层叠片材及其制造方法、以及太阳能电池用背板、太阳能电池组件和太阳能电池用背板的...的制作方法_4

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己内酰胺(利用 开环聚合而得到尼龙6)、ω-十一内酰胺(利用开环聚合而得到尼龙11)、ω-月桂内酰胺 (利用开环聚合而得到尼龙12)等内酰胺化合物。
[0107] 另外,作为2)中使用的一分子中具有氨基和羧基的氨基酸成分的例子,可列举出 ε -氨基己酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸等氨基酸。
[0108] 另外,作为3)中使用的二胺成分,可列举出四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、十一亚 甲基二胺、十二亚甲基二胺、1,2, 2, 4-四甲基六亚甲基二胺、2, 4, 4-三甲基六亚甲基二胺、 5-甲基九亚甲基二胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺、1,3-双氨基甲基环己烷、1,4-双氨基甲基 环己烷、双-对氨基环己基甲烷、2, 2-双-对氨基环己基丙烷、异佛尔酮二胺等。另外,作为 3)中使用的二羧酸成分,可列举出己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、1,4-环己 烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、二聚酸等二羧酸。
[0109] 关于这些构成成分,以1)具有内酰胺骨架的化合物、2)氨基酸成分单独存在或者 与氨基酸成分的混合物、或者3)二胺与二羧酸的混合物等的形式供于聚合,关于这样操作 而得到的聚酰胺树脂,该成分的均聚物、包含两种成分以上该成分的共聚物中的任意聚合 物均可以在本发明中使用。这些之中,作为被用作Ρ4层的主要构成成分的聚酰胺树脂,优 选为聚己酰胺(尼龙6)、聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚癸二酰己二胺(尼龙610)、聚十二烷 二酰己二胺(尼龙612)、聚对苯二甲酰己二胺(尼龙6Τ)、聚间苯二甲胺己二胺(尼龙61)、聚 十一酰胺(尼龙11)、聚十二酰胺(尼龙12)。
[0110] 进而,在本发明的背板中,适合作为Ρ4层的主要构成成分而使用的聚酰胺树脂从 结晶性高低、强度、耐热性、刚性面出发,更优选为选自尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙11和 尼龙12中的至少一种树脂。
[0111] 另外,适合作为本发明中的Ρ4层的主要构成成分而使用的氟树脂可列举出:1)将 烃的一部分或全部氢原子用氟原子取代而成的物质的聚合物;2)将烃的一部分或全部氢原 子用氟原子取代而成的物质与烃的共聚物;3)将烃的一部分或全部氢原子用氟原子取代而 成的物质与烃的一部分或全部氢原子用氟原子取代而成的物质的共聚物;4) 1)~3)的聚合 物或共聚物之中的氢原子或氟原子的一部分用氯原子取代而成的聚合物或共聚物,用氯原 子取代后还存在至少一个氟原子的聚合物或共聚物等。
[0112] 作为这种氟树脂,可列举出聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯·六氟 丙烯共聚物、乙烯·四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、乙烯·氯三氟乙烯共聚物等。从价格、 水蒸汽透过率性、醋酸透过性的观点出发,在本发明的背板中,适合作为Ρ4层的主要构成 成分而使用的氟树脂特别优选为聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯四氟乙烯、四氟乙烯·六氟 丙烯共聚物。
[0113] 如截止至此的说明所示,P4层是以选自聚酯树脂、聚酰胺树脂和氟树脂中的一种 为主要构成成分的层,P4层特别优选以聚酰胺树脂或聚对苯二甲酸丁二醇酯为主要构成成 分。
[0114] 本发明的背板具有P4层时,在P4层的所有成分100质量%中,P4层优选含有0. 1 质量%以上且30质量%以下的无机颗粒。P4层中的无机颗粒的含量更优选为2质量%以 上且25质量%以下、进一步优选为5质量%以上且20质量%以下。该无机颗粒根据其目 的而用于对背板赋予必要的功能。P4层中的无机颗粒的含量超过30质量%时,有时处理性 降低或耐久性降低。P4层中的无机颗粒的含量不足0. 1质量%时,有时难以通过含有无机 颗粒来获得效果、引发黄变。
[0115] 作为可适用于P4层的无机颗粒,可例示出具有紫外线吸收能力的无机颗粒、与聚 酯树脂、聚酰胺树脂和氟树脂的折射率之差大的颗粒、具备导电性的颗粒、颜料之类的颗 粒,由此能够赋予耐紫外线性、光反射性、白色性之类的光学特性、抗静电性等。需要说明的 是,本发明中,颗粒是指以基于投影等价换算圆的直径的初级粒径计为5nm以上的颗粒。另 外,在没有特别限定的条件下,本发明中,粒径表示初级粒径,颗粒表示初级颗粒。
[0116] 若进一步详细说明,则本发明的P4层中可适用的无机颗粒例如可列举出:金、银、 铜、钼、?巴、铼、?凡、锇、钴、铁、锌、钌、镨、络、镍、错、锡、锌、钛、钽、错、铺、铟、?乙、镧等金属;氧 化锌、氧化钛、氧化铯、氧化锑、氧化锡、铟·锡氧化物、氧化钇、氧化镧、氧化锆、氧化铝、氧化 硅等金属氧化物;氟化锂、氟化镁、氟化铝、冰晶石等金属氟化物;磷酸钙等金属磷酸盐;碳 酸钙等碳酸盐;硫酸钡等硫酸盐;滑石和高岭土等。
[0117] 本发明中,鉴于大多在室外使用,作为P4层中的无机颗粒,使用具备紫外线吸收 能力的无机颗粒即氧化钛、氧化锌、氧化铈等金属氧化物时,从能够发挥出活用由无机颗粒 带来的耐紫外线性、降低由长期的背板劣化而导致的着色这一效果的观点出发,是优选的。 进而,从还能够赋予高反射特性这一点出发,作为P4层中的无机颗粒,更优选使用氧化钛, 从耐紫外线性更高这一点出发,进一步优选使用金红石型氧化钛。
[0118] 关于使P4层中含有聚酯树脂、聚酰胺树脂、氟树脂、或无机颗粒的方法,优选的 是,使用弯曲式双螺杆混炼挤出机、串联型挤出机预先对该树脂和无机颗粒进行熔融混炼 的方法。此处,由于含有无机颗粒时会受到热过程,有时大多该树脂会劣化。因此,与包含在 P4层中的无机颗粒量相比,从耐久性的观点出发,优选的是,制作无机颗粒含量多的高浓度 母料,将其与该树脂混合并稀释,制成规定的P4层的无机颗粒含有率。
[0119] 另外,本发明的背板的P4层和P6层(关于P6层见后述)中,在不损害本发明效果 的范围内,可以含有其它添加剂(可列举出例如耐热稳定剂、紫外线吸收剂、耐候稳定剂、有 机润滑剂、颜料、染料、填充剂、抗静电剂、成核剂等。其中,本发明中提及的无机颗粒不包括 在此处提及的添加剂中)。例如,作为添加剂而选择紫外线吸收剂并使其含于P4层和/或 P6层时,能够进一步提高本发明背板的耐紫外线性。另外,在P4层和/或P6层中含有抗静 电剂等时,可期待耐电压的提尚。
[0120] 另外,本发明中的P4层从阻燃性的观点出发重要的是位于背板的表层。此处,P4 层位于表层是指P4层位于本发明的背板的一个最外表层。
[0121] 在本发明中,P5层优选位于P4层与后述P6层之间。此处,P5层是指以选自低 结晶性软质聚合物、丙烯酸类粘接剂和乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的1种为主要构成成分的 层。需要说明的是,关于P5层,以选自低结晶性软质聚合物、丙烯酸类粘接剂和乙烯醋酸乙 烯酯共聚物中的1种为主要构成成分是指:在该层的所有成分100质量%中,含有超过50 质量%且100质量%以下的选自低结晶性软质聚合物、丙烯酸类粘接剂和乙烯醋酸乙烯酯 共聚物中的1种。
[0122] P5层优选位于P4层与P6层之间。P5层位于P4层与P6层之间是指:例如本发明 的背板中,在P4层位于表层、P6层位于与P4层相反的表层的情况下,P5层位于这两层之 间、换言之位于内层。
[0123] 另外,P5层优选具有粘接于P4层和P6层这两层的功能。需要说明的是,作为P5 层的主要构成成分之一即低结晶性软质聚合物,优选结晶度为50%以下、熔点为170°C以下 的聚合物,可列举出例如酸改性烯烃、不饱和聚烯烃等。另外,作为P5层的主要构成成分之 一即丙烯酸类粘接剂,可列举出乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐3元共聚物等。其中,从粘接于 P4层和P6层这两层这一观点出发,P5层优选以酸改性聚烯烃为主要构成成分。此处,作 为酸改性聚烯烃,例如在市售品中,可列举出三井化学株式会社制造的" 7卜'^一"(注册商 标)、三菱化学株式会社制造的V夕"(注册商标)。
[0124] 将以烯烃树脂为主要构成成分的层作为P6层。该P6层中使用的烯烃树脂可列举 出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚环烯烃、聚己烯、聚辛烯、聚癸烯、聚十二碳烯等。 其中,由于容易加工且比较廉价等,作为P6层的主要构成成分即烯烃树脂,优选为聚乙烯、 聚丙烯。这些烯烃树脂可以混合以及与其它烯烃成分进行共聚,例如制成乙烯-丙烯共聚 物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物时,能够降低树脂的熔点。
[0125] 需要说明的是,关于P6层,以烯烃树脂为主要构成成分是指:在该层的所有成分 100质量%中,含有超过50质量%且100质量%以下的烯烃树脂。
[0126] 本发明中的P6层的主要构成成分即烯烃树脂的熔点(以下也称为熔解吸热峰温 度)优选为120°C以上且170°C以下。P6层中的烯烃树脂的熔点不足120°C时,耐热性有可 能差。另一方面,P6层中的烯烃树脂的熔点超过170°C时,优势与密封材料的粘接性降低。
[0127] 优选的是,本发明的背板具有P4层和P6层,P6层含有无机颗粒,P4层位于表层, P6层位于与P4层相反的表层,进而,更优选的是,关于本发明的背板,将背板整体的厚度记 作Ta (μπι)、将P4层的厚度记作T4 (μπι)、将P6层的厚度记作T6 (μπι)、将P6层中的无 机颗粒的含量记作M (质量%)时,满足式(3) ~ (5)中的全部。
[0128] (3) 0· 05 彡 Μ/Τ6 彡 0· 5 (4) 200 ^ Ta ^ 500 (5) 0. 3 ^ T4/Ta ^ 0. 5〇
[0129] 通过同时满足式(3) ~ (5),能够制成兼具耐热性和密封材料密合性、水蒸汽透过 性、电特性的背板。
[0130] 需要说明的是,本发明的背板具有多个P4层、P6层时,重要的是,仅使用表层的P4 层来求出T4、仅使用相反表层的P6层来求出T6、M,其同时满足式(3)~ (5)。
[0131] 式(3)是将单位厚度的无机颗粒量转化成数学式而得到的,为了表现出无机颗粒 的效果,表示厚度越厚则无机颗粒的浓度越大是重要的。式(3)中,M/T6小于0. 05时,P6 层因劣化而容易黄变。M/T6大于0. 5时,有时与EVA密合的密合性降低。
[0132] 另外,P6层优选含有无机颗粒。P6层中的无机颗粒根据其目的而用于对背板赋 予必要的功能。作为P6层中的无机颗粒,可以使用与作为前述P4层中使用的无机颗粒而 列举出的无机颗粒相同的颗粒。并且,在本发明中,鉴于大多在室外使用,在P6层中的无机 颗粒使用了具有紫外线吸收能力的氧化钛、氧化锌、氧化铈等金属氧化物的情况下,从能够 发挥出活用由无机颗粒带来的耐紫外线性、降低由长期的背板劣化而导致的着色这一效果 的观点出发,是优选的。进而,从还能够赋予高反射特性这一点出发,作为P6层中的无机颗 粒,更优选使用氧化钛,从耐紫外线性更高这一点出发,进一步优选使用金红石型氧化钛。
[0133] 式(4)表示背板整体的厚度范围,Ta小于200 μπι时,有时耐热性、水蒸汽透过性 差。Ta大于500 μ m时,加工性差、难以搬运,因此有时工序适应性差,另外,有时寻求轻量化 ?省空间化的太阳能电池组件变得过厚。
[0134] 式(5 )表示P4层的厚度相对于整体厚度的比例,P4层的厚度越厚则耐热性越会提 高,因此T4/Ta的值小于0. 3时,有时耐热性降低。T4/Ta的值越大则耐久性越会提高,与 P6层相比,P4层大多较为昂贵,因此从降低制品成本的观点出发,优选为0. 5以下。
[0135] P5层的厚度T5 ( μπι)优选为15~50ym。需要说明的是,存在多个P5层时,各个 P5层的厚度T5 ( μ m)优选为15~50 μ m。T5小于15 μ m时,有时与P4层或P6层密合的密 合性降低、发生层间剥离。T5大于50 μπι时,在确认背板的燃烧性时,容易发生阻燃性的恶 化。Τ5更优选为20 μπι以上且40 μπι以下。此处,层间剥离是指Ρ4层与Ρ5层之间以及Ρ5 层与Ρ6层之间等进行界面剥离。
[0136] 本发明中的背板的层叠构成是至少Ρ4层位于表层、Ρ6层位于与Ρ4层相反的表层 的构成。此处,Ρ6层位于与Ρ4层相反的表层是指Ρ4层位于背板的一个最外表层、Ρ6层位 于另一个最外表层。从这种观点出发,本发明的背板的层构成(层的顺序)优选为Ρ4层/Ρ5 层/Ρ6层。
[0137] 接着,针对本发明的背板的制造方法,关于具有Ρ4层、Ρ5层和Ρ6层的形态进行具 体说明。在本发明的背板中,作为层叠 Ρ4层、Ρ5层、Ρ6层的方法,例如可以使用如下方法: 包括如下工序的制造方法(共挤出法):将Ρ4层用的以聚酰胺树脂或聚对苯二甲酸丁二醇酯 为主要构成成分的原料、Ρ5层用的以选自低结晶性软质聚合物、丙烯酸类粘接剂和乙烯醋 酸乙烯酯共聚物中的1种为主要构成成分的原料、以及Ρ6层用的以烯烃树脂为主要构成成 分的原料分别供给至不同的挤出机中,分别熔融后以Ρ4层、Ρ5层和Ρ6层的顺序使其合流并 进行层叠,从T型模挤出成片状;在以单膜形式制作的片材上,将覆盖层原料投入至挤出机 中进行熔融挤出,一边从口模中挤出一边进行层压的方法(熔融层压法);分别制作各片材, 利用加热了的辊组等进行热压接的方法(热层压法);借助粘接剂进行贴合的方法(粘接法); 以及涂布溶解于溶剂的物质并干燥的方法(涂布法);以及将它们组合而成的方法等。这些 之中,从制造工序短且层间粘接性良好这一点出发,优选为共挤出法。以下,详细说明利用 共挤出法的制法。
[0138] 利用共挤出法来制作本发明的背板时,首先,对于干燥了的Ρ4层用的以聚酰胺树 脂或聚对苯二甲酸丁二醇酯为主要构成成分的原料、Ρ5层用的以选自低结晶性软质聚合 物、丙烯酸类粘接剂和乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的1种为主要构成成分的原料、以及Ρ6层 用的以烯烃树脂为主要构成成分的原料,在氮气气流下,分别将Ρ4层用的原料供于加热至 240°C以上且300°C以下的、Ρ5层用的原料和Ρ6层用的原料供于加热至180°C以上且250°C 以下的3台挤出机中进行熔融。接着,使用多歧管模具、进料块、静态混合器、If y-;等, 以P4层、P5层和P6层的顺序使其合流并进行层叠,从T型模共挤出成片状。各层的熔融 粘度之差大时,从抑制层叠不均的观点出发,优选使用多歧管模具。
[0139] 通过将利用前述方法从T型模吐出的背板挤出在流延辊等冷却体上并进行冷却 固化,从而能够得到本发明的背板。
[0140] 在不损害本发明效果的范围内,还可以根据需要对利用前述方法得到的本发明的 背板施加热处理、老化等加工处理。通过进行热处理,能够提高本发明的背板的热尺寸稳定 性。另外,为了提高由前述方法得到的本发明的背板的密合性,可以实施电晕处理、等离子 体处理。
[0141] 本发明的太阳能电池组件的特征在于,具有本发明的太阳能电池用背板。通过将 本发明的背板用于太阳能电池组件中,与以往的太阳能电池组件相比,能够长期维持发电 特性。将本发明的太阳能电池组件的构成例示于图1。在图1中,将连接有用于取出电气的 引线(图1中未示出)的太阳能电池单元用EVA系树脂等透明密封材料2进行了密封后,将 玻璃等透明基板4与本发明的太阳能电池用背板1进行贴合来构成,但本发明的太阳能电 池组件的构成例不限定于此,可以使用任意的构成。
[0142] 本发明的太阳能电池组件中,上述太阳能电池用背板1设置在密封有太阳能电池 单元的密封材料2的背面。此处,从能够进一步提高与密封材料的密合性的观点出发,优选 的是,本发明的太阳能电池用背板为非对称的构成且P6层以位于密封材料2侧的方式进行 配置。另外,本发明的背板呈现P4层以位于与密封材料2的相反侧的方式进行配置的构成, 因此能够提高对源自地面的反照紫外线等的耐性,能够制成高耐久的太阳能电池组件或者 减薄厚度。
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