、
を含む。
好ましくはステップａ）〜ｄ）は押出機中で行われる。ステップａ）〜ｄ）が押出機中で行われる場合、第１の溶融流の厚さは、好ましくは０．０５〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．７ｍｍ、さらにより好ましくは０．０５〜０．５ｍｍであり、第２の溶融流の厚さは、好ましくは０．０５〜０．９５ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．７５ｍｍ、さらにより好ましくは０．０５〜０．７ｍｍである。
好ましい一実施形態では、太陽電池モジュールのバッキング層の厚さは０．１〜１ｍｍであり、それによって第１の溶融流の厚さは０．０５〜０．８ｍｍとなり、第２の溶融流の厚さは０．０５〜０．９５ｍｍとなる。別の好ましい一実施形態では、太陽電池モジュールのバッキング層の厚さは０．１〜０．８ｍｍであり、それによって第１の溶融流の厚さは０．０５〜０．７ｍｍとなり、第２の溶融流の厚さは０．０５〜０．７５ｍｍとなる。別の好ましい一実施形態では、太陽電池モジュールのバッキング層の厚さは０．１〜０．７５ｍｍであり、それによって第１の溶融流の厚さは０．０５〜０．５ｍｍとなり、第２の溶融流の厚さは０．０５〜０．７ｍｍとなる。
本発明はさらに、本明細書で前述したような同時押出シートの、太陽電池モジュール用バッキング層としての使用であって、バッキング層が太陽電池モジュールの背面層となり、バッキング層が太陽電池の下側に接続されることを特徴とする使用に関する。
本発明はさらに、太陽に面する前面から太陽に面しない裏面までの位置の順で、透明ペイン、前面封止材層、１つ以上の電気的に相互接続された太陽電池で構成される太陽電池層、およびバッキング層を実質的に含み、バッキング層が太陽電池の下側に接続される太陽電池モジュールであって、バッキング層が本明細書の前述の規定の通りであり、第１のポリマー組成物がモジュールの太陽に面しない裏面に存在するようにバッキング層が配置されることを特徴とする太陽電池モジュールに関する。太陽電池層中の太陽電池は、薄膜太陽電池（たとえば、セレン化銅インジウムガリウム太陽電池およびテルル化カドミウム太陽電池）およびウエハ系太陽電池などのあらゆる種類の太陽電池であってよい。
本発明はさらに、このような太陽電池モジュールの製造方法であって、（ａ）前述のすべての構成層を含む組立体を形成するステップと、（ｂ）組立体を積層して、太陽電池モジュールを形成するステップとを含む製造方法に関する。この方法の積層ステップは、組立体に対して熱および場合により真空または圧力を使用することで行うことができる。
本発明はさらに、（ａ）ポリアミドと、（ｂ）エラストマーと、（ｃ）上記ポリアミドに対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基を含むエラストマーとを含むポリマー組成物であって、第１のポリマー組成物が、（第１のポリマー組成物中に存在するポリアミド（ａ）ならびにエラストマー（ｂ）および（ｃ）の全重量の）１０〜９０重量％のポリアミド（ａ）、ならびに１０〜９０重量％のエラストマー（ｂ）および（ｃ）を含むポリマー組成物に関する。このようなポリマー組成物の好ましい実施形態は本明細書で前述している。
これより一連の実施例および比較実験によって本発明を実証する。
Figure 0006672567
［比較実験Ａ］
この例は基準であり、市販の封止材およびバックシートフィルムのみを使用した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）ＩＣＯＳＯＬＡＲ（登録商標）ＡＡＡ ３５５４、２）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ、３）１つの標準の多結晶太陽電池、４）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ、５）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。試料を高温多湿試験に曝露した。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。３０００時間のエージング後の手による評価によると、ＩＣＯＳＯＬＡＲ（登録商標）ＡＡＡ ３５５４の層が２０００〜３０００時間の間のエージングで脆くなった。フラッシュ試験では２０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［比較実験Ｂ］
この例は基準であり、市販の封止材およびバックシートフィルムのみを使用した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）ＩＣＯＳＯＬＡＲ（登録商標）ＡＡＡ ３５５４、２）エバスカイ（商標）、３）１つの標準の多結晶太陽電池、４）エバスカイ（商標） ５）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。試料を高温多湿試験に曝露した。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。３０００時間のエージング後の手による評価によると、ＩＣＯＳＯＬＡＲ（登録商標）ＡＡＡ ３５５４の層が２０００〜３０００時間の間のエージングで脆くなった。フラッシュ試験では２０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［比較実験Ｃ］
この例は基準であり、市販の封止材およびバックシートフィルムのみを使用した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）ＩＣＯＳＯＬＡＲ（登録商標）２４４２、２）エバスカイ（商標）、３）１つの標準の多結晶太陽電池、４）エバスカイ（商標）、５）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。３０００時間のエージング後の手による評価によると、ＩＣＯＳＯＬＡＲ（登録商標）２４４２の層が２０００〜３０００時間の間のエージングで非常に脆くなった。フラッシュ試験では２０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［比較実験Ｄ］
この例は、底部「バックシート」層に対して調整を行わなかった基準の実験である。２種類の異なるコンパウンドＺＳＫ２５押出機上で作製した。第１のコンパウンドは、９６．８５重量％のアクロン（登録商標）Ｋ１２２、０．１５重量％のＣｕｐｐｅｒ Ｉｏｄｉｄｅ、および３重量％のイルガノックス（登録商標）１０９８を含有した。第２のコンパウンドは、６５重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７、２重量％のメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＢＲＢ）がグラフトされる２５重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７、および１０重量％のロタダー（登録商標）ＡＸ８８４０を含有した。第１のコンパウンドから、フィルム押出によって２００マイクロメートルのフィルムを作製した。第２のコンパウンドから、フィルム押出によって５００マイクロメートルのフィルムを作製した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）コンパウンド１のフィルム ２）コンパウンド２のフィルム ３）１つの標準の多結晶太陽電池 ４）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ ５）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、試料はガラス側で明確な層間剥離を示し、これは３０００時間のエージング中に顕著となった。結果としてＩＥＣ基準には適合しなかった。
［実施例１］
２種類の異なるコンパウンドをＺＳＫ２５押出機上で作製した。第１のコンパウンドは、５０重量％のアクロン（登録商標）Ｋ１２２、３４．８５重量％のＱｕｅｏ（商標）８２０１、１０重量％のフサボンドＮ５２５、０．１５重量％のＣｕｐｐｅｒ Ｉｏｄｉｄｅ、および３重量％のイルガノックス（登録商標）１０９８を含有した。第２のコンパウンドは、６５重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７、２重量％のメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＢＲＢ）がグラフトされる２５重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７、および１０重量％のロタダー（登録商標）ＡＸ８８４０（アルケマ）を含有した。コンパウンド１の２００マイクロメートルフィルムとコンパウンド２の５００マイクロメートルのフィルムとの同時押出によってフィルムを作製した。押出ダイは２５０℃の温度に設定した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）上記の同時押出フィルム、２）１つの標準の多結晶太陽電池、３）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ、４）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。フラッシュ試験では３０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［実施例２］
実施例１で作製したもの同じコンパウンドから、全体の厚さが６００マイクロメートルであり、第１のコンパウンドの４００マイクロメートルの層と第２のコンパウンドの２００マイクロメートルの層とからなるフィルムを同時押出した。押出ダイは２７０℃の温度に設定した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）上記の同時押出フィルム、２）１つの標準の多結晶太陽電池、３）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ、４）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。フラッシュ試験では３０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［実施例３］
２種類の異なるコンパウンドをＺＳＫ２５押出機上で作製した。第１のコンパウンドは、５０重量％のアクロン（登録商標）Ｋ１２２、３４．８５重量％のＱｕｅｏ（商標）８２０１、１０重量％のフサボンド（登録商標）Ｎ５２５、０．１５重量％のＣｕｐｐｅｒ Ｉｏｄｉｄｅ、および３重量％のイルガノックス（登録商標）１０９８を含有した。第２のコンパウンドは、９０重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７および１０重量％のロタダー（登録商標）ＡＸ８８４０を含有した。コンパウンド１の２００マイクロメートルのフィルムとコンパウンド２の５００マイクロメートルのフィルムとの同時押出によってフィルムを作製した。押出ダイは２５０℃の温度に設定した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）上記の同時押出フィルム、２）１つの標準の多結晶太陽電池 ３）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ ４）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。フラッシュ試験では３０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［実施例４］
実施例３で作製したものと同じコンパウンドから、全体の厚さが６００マイクロメートルであり、第１のコンパウンドの４００マイクロメートルの層と第２のコンパウンドの２００マイクロメートルの層とからなるフィルムを同時押出した。押出ダイは２７０℃の温度に設定した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）上記の同時押出フィルム、２）１つの標準の多結晶太陽電池 ３）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ ４）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。フラッシュ試験では３０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［実施例５］
２種類の異なるコンパウンドをＺＳＫ２５押出機上で作製した。第１のコンパウンドは、５０重量％のアクロン（登録商標）Ｋ１２２、４０重量％のＱｕｅｏ（商標）８２０１、１０重量％のフサボンド（登録商標）Ｎ ５２５を含有した。第２のコンパウンドは、６５重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７、２重量％のメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＢＲＢ）がグラフトされる２５重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７、および１０重量％のロタダー（登録商標）ＡＸ８８４０（アルケマ）を含有した。コンパウンド１の２００マイクロメートルのフィルムとコンパウンド２の５００マイクロメートルのフィルムとの同時押出によってフィルムを作製した。押出ダイは２５０℃の温度に設定した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）上記の同時押出フィルム、２）１つの標準の多結晶太陽電池 ３）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ ４）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。フラッシュ試験では３０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［実施例６］
実施例５で作製したものと同じコンパウンドから、全体の厚さが６００マイクロメートルであり、第１のコンパウンドの４００マイクロメートルの層と第２のコンパウンドの２００マイクロメートルの層とからなるフィルムを押出成形した。押出ダイは２７０℃の温度に設定した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）上記の同時押出フィルム、２）１つの標準の多結晶太陽電池 ３）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ ４）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。フラッシュ試験では３０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［実施例７］
２種類の異なるコンパウンドをＺＳＫ２５押出機上で作製した。第１のコンパウンドは、５０重量％のアクロン（登録商標）Ｋ１２２、３４．８５重量％のＱｕｅｏ（商標）８２０１、１０重量％のフサボンド（登録商標）Ｎ ５２５、０．１５重量％のＣｕｐｐｅｒ Ｉｏｄｉｄｅ、および３重量％のイルガノックス（登録商標）１０９８を含有した。第２のコンパウンドは、６７．５重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７、２重量％のメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＢＲＢ）がグラフトされる２２．５重量％のＱｕｅｏ（商標）１００７、および１０重量％のフサボンド（登録商標）Ｎ ５２５を含有した。コンパウンド１の２００マイクロメートルのフィルムとコンパウンド２の５００マイクロメートルのフィルムとの同時押出によってフィルムを作製した。押出ダイは２５０℃の温度に設定した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）上記の同時押出フィルム、２）１つの標準の多結晶太陽電池 ３）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ ４）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は明確な層間剥離を示した。フラッシュ試験では３０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。
［実施例８］
実施例７で製造した同じコンパウンドから、全体の厚さが６００マイクロメートルであり、第１のコンパウンドの４００マイクロメートルの層と第２のコンパウンドの２００マイクロメートルの層とからなるフィルムを同時押出した。押出ダイは２７０℃の温度に設定した。
以下のスタックを作製することによって積層体を作製した：１）上記の同時押出フィルム、２）１つの標準の多結晶太陽電池 ３）ＡＰＯＬＨＹＡ（登録商標）Ｓｏｌａｒ Ｒ３３３Ａ ４）２０×３０ｃｍのガラス板。積層は１５７℃で１２分間行った。
人工気象室中、８５℃および相対湿度８５％で試料のエージングを行った。
視覚的評価によると、３０００時間のエージング中に試料は層間剥離を示さなかった。フラッシュ試験では３０００時間のエージング後に電力出力の顕著な低下を示さなかった。

Claims (19)

  1. 太陽電池モジュールのバッキング層であって、
    （ｉ）（ａ）ポリアミドと、（ｂ）エラストマーと、（ｃ）前記ポリアミドに対して化学的に結合する基を含む官能化エラストマーとを含む第１のポリマー組成物であって、（前記第１のポリマー組成物中に存在するポリアミド（ａ）ならびにエラストマー（ｂ）および（ｃ）の全重量の）１０〜９０重量％の前記ポリアミド（ａ）ならびに１０〜９０重量％の前記エラストマー（ｂ）および（ｃ）を含み、前記ポリアミドに対して化学的に結合する前記基が、無水物類、酸類、エポキシド類、シラン類、イソシアネート類、オキサゾリン類、チオール類、および／または（メタ）メタクリレート類からなる群から選択される、第１のポリマー組成物と、
    （ｉｉ）５０〜９８重量％のエラストマーと、前記太陽電池および場合により前記第１のポリマー組成物に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する０．１５〜５重量％の基とを含み（第２のポリマー組成物の重量を基準とする）、前記太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する前記基が、無水物類、酸類、エポキシド類、シラン類、イソシアネート類、オキサゾリン類、チオール類、および／または（メタ）メタクリレート類からなる群から選択される、第２のポリマー組成物と
    の溶融同時押出によって得られる、太陽電池モジュールのバッキング層。
  2. 前記ポリアミド（ａ）が前記第１のポリマー組成物の連続相を構成し、前記エラストマー（ｂ）および（ｃ）が前記第１のポリマー組成物の分散相を構成し、前記第１のポリマー組成物が、（前記第１のポリマー組成物中に存在するポリアミド（ａ）ならびにエラストマー（ｂ）および（ｃ）の全重量の）５０〜９０重量％の前記ポリアミド（ａ）、ならびに１０〜５０重量％の前記エラストマー（ｂ）および（ｃ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッキング層。
  3. 前記ポリアミドに対して化学的に結合する基を含むエラストマー（ｃ）（官能化エラストマー）の前記第１のポリマー組成物中の量が（前記第１のポリマー組成物中のエラストマー（ｂ）および（ｃ）の全重量の）５〜５０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のバッキング層。
  4. 前記ポリアミドが、ポリアミド−６，６、ポリアミド−４，６、およびポリアミド−６、ならびにそれらのあらゆる混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバッキング層。
  5. 前記第１のポリマー組成物中の前記エラストマー（ｂ）が、密度が０．８５〜０．９３ｇ／ｃｍ３であり、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．５〜３０ｇ／１０分であるエチレンとＣ３〜Ｃ１２−α−オレフィンとのコポリマーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバッキング層。
  6. 前記エチレンとＣ３〜Ｃ１２−α−オレフィンとのコポリマーがエチレン−オクテンコポリマーであることを特徴とする請求項５に記載のバッキング層。
  7. 前記エチレン−オクテンコポリマーがメタロセン触媒の存在下での重合によって得られることを特徴とする請求項６に記載のバッキング層。
  8. 前記ポリアミドに対して化学的に結合する前記基が、不飽和ジカルボン酸無水物類、不飽和ジカルボン酸類、および不飽和ジカルボン酸エステル類、ならびにそれら２種類以上の混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のバッキング層。
  9. 前記官能化エラストマー（ｃ）が、エラストマーと、マレイン酸、無水マレイン酸および／またはフマル酸とのグラフト重合によって得られることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のバッキング層。
  10. 前記第２のポリマー組成物中に存在し前記太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基が、シラン類、エポキシド類、無水物類、シラン類とエポキシド類との組合せ、または無水物類とエポキシド類との組合せからなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のバッキング層。
  11. シラン基およびエポキシド基が前記第２のポリマー組成物中に存在することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバッキング層。
  12. 前記太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する前記基が、そのような基を含むエラストマーを前記第２のポリマー組成物中にブレンドすることによって、前記第２のポリマー組成物中に導入されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバッキング層。
  13. 前記第２のポリマー組成物中に存在し前記太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基の量が、（前記第２のポリマー組成物の全重量の）０．０２５〜２重量％であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のバッキング層。
  14. 前記第２のポリマー組成物中に存在し前記太陽電池に対して化学的に結合する、および／または物理的に相互作用する基の量が、（前記第２のポリマー組成物の全重量の）０．０５〜２重量％であることを特徴とする請求項１３に記載のバッキング層。
  15. 前記第２のポリマー組成物中の前記エラストマーが、密度が０．８５〜０．９３ｇ／ｃｍ３であり、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ）が０．５〜３０ｇ／１０分であるエチレンとＣ３〜Ｃ１２−α−オレフィンとのコポリマーであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のバッキング層。
  16. 前記エチレンとα−オレフィンとのコポリマーがエチレン−オクテンコポリマーであることを特徴とする請求項１５に記載のバッキング層。
  17. 太陽に面する前面から太陽に面しない裏面までの位置の順で、透明ペイン、前面封止材層、１つ以上の電気的に相互接続された太陽電池で構成される太陽電池層、およびバッキング層を本質的に含み、前記バッキング層が前記太陽電池の下側に接続される太陽電池モジュールであって、前記バッキング層が請求項１〜１６のいずれか一項に記載のものであり、前記第１のポリマー組成物が前記モジュールの前記太陽に面しない裏面に存在するように前記バッキング層が配置されることを特徴とする太陽電池モジュール。
  18. 前記太陽電池層中の前記太陽電池がウエハ系太陽電池であることを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
  19. 前記バッキング層が前記太陽電池モジュールの背面層であり、前記バッキング層が前記太陽電池の下側に接続されることを特徴とする、太陽電池モジュールのバッキング層としての請求項１〜１６のいずれか一項に記載のバッキング層の使用。
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