散热膜、热辐射层用分散液、散热膜的制造方法以及太阳能电池与流程

文档序号:11813313阅读:276来源:国知局
散热膜、热辐射层用分散液、散热膜的制造方法以及太阳能电池与流程

本发明涉及散热膜,其用于散发由内置于电子设备的IC芯片或LED等产生的热。另外,本发明涉及用于制造该散热膜的热辐射层用分散液、使用该热辐射层用分散液的散热膜的制造方法、以及使用该散热膜而成的太阳能电池。



背景技术:

近年来,随着电子设备的形状向小型化、轻量化、薄型化发展,对于内置于电子设备的IC芯片的多功能化、高功能化的要求也正在提高,电路的集成度也愈发提高。这些IC芯片因工作时的漏电流、动态功率、或导线的电阻等而发热。若因电路的高集成化而使IC芯片的发热量增加,则有可能半导体会被破坏,产生电子设备的运转失误或故障等不良情况。另外,近年来,在LED的照明中的利用正在扩大,若因高集成化而使发热量增加,则会产生LED的寿命短等问题。因此,这些电子部件的热设计非常重要。作为能够应对电子设备的小型化及薄型化的优选的散热材料,正在开发各种散热膜。对于散热膜来说,除了要求具有基于传热或辐射的高散热性外,根据用途的不同还要求具有电绝缘性。

作为这样的散热膜,例如,在专利文献1中公开了一种散热膜,其在传热层中使用具有高导热系数的石墨片,在其表面形成了具有辐射效果的无机物层。专利文献1所公开的散热膜轻量并且具有高导热系数,因此热传输能力也高。但是,与用作传热层的铜或铝等的金属膜相比,成本高。另外,石墨片的机械强度比金属膜弱,因此膜处理时发生破损的可能性高。

另外,例如,在专利文献2~4中公开了一种具有挠性的散热膜,其使用金属膜作为传热层,在其表面形成有热辐射层。但是,专利文献2、3所公开的散热膜在热辐射层使用了有机硅树脂作为无机物的粘结剂,但是使用了有机硅树脂的热辐射层存在耐热性低、并且与作为传热层的金属膜的附着性差而容易剥离的问题。专利文献4所公开的散热膜使用了粉体石墨而不是无机物作为热辐射层的填料,通过设定平均粒径与膜厚的关系,从而散热性优异,与传热层的附着性良好,但是为了提高散热性而在树脂中高填充石墨时,存在无法保持电绝缘性的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-78380号公报

专利文献2:日本特开2004-200199号公报

专利文献3:日本特开2002-371192号公报

专利文献4:日本特开2008-120065号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种散热膜,其是通过将基于红外辐射的散热性、电绝缘性以及耐热性优异的热辐射层层积于传热性优异的金属膜上而成的,该散热膜具有高的机械强度和挠性。另外,本发明提供用于制造该散热膜的热辐射层用分散液、使用该热辐射层用分散液的散热膜的制造方法、以及使用该散热膜而成的太阳能电池。

用于解决课题的方案

本发明涉及一种散热膜,其为具有传热层和层积于该传热层的挠性的热辐射层的散热膜,上述传热层为金属膜,上述热辐射层含有水不溶性无机化合物和耐热性合成树脂,上述热辐射层中的上述水不溶性无机化合物的含量相对于上述热辐射层整体为30重量%~90重量%,上述热辐射层的热辐射率为0.8以上,且绝缘击穿强度为10kV/mm以上。

以下,对本发明进行详细说明。

本发明人发现,通过将以特定的比例含有水不溶性无机化合物和耐热性合成树脂、并且具有特定值以上的热辐射率和绝缘击穿强度的热辐射层与由金属膜构成的传热层进行层积,从而能够得到具有高机械强度且散热性、电绝缘性、耐热性以及挠性优异的散热膜,由此完成了本发明。

本发明的散热膜具有传热层。

上述传热层具有将由热源产生的热向热辐射层传递的作用。

上述传热层为金属膜。

作为上述金属膜,只要是由导热系数高的金属构成就没有特别限定。具体地说,为了提高散热特性,构成上述金属膜的金属的导热系数优选为30W/m·K以上、更优选为200W/m·K以上。

作为上述金属膜,例如可以举出铜膜、铝膜、金膜、银膜、锡膜、镍膜、含有构成这些膜的金属的合金膜等。其中,从成本的方面出发,优选铜膜、铝膜。

上述金属膜的厚度的优选的下限为10μm、优选的上限为1000μm。若上述金属膜的厚度小于10μm,则有时无法发挥出充分的传热性能。若上述金属膜的厚度超过1000μm,则所得到的散热膜有时变得过重、或者挠性变差。上述金属膜的厚度的更优选的下限为100μm、更优选的上限为500μm、进一步优选的上限为300μm。

本发明的散热膜具有热辐射层。

上述热辐射层具有将由上述传热层传递的热以红外线的形式辐射出的作用。

上述热辐射层含有水不溶性无机化合物。

需要说明的是,本发明中,上述“水不溶性”是指在20℃的水100ml中的溶解度小于1.0g。

作为上述水不溶性无机化合物,例如优选含有选自由二氧化硅化合物、二氧化硅-氧化铝化合物、铝化合物、钙化合物、氮化物和煤灰组成的组中的至少一种。其中,更优选含有二氧化硅化合物、二氧化硅-氧化铝化合物、煤灰。另外,从热辐射率等热辐射特性的方面出发,进一步优选为层状硅酸盐矿物、煤灰。

需要说明的是,本说明书中,上述“层状硅酸盐矿物”设定成被包含在二氧化硅化合物中。另外,上述“煤灰”是指飞灰或灰渣等在火力发电站燃烧煤时所产生的灰,是作为主要成分的二氧化硅化合物、铝化合物在全部成分中占80%~95%的水不溶性无机化合物的混合物。

作为上述层状硅酸盐矿物,例如可以举出天然物或合成物的云母、滑石、高岭土、叶蜡石、绢云母、蛭石、蒙皂石、膨润土、硅镁石、蒙脱石、贝得石、皂石、锂蒙脱石、绿脱石等。这些之中,由于能够以低成本制作均匀的散热膜,因而优选滑石、高岭土、叶蜡石、非溶胀性云母、绢云母等非溶胀性粘土矿物,更优选为选自由滑石、高岭土、叶蜡石和非溶胀性云母组成的组中的至少一种。

作为上述层状硅酸盐矿物以外的二氧化硅化合物,可以举出硅灰石、玻璃珠等。

作为上述二氧化硅-氧化铝化合物,可以举出沸石、莫来石等。

作为上述铝化合物,例如可以举出尖晶石、氢氧化铝、氧化铝(氧化铝)、硼酸铝等。

作为上述钙化合物,例如可以举出碳酸钙等。

作为上述氮化物,例如可以举出氮化硅、氮化硼等。

上述水不溶性无机化合物可以单独使用,也可以将两种以上合用。在使用煤灰的情况下,优选与煤灰以外的水不溶性无机化合物合用。

上述水不溶性无机化合物的平均粒径也会使得所得到的散热膜的热辐射层的性质发生变化,因而水不溶性无机化合物优选在选择了粒径的基础上进行使用。

上述水不溶性无机化合物的平均粒径的优选的下限为0.1μm、优选的上限为50μm。上述水不溶性无机化合物的平均粒径的更优选的下限为0.2μm、更优选的上限为40μm,进一步优选的下限为0.5μm、进一步优选的上限为30μm。

需要说明的是,上述水不溶性无机化合物的平均粒径可以通过使用激光衍射式粒度分布计等测定粒度分布从而求出。

关于上述热辐射层中的水不溶性无机化合物的含量,相对于热辐射层整体,下限为30重量%、上限为90重量%。若上述水不溶性无机化合物的含量小于30重量%,则所得到的散热膜的燃烧性升高、或者散热特性变差。若上述水不溶性无机化合物的含量超过90重量%,则将后述的热辐射层用分散液在金属膜或基板等上铺开时容易发生涂布不均,在热辐射层的膜厚变薄的部分会损害电绝缘性。上述水不溶性无机化合物的含量的优选的下限为35重量%、优选的上限为85重量%,更优选的下限为40重量%、更优选的上限为80重量%,进一步优选的下限为50重量%、进一步优选的上限为70重量%,特别优选的下限为60重量%。

本发明的散热膜的热辐射层含有耐热性合成树脂。

上述耐热性合成树脂是指超级工程塑料(SUPERENPLA),具体地说,例如可以举出聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、氟树脂、聚苯硫醚树脂、聚砜树脂、聚芳酯树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚苯并噁唑树脂、聚苯并咪唑树脂等。其中,由于制膜性、耐热性优异,因而适合使用聚酰亚胺树脂和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少任一种。

从耐热性的方面出发,上述耐热性合成树脂优选为不含环己烷环等饱和环式烃的结构。另外,由于所得到的散热膜的耐热性特别优异,因而上述耐热性合成树脂更优选为含有芳香环的结构,进一步优选为芳香族聚酰亚胺树脂和芳香族聚酰胺酰亚胺树脂中的至少任一种。

上述聚酰亚胺树脂为具有下述式(1)的重复结构的化合物,上述聚酰胺酰亚胺树脂为具有下述式(2)的重复结构的化合物。

[化1]

式(1)中,R1为四价且具有1个或2个苯环的有机基团。其中,R1优选为下述式(3)所示的结构。在R1为下述式(3)所示的结构时,上述聚酰亚胺树脂既可以是具有单独1种下述式(3)所示的结构作为R1的树脂,也可以是具有2种以上的下述式(3)所示的结构作为R1的共聚物。

[化2]

式(2)中,R2为三价且具有1个或2个苯环的有机基团。其中,R2优选为下述式(4)所示的结构。在R2为下述式(4)所示的结构时,上述聚酰胺酰亚胺树脂既可以是具有单独1种下述式(4)所示的结构作为R2的树脂,也可以是具有2种以上的下述式(4)所示的结构作为R2的共聚物。

[化3]

[化4]

在式(1)、式(2)中,R3为二价且具有1个或2个苯环的有机基团。其中,R3优选为下述式(5)所示的结构。在R3为下述式(5)所示的结构时,上述聚酰亚胺树脂、上述聚酰胺酰亚胺树脂既可以是具有单独1种下述式(5)所示的结构作为R3的树脂,也可以是具有2种以上的下述式(5)所示的结构作为R3的共聚物。

[化5]

其中,由于所得到的散热膜的热辐射层的成本低、机械强度优异,因而,R1、R2和R3优选为下述式(6)所示的结构。上述聚酰亚胺树脂既可以是具有单独1种下述式(6)所示的结构作为R1、R3的树脂,也可以是具有2种以上的下述式(6)所示的结构作为R1、R3的共聚物。另外,上述聚酰胺酰亚胺树脂既可以是具有单独1种下述式(6)所示的结构作为R2、R3的树脂,也可以是具有2种以上的下述式(6)所示的结构作为R2、R3的共聚物。

另外,上述耐热性合成树脂也可以为由上述聚酰亚胺树脂、上述聚酰胺酰亚胺树脂的至少两种构成的共聚物。

[化6]

从美观性的方面出发,上述热辐射层可以含有着色剂。

作为上述着色剂,例如可以举出无机颜料、有机颜料等。其中,从耐热性的方面出发,优选无机颜料。

作为上述无机颜料,优选含有选自由炭黑、氧化物系颜料、氢氧化物系颜料、硫化物系颜料、无机盐系颜料、金属粉颜料和复合氧化物系颜料组成的组中的至少一种。

上述炭黑是碳为主体的微粒,对种类没有特别限定,优选使用通过炉法所制造的被称为炉黑的炭黑。

作为上述氧化物系颜料,例如可以举出氧化铁、氧化铬、二氧化钛、氧化锌、佛青、钴蓝等。

作为上述氢氧化物系颜料,例如可以举出氧化铝白、氧化铁黄、铬绿等。

作为上述硫化物系颜料,例如可以举出硫化锌、锌钡白、镉黄、红、镉红等。

作为上述无机盐系颜料,例如可以举出铬黄、钼橙、铬酸锌、铬酸锶、沉降性硫酸钡、重晶石粉、碳酸钙、铅白等。

作为上述金属粉颜料,例如可以举出铜、铁、铝等。

上述复合氧化物系颜料是指将多种高纯度的金属氧化物均匀混配并在高温条件下合成的单一的化合物。

关于上述着色剂的含量,相对于上述热辐射层整体,优选的下限为0.2重量%、优选的上限为15重量%。若上述着色剂的含量小于0.2重量%,则有时无法使热辐射层充分着色。

另外,在使用炭黑作为上述着色剂的情况下,上述炭黑的含量的优选的上限为5重量%。若上述炭黑的含量超过5重量%,则所得到的散热膜有时电绝缘性差。

为了提高机械强度,上述热辐射层也可以含有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等偶联剂。

作为上述硅烷偶联剂,例如可以举出氨基系硅烷偶联剂、脲基系硅烷偶联剂、乙烯基系硅烷偶联剂、甲基丙烯酸系硅烷偶联剂、环氧基系硅烷偶联剂、巯基系硅烷偶联剂、异氰酸酯系硅烷偶联剂等。

作为上述钛酸酯偶联剂,例如可以举出至少具有碳原子数为1~60的烷基化基团(アルキレート基)的钛酸酯系偶联剂、具有烷基亚磷酸酯基的钛酸酯系偶联剂、具有烷基磷酸酯基的钛酸酯偶联剂、具有烷基焦磷酸酯基的钛酸酯偶联剂等。

这些偶联剂既可以预先与上述水不溶性无机化合物混合而产生作用,也可以混合于后述的热辐射层用分散液中。

关于上述偶联剂的含量,相对于水不溶性无机化合物整体,优选的下限为0.1重量%、优选的上限为3.0重量%。若上述偶联剂的含量小于0.1重量%,则有时无法充分发挥使用偶联剂的效果。即使含有超过3.0重量%的上述偶联剂,有时也得不到与用量相符的效果。上述偶联剂的含量的更优选的下限为0.5重量%、更优选的上限为2.0重量%。

上述热辐射层的热辐射率为0.8以上、优选为0.85以上、更优选为0.9以上。

需要说明的是,上述“热辐射率”可以利用TSS-5X(Japan Sensor公司制造)等热辐射率测定器进行测定。

从在电子设备中的使用用途的方面出发,上述热辐射层的绝缘击穿强度为10kV/mm以上、优选为15kV/mm以上、更优选为20kV/mm以上。

需要说明的是,上述“绝缘击穿强度”可以利用依据ASTM D149的方法使用HAT-300型(日立化成工业公司制造)等绝缘击穿试验器来进行测定。

在依据JIS K5600的横切法试验中,上述热辐射层与用作上述传热层的金属膜的附着性分类优选为0~2中的任一个,更优选为0或1。将上述附着性分类的说明示于表1。

关于上述热辐射层对于用作上述传热层的金属膜的附着性,根据该金属膜的种类,适当变更上述水不溶性无机化合物和上述耐热性合成树脂的种类和含量,从而可以进行调整。例如,在使用铝膜作为金属膜的情况下,热辐射层优选含有聚酰亚胺树脂或聚酰胺酰亚胺树脂作为耐热性合成树脂,并且含有30重量%~90重量%的层状硅酸盐矿物作为水不溶性无机化合物。

[表1]

上述热辐射层在UL94标准薄质材料垂直燃烧试验(VTM试验)中的燃烧性分类优选为VTM-0。上述VTM试验如下进行:将膜试验片卷成圆筒状,垂直安装于夹钳(クランプ),利用尺寸为20mm的火焰进行2次3秒钟的接焰,根据其燃烧行为进行如表2所示的燃烧性分类的判定。

对于散热膜的热辐射层来说,进行UL94标准VTM试验时的膜厚度优选为100μm以下。

[表2]

另外,上述热辐射层在UL94标准垂直燃烧试验(V试验)中燃烧性分类优选为V-0。上述V试验如下进行:将试验片垂直安装于夹钳,利用尺寸为20mm的火焰进行2次10秒钟的接焰,根据其燃烧行为进行如表3所示的燃烧性分类的判定。

[表3]

进一步,上述热辐射层在UL94标准125mm垂直燃烧试验(5V试验)中燃烧性分类优选为5V-A或5V-B。上述5V试验如下进行:将条状试验片垂直安装于夹钳,利用尺寸为125mm的火焰进行5次5秒钟的接焰,根据其燃烧行为进行燃烧性分类的判定,进一步,将平板试验片保持水平,进行5次自下方起的尺寸为125mm的火焰的5秒钟接焰,根据其燃烧行为进行如表4所示的燃烧性分类的判定。

[表4]

关于上述热辐射层的厚度,优选的下限为20μm、优选的上限为100μm。若上述热辐射层的厚度小于20μm,则散热性或电绝缘性有时会降低。若上述热辐射层的厚度超过100μm,则辐射性相对于热辐射层的厚度的效率有时会变差。上述热辐射层的厚度的更优选的下限为30μm。

上述热辐射层可以层积于传热层的一个面,也可以层积于传热层的两个面。上述热辐射层层积于传热层的一个面的情况下,在传热层的另一个面可以层积有用于确保电绝缘性的绝缘层。

作为上述绝缘层,与上述热辐射层同样地可以使用含有上述水不溶性无机化合物和上述耐热性合成树脂的绝缘层。

关于上述绝缘层中的水不溶性无机化合物的含量,相对于绝缘层整体,优选的下限为30重量%、优选的上限为90重量%。若上述水不溶性无机化合物的含量小于30重量%,则有时所得到的散热膜的燃烧性提高,或者散热特性变差。若上述水不溶性无机化合物的含量超过90重量%,则将绝缘层用分散液在金属膜或基板等上铺开时容易发生涂布不均,有时在绝缘层的膜厚变薄的部分会损害电绝缘性。上述水不溶性无机化合物的含量的更优选的下限为50重量%、更优选的上限为60重量%。

关于上述绝缘层的厚度,优选的下限为20μm、优选的上限为100μm。若上述绝缘层的厚度小于20μm,则电绝缘性有时会降低。若上述绝缘层的厚度超过100μm,则电绝缘性相对于绝缘层的厚度的效率有时会变差。上述绝缘层的厚度的更优选的下限为30μm。

本发明的散热膜优选在输入3W的电力而发热的2.4cm见方、厚度0.5mm~1.5mm的陶瓷加热器的上表面,以与该陶瓷加热器相同的面积设置时的冷却温度为15℃以上。若上述冷却温度小于15℃,则在用作散热膜时有时无法发挥出充分的散热性能。

需要说明的是,上述冷却温度是指:不设置散热膜而对陶瓷加热器输入3W的电力,由达到平衡状态时的温度(发热温度)减去将散热膜设置于陶瓷加热器上并对陶瓷加热器输入3W的电力而达到平衡状态时的温度(膜设置温度)而得到的温度差。

另外,作为2.4cm见方、厚度0.5mm~1.5mm的陶瓷加热器,可以使用BPC10(BITechnology Japan公司制造)等。

本发明的散热膜优选在利用依据JIS K5600-5-1(1999)的圆筒形心轴法的耐弯曲性试验中在上述膜的热辐射层最初产生龟裂的心轴直径为10mm以下。若产生龟裂的心轴直径超过10mm,则挠性有时变差。在上述热辐射层产生龟裂的心轴直径更优选为8mm以下、进一步优选为5mm以下。

本发明的散热膜的拉伸强度优选为25N/mm2以上。若上述拉伸强度小于25N/mm2,则膜容易断裂,操作变得困难。前期拉伸强度更优选为50N/mm2以上、进一步优选为70N/mm以上。

需要说明的是,上述拉伸强度是通过依据JIS K7127-1的测定法所求出的值,使用台式精密万能试验机“AGS-X”(岛津制作所公司制造)以夹具间隔80mm、拉伸速度5mm/分钟的条件进行测定。

本发明的散热膜由于传热层为金属膜,因而水蒸气阻隔性非常优异。具体地说,本发明的散热膜优选在40℃、90%RH的环境下的水蒸气透过率小于0.01g/m2·天。

需要说明的是,上述“水蒸气透过率”可以使用GTR TEC公司制造的气体/蒸气透过率测定装置等进行测定。

对本发明的散热膜的形状没有特别限定,以平板状、环状、U字状等与所要散热的对象物(热源)或散热方法对应的形状使用。

本发明的散热膜中的上述热辐射层可以使用下述热辐射层用分散液来制造,该热辐射层用分散液含有分散介质、和作为非挥发成分的水不溶性无机化合物以及耐热性合成树脂和/或耐热性合成树脂的前体,上述水不溶性无机化合物的含量相对于非挥发成分整体为30重量%以上90重量%以下,且非挥发成分的含量相对于热辐射层用分散液整体超过18重量%且为65重量%以下。这样的热辐射层用分散液也是本发明之一。

本发明人发现,通过使用非挥发成分的含量和非挥发成分中的水不溶性无机化合物的含有比例在特定范围内的热辐射层用分散液,从而能够制造以往难以制造的、具有基于辐射的散热性、电绝缘性、与金属膜的附着性和耐热性优异的热辐射层的散热膜(本发明的散热膜)。

另外,本发明的热辐射层用分散液由于使用了低成本的水不溶性无机化合物,因而所得到的散热膜的生产率高。

需要说明的是,本说明书中,上述“非挥发成分”是指在常压下没有沸点或者沸点为300℃以上的物质。对于本发明的热辐射层用分散液中的水不溶性无机化合物、耐热性合成树脂来说,由于与本发明的散热膜相同,因此省略其说明。

作为上述耐热性合成树脂的前体,例如可以举出聚酰胺酸,通过对该聚酰胺酸进行酰亚胺化,可以得到聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂。作为对上述聚酰胺酸进行酰亚胺化的方法,例如可以举出:对聚酰胺酸进行加热闭环来进行酰亚胺化的方法;对聚酰胺酸进行化学闭环来进行酰亚胺化的方法。

作为对上述聚酰胺酸进行加热闭环来进行酰亚胺化的方法,例如可以举出使上述聚酰胺酸分散于分散介质中,在120℃~400℃下加热0.5小时~10小时的方法。

在本发明的热辐射层用分散液中混配耐热性合成树脂的前体时,上述耐热性合成树脂的前体的含量的优选的下限为2重量%,优选的上限为45重量%。上述耐热性合成树脂的前体的含量小于2重量%时,有时会导致所得到的散热膜的电绝缘性变差。若上述耐热性合成树脂的前体的含量超过45重量%,则有时会导致所得到的散热膜的耐热性变差。上述耐热性合成树脂的前体的含量的更优选的下限为5重量%、更优选的上限为30重量%。

作为上述分散介质,例如可以使用正戊烷、正己烷、正辛烷、正癸烷等烃系溶剂;甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、2-己醇、乙二醇、丙二醇等醇系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺系溶剂;二乙醚、甲基叔丁基醚、二氧六环、四氢呋喃、环戊基甲醚等醚系溶剂;苯、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯酚、对氯苯酚、邻氯苯酚、邻甲酚等苯系溶剂;二甲基亚砜、二甲基砜、环丁砜等含硫系溶剂等。需要说明的是,也可以使用水作为上述分散介质,只要是添加物不会析出的程度的量即可。其中,由于耐热性合成树脂的溶解性提高,因而优选为选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃和环丁砜组成的组中的至少一种。这些分散介质可以单独使用,也可以将两种以上合用。

关于本发明的热辐射层用分散液中的上述水不溶性无机化合物的含量,相对于非挥发成分整体,下限为30重量%、上限为90重量%。若上述水不溶性无机化合物的含量小于30重量%,则所得到的散热膜的热辐射层的燃烧性提高。若上述水不溶性无机化合物的含量超过90重量%,则分散液的粘度提高,由于热辐射层在金属膜的涂布不均,在热辐射层的膜厚变薄的部分有时会损害电绝缘性。上述水不溶性无机化合物的含量的优选的下限为35重量%、优选的上限为85重量%,更优选的下限为40重量%、更优选的上限为80重量%,进一步优选的下限为50重量%、进一步优选的上限为70重量%,特别优选的下限为60重量%。

本发明的热辐射层用分散液中的非挥发成分的含量超过18重量%且为65重量%以下。若上述非挥发成分的含量为18重量%以下,则热辐射层用分散液变得不均匀,无法得到均匀的膜。若上述非挥发成分的含量超过65重量%,则热辐射层用分散液的粘度过度升高,制膜变得困难。上述非挥发成分的含量优选超过20重量%且为55重量%以下,更优选超过25重量%且为45重量%以下。

需要说明的是,对于本发明的热辐射层用分散液中的非挥发成分的比例来说,可以使用热重测定(TG)、差热-热重同时测定(TG-DTA)或蒸发器等通过真空蒸发除去溶剂,由残存的固体物质的重量求出非挥发成分的比例。

本发明的散热膜可以通过下述方法来制造,该方法具有:工序(1-1),将分散介质和作为非挥发成分的水不溶性无机化合物以及耐热性合成树脂和/或耐热性合成树脂的前体混合,制备本发明的热辐射层用分散液;工序(1-2),将所制备的热辐射层用分散液在作为传热层的金属膜上铺开并静置;和工序(1-3),从在金属膜上铺开的热辐射层用分散液中除去分散介质并成型,得到层积膜。这样的散热膜的制造方法也是本发明之一。

另外,本发明的散热膜可以通过下述方法来制造,该方法具有:工序(2-1),将分散介质和作为非挥发成分的水不溶性无机化合物以及耐热性合成树脂和/或耐热性合成树脂的前体混合,制备本发明的热辐射层用分散液;工序(2-2),将所制备的热辐射层用分散液在基板上铺开并静置;工序(2-3),从在上述基板上铺开的热辐射层用分散液中除去分散介质并成型,将所得到的膜从上述基板上分离,得到热辐射层用膜;和工序(2-4),通过热压使上述热辐射层用膜密合层积于作为传热层的金属膜,得到层积膜。这样的散热膜的制造方法也是本发明之一。

下面,有时也将具有工序(1-1)~(1-3)的方法和具有工序(2-1)~(2-4)的方法一并简称为“本发明的散热膜的制造方法”。

本发明的散热膜的制造方法中,在上述工序(1-1)或(2-1)中,将分散介质和作为非挥发成分的水不溶性无机化合物以及耐热性合成树脂和/或耐热性合成树脂的前体混合,制备本发明的热辐射层用分散液。

对上述工序(1-1)或(2-1)中的混合温度没有特别限定,优选的下限为10℃、优选的上限为40℃。

本发明的散热膜的制造方法中,在上述工序(1-2)或(2-2)中,将本发明的热辐射层用分散液在金属膜上或基板上铺开并静置。

在上述工序(1-2)或(2-2)中,作为将本发明的热辐射层用分散液在金属膜上或基板上铺开的方法,可以举出使用刮刀(ドクターブレード)或棒涂机等涂布成膜状的方法等。

在上述工序(2-2)中,作为铺开分散液的基板,从分散液与基板的相容性和润湿性、干燥后的剥离性的方面出发,优选玻璃制、聚对苯二甲酸乙二酯制、聚酰亚胺制、聚乙烯制或聚丙烯制的基板。

在上述工序(1-2)或(2-2)中,在金属膜上或基板上铺开的本发明的热辐射层用分散液的厚度优选为30μm以上。若本发明的热辐射层用分散液的厚度小于30μm,则所得到的散热膜的热辐射层变薄,有时会损害电绝缘性。本发明的热辐射层用分散液的厚度的更优选的下限为50μm、进一步优选的下限为100μm。

本发明的散热膜的制造方法中,在上述工序(1-3)或(2-3)中,从在金属膜上或基板上铺开的热辐射层用分散液中除去分散介质。在上述工序(1-3)中,通过除去该分散介质并成型,从而得到层积膜。另外,在上述工序(2-3)中,通过将分散介质除去并成型,将所得到的膜从上述基板上分离,从而得到热辐射层用膜。

在上述工序(1-3)或(2-3)中,作为从在金属膜上或基板上铺开的热辐射层用分散液中除去分散介质的方法,可以为各种固液分离方法,例如离心分离、过滤、真空干燥、冷冻真空干燥、加热蒸发法和这些方法的组合。在这些方法中,例如在使用加热蒸发法的情况下,将涂布于金属膜上或基板上的分散液以保持水平的状态在强制送风式烘箱中于20℃~150℃的温度条件下(优选在30℃~120℃的温度条件下)进行0.5小时~24小时左右(优选2小时~12小时)的干燥,从而可以除去分散介质。

在上述工序(2-4)中,通过热压使上述工序(2-3)中得到的热辐射层用膜密合层积于作为传热层的金属膜,从而得到层积膜。

在上述工序(2-4)中,从提高热辐射层与金属膜的密合性的方面考虑,使热辐射层膜与金属膜密合层积时的热压的温度优选为50℃~200℃、压力优选为10kgf/cm2~100kgf/cm2。上述热压的温度更优选为100℃~150℃以下。

在本发明的热辐射层用分散液中混配了耐热性合成树脂的前体时,通过进行使用电炉等进一步对上述工序(1-3)或(2-4)中得到的层积膜进行加热的工序,可以得到本发明的散热膜。具体地说,例如混配了聚酰胺酸作为耐热性合成树脂的前体时,在得到层积膜后,通过在120℃~400℃进行0.5小时~10小时的热处理,可得到在热辐射层具有聚酰亚胺作为耐热性合成树脂的散热膜。

本发明的散热膜由于基于传热和辐射的散热性、电绝缘性和挠性优异,具有高机械强度,因而适合用于散发由内置于电子设备的IC芯片、或者LED产生的热。

使用本发明的散热膜而成的太阳能电池也是本发明之一。本发明的散热膜由于耐湿性、散热性和电绝缘性优异,具有高机械强度,因而使用了本发明的散热膜的本发明的太阳能电池的耐久性、耐候性优异。

将表示本发明的太阳能电池的一例的截面示意图示于图1。

如图1所示,本发明的太阳能电池1具有利用光伏发电(光起電力)将光能转化为电能的太阳能电池元件2,该太阳能电池元件2由封装剂3所封装。另外,本发明的太阳能电池1在接受太阳光侧的表面上具有透光性基板4,在与透光性基板4相反侧的面上具有本发明的散热膜(将传热层5和热辐射层6层积而成的层积膜)。

作为上述太阳能电池元件2,只要能够利用光伏发电将光能转化为电能就没有特别的限定,例如可以使用单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体(III-V族、II-VI族、其它)等,其中优选多晶硅。

作为上述封装剂3,例如可以举出含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-脂肪族不饱和羧酸共聚物、乙烯-脂肪族羧酸酯共聚物或者它们的皂化物等的封装剂。

上述透光性基板4位于太阳能电池1的接受太阳光侧的最表层,因而优选除了透明性以外,耐候性、疏水性、耐污染性和机械强度等也优异。

作为上述透光性基板4的材料,可以举出由聚酯树脂、氟树脂、丙烯酸系树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等构成的树脂制基板和玻璃基板等,其中,由于耐候性和耐冲击性优异并且能够以低成本制作,因而优选玻璃基板。另外,由于耐侯性特别优异,还优选使用氟树脂。

对于制造本发明的太阳能电池1的方法没有特别的限定,例如可以举出依次重叠透光性基板4、封装太阳能电池元件2的封装剂3、本发明的散热膜并进行真空层压的方法等。

发明的效果

根据本发明,可以提供一种散热膜,其是通过将基于红外辐射的散热性、电绝缘性以及耐热性优异的热辐射层层积于传热性优异的金属膜上而成的,该散热膜具有高的机械强度和挠性。另外,根据本发明,可以提供用于制造该散热膜的热辐射层用分散液、使用该热辐射层用分散液的散热膜的制造方法、以及使用该散热膜而成的太阳能电池。

附图说明

图1是示出本发明的太阳能电池的一例的截面示意图。

图2是使用实施例中制作的散热膜所制作的太阳能电池的(a)表面和(b)背面的照片。

具体实施方式

以下举出实施例进一步详细说明本发明,但本发明不仅限于这些实施例。

(实施例1)

(聚酰胺酸清漆的合成)

在具备搅拌机和温度计的2L容量的反应容器中投入4,4-二氨基二苯基醚140.1g(0.70摩尔)和N-甲基-2-吡咯烷酮1433.3g,在30℃~40℃使其溶解。接下来,将温度保持在45℃~50℃,同时用40分钟向反应容器中添加均苯四酸二酐72.5g(0.33摩尔)、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐97.8g(0.33摩尔)。在相同温度下搅拌60分钟后,加入2.4重量%的均苯四酸二酐的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液183.3g(0.02摩尔)对粘度进行调整,加入4.2重量%的邻苯二甲酸酐的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液7.5g(0.002摩尔)使反应停止,得到浓度为16.3%、粘度为6.2Pa·s的聚酰胺酸清漆1933.9g。

(热辐射层用分散液的制造)

在塑料制密闭容器中取滑石(日本滑石公司制造、“Talc RA”)6.0g和合成的聚酰胺酸清漆24.5g(聚酰胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯烷酮20.5g),利用行星搅拌机(Thinky公司制造、“ARE-310”)实行10分钟的混合模式(2000rpm)、10分钟的脱泡模式(2200rpm)进行搅拌,从而得到滑石相对于非挥发成分整体的比例为60.0重量%、非挥发成分相对于分散液整体的比例为32.8重量%的均匀的热辐射层用分散液。

(散热膜的制作)

使用槽的深度为200μm的棒涂机将所得到的热辐射层用分散液涂布至底面平坦且底面形状为长方形的厚度200μm的铝膜上。在将铝保持水平的状态下,在强制送风式烘箱中以90℃的温度条件干燥2小时,在铝膜上形成热辐射层用膜。对该层积膜依次进行120℃下30分钟、150℃下5分钟、200℃下5分钟、250℃下5分钟、350℃下60分钟的热处理,得到具有由滑石与聚酰亚胺树脂构成的、水不溶性无机化合物(滑石)相对于热辐射层整体的含量为60.0重量%、厚度为49.2μm的热辐射层的散热膜。

(实施例2)

在“(热辐射层用分散液的制造)”中,使滑石的混配量为36.0g,进一步添加N-甲基-2-吡咯烷酮22.8g,除此以外,与实施例1同样地得到滑石相对于非挥发成分整体的比例为90.0重量%、非挥发成分相对于分散液整体的比例为48.0重量%的均匀的热辐射层用分散液。

使用所得到的热辐射层用分散液,使用槽的深度为100μm的棒涂机,除此以外,与实施例1同样地得到具有由滑石与聚酰亚胺树脂构成的、水不溶性无机化合物(滑石)相对于热辐射层整体的含量为90.0重量%、厚度为57.6μm的热辐射层的散热膜。

(实施例3)

在“(热辐射层用分散液的制造)”中,使滑石的混配量为1.7g,除此以外,与实施例1同样地得到滑石相对于非挥发成分整体的比例为30.0重量%、非挥发成分相对于分散液整体的比例为21.8重量%的均匀的热辐射层用分散液。

使用所得到的热辐射层用分散液,使用槽的深度为200μm的棒涂机,在90℃的强制送风式烘箱中干燥30分钟,将分散介质除去,其后进一步使用槽的深度为150μm的棒涂机涂布至其涂布面上,除此以外,与实施例1同样地得到具有由滑石与聚酰亚胺树脂构成的、水不溶性无机化合物(滑石)相对于热辐射层整体的含量为30.0重量%、厚度为43.6μm的热辐射层的散热膜。

(实施例4)

在塑料制密闭容器中取滑石(日本滑石公司制造、“Talc RA”)3.0g、煤灰(相馬環境サービス公司制造、“クリーンアッシュ”)3.0g、炭黑(三菱化学公司制造、“MA-100”)0.2g、实施例1中合成的聚酰胺酸清漆24.5g(聚酰胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯烷酮20.5g),与实施例1的“(热辐射层用分散液的制造)”同样地搅拌混合,得到相对于非挥发成分整体的滑石和煤灰以及着色剂(炭黑)的合计比例为60.8重量%、非挥发成分相对于分散液整体的比例为33.2重量%的均匀的热辐射层用分散液。

使用所得到的热辐射层用分散液,与实施例1同样地得到具有下述热辐射层的散热膜,该热辐射层由滑石、煤灰、炭黑和聚酰亚胺树脂构成,滑石、煤灰和着色剂(炭黑)的合计相对于热辐射层整体的含量为60.8重量%,厚度为49.2μm。

(实施例5)

在塑料制密闭容器中取非溶胀性云母(YAMAGUCHI MICA公司制造、“SJ-010”)6.0g、实施例1中合成的聚酰胺酸清漆24.5g(聚酰胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯烷酮20.5g),进一步添加N-甲基-2-吡咯烷酮2.8g,与实施例1的“(热辐射层用分散液的制造)”同样地搅拌混合,得到水不溶性无机化合物相对于非挥发成分整体的比例为60.0重量%、非挥发成分相对于分散液整体的比例为30.0重量%的均匀的热辐射层用分散液。

使用所得到的热辐射层用分散液,与实施例1同样地得到具有由非溶胀性云母和聚酰亚胺树脂构成的、水不溶性无机化合物(非溶胀性云母)相对于热辐射层整体的含量为60.0重量%的、厚度为45.0μm的热辐射层的散热膜。

(比较例1)

按照滑石相对于非挥发成分整体的比例为60.0重量%、非挥发成分相对于分散液整体的比例为18.0重量%的方式,在塑料制密闭容器中取滑石(日本滑石公司制造、“Talc RA”)6.0g、实施例1中合成的聚酰胺酸清漆24.5g(聚酰胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯烷酮20.5g)和N-甲基-2-吡咯烷酮25.1g,与实施例1的“(热辐射层用分散液的制造)”同样地搅拌混合,但静置几分钟后滑石沉淀,无法得到均匀的分散液。

进而与实施例1同样地尝试了制作膜,但滑石沉淀,无法得到均匀的膜。

(比较例2)

在塑料制密闭容器中取实施例1中合成的聚酰胺酸清漆24.5g(聚酰胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯烷酮20.5g),放入90℃的烘箱中使溶剂蒸发,直至总量为10.8g为止,制成37.0重量%的聚酰胺酸N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(聚酰胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯烷酮6.8g)。向其中加入滑石(日本滑石公司制造、“Talc MS-K”)9.3g,与实施例1的“(热辐射层用分散液的制造)”同样地搅拌混合,得到水不溶性无机化合物相对于非挥发成分整体(滑石)的含量为70.0重量%、非挥发成分相对于分散液整体的比例为66.2重量%的均匀的热辐射层用分散液。

所得到的热辐射层用分散液由于几乎没有流动性,因而无法涂布,无法制作散热膜。

(比较例3)

(聚酰胺酸清漆的合成)

在具备搅拌机和温度计的500mL容量的反应容器中投入3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐29.4g(0.10摩尔)和N,N-二甲基乙酰胺80.8g,在室温下使其溶解。接下来,冷却至0℃,在0℃~25℃用2小时添加将4,4-二氨基二环己基甲烷21.0g(0.10摩尔)和N,N-二甲基乙酰胺37.0g混合而成的物质。其后,在室温下搅拌1周,加入4.2重量%的邻苯二甲酸酐的N,N-二甲基乙酰胺溶液0.7g(0.0002摩尔)使反应停止,得到浓度为29.8%、粘度为10Pa·s的聚酰胺酸清漆168.9g。

(散热膜的制作)

在塑料制密闭容器中取合成的聚酰胺酸清漆30.7g(聚酰胺酸9.1g、N-甲基-2-吡咯烷酮21.6g),利用行星搅拌机实行10分钟的脱泡模式(2200rpm),进行脱泡。接着,用刮刀涂布该聚酰胺酸清漆,使厚度为250μm,除此以外,与实施例1的“(热辐射层用分散液的制造)”同样地得到具有不含水不溶性无机化合物的厚度为65.2μm的热辐射层的散热膜。

(比较例4)

在塑料制密闭容器中取滑石(日本滑石公司制造、“Talc RA”)3.0g、煤灰(相馬環境サービス公司制造、“クリーンアッシュ”)3.0g、炭黑2.0g、实施例1中合成的聚酰胺酸清漆24.5g(聚酰胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯烷酮20.5g)、NMP4.5g,与实施例1同样地搅拌混合,得到水不溶性无机化合物(滑石+煤灰)和着色剂(炭黑)相对于全部非挥发成分的比例为66.7重量%、非挥发成分相对于分散液的总量的比例为32.4重量%的均匀的热辐射层用分散液。

使用所得到的热辐射层用分散液,与实施例1同样地得到具有由滑石和聚酰亚胺树脂构成的、水不溶性无机化合物(滑石+煤灰)和着色剂(炭黑)相对于总重量的比例为66.7重量%、厚度为48.6μm的热辐射层的散热膜。

(比较例5)

使用棒涂机将含有氧化硅或氧化铝等的混合物和作为粘结剂的有机硅树脂的液体セラックα(CERAMISSION公司制造)涂布至底面平坦且底面形状为长方形的厚度200μm的作为传热层的铝膜上,使厚度为50μm。在将铝保持水平的状态下,在强制送风式烘箱中以90℃的温度条件干燥1小时,在铝上形成热辐射层用膜。对该层积膜在120℃下进行20分钟的热处理,得到具有由氧化硅或氧化铝等的混合物和有机硅树脂构成的、水不溶性无机化合物(氧化硅与氧化铝的混合物)相对于热辐射层整体的含量为56.0重量%、厚度为50.0μm的热辐射层的散热膜。

(比较例6)

在“(散热膜的制作)”中,作为传热层,使用厚度为135μm的石墨片(JAPAN MATEX公司制造)代替厚度为200μm的铝膜,除此以外,与实施例1同样地得到具有由滑石和聚酰亚胺树脂构成的、水不溶性无机化合物(滑石)相对于热辐射层整体的含量为60.0重量%、厚度为49.2μm的热辐射层的散热膜。

将实施例1~5和比较例1~4中制备的热辐射层用分散液的组成、非挥发成分相对于分散液整体的比例、以及水不溶性无机化合物相对于全部非挥发成分的比例示于表5。

<评价>

对实施例和比较例中得到的散热膜进行以下的评价。关于热辐射率、绝缘击穿强度、附着性和燃烧性的评价,仅制作散热膜的热辐射层来进行。

需要说明的是,关于无法制作散热膜的比较例1和比较例2,未进行以下的评价。

将结果示于表6。

(热辐射率)

使用Japan Sensor公司制造的热辐射率测定器“TSS-5X”来测定热辐射率。

(绝缘击穿强度)

利用依据ASTM D149的方法,使用日立化成工业公司制造的绝缘击穿试验器“HAT-300型”来测定绝缘击穿电压(kV),计算出绝缘击穿强度(kV/mm)。

(附着性)

对于所得到的散热膜的热辐射层,进行依据JIS K5600的横切法试验。对于热辐射层,利用单一刻痕工具切入直角格子图案(25格)的刻痕,将透明胶带粘贴至格子图案,以接近60℃的角度用0.5秒~1.0秒准确地撕开,将剥离程度最小的情况设为0,根据表1、通过目视按照0~5的6个阶段对格子图案部分的热辐射层的剥离程度进行分类。

(基于VTM试验的燃烧性分类)

对所得到的散热膜的热辐射层进行了基于UL94标准的薄质材料垂直燃烧试验(VTM试验)。

在表2所示的各判定标准中,每种试验片使用了5片(长约200mm、宽50mm)。火焰的尺寸为20mm。

需要说明的是,接焰时间为3秒,分别测定了接焰后的余焰时间。另外,火熄灭的同时进行了3秒的第2次接焰,以与第1次同样的方式,分别测定了接焰后的余焰时间。此外,还同时对置于试验片之下的棉花是否因下落的火种而起火进行了评价。另外,标线位于自试验片下端起125mm的位置,标识用棉花配置于自试验片下端起下方300mm处。

在VTM试验中,作为燃烧性分类,VTM-0为最高,随着变为VTM-1、VTM-2而表示阻燃性下降。其中,不属于VTM-0~VTM-2的任一等级的试验片为不合格。

(基于V试验的燃烧性分类)

对所得到的散热膜的热辐射层进行了基于UL94标准的垂直燃烧试验(V试验)。

在表3所示的各判断标准中,每种试验片使用了5片(长127mm、宽13mm)。火焰的尺寸为20mm。

需要说明的是,接焰时间为10秒,分别测定了接焰后的余焰时间。

另外,火熄灭的同时进行了10秒的第2次接焰,以与第1次同样的方式,分别测定了接焰后的余焰时间。此外,还同时对置于试验片之下的棉花是否因下落的火种而起火进行了评价。

根据UL-94V标准由第1次和第2次的燃烧时间和棉花有无起火等判定了燃烧性分类。在V试验中,作为燃烧性分类,V-0为最高,随着变为V-1、V-2而表示阻燃性下降。其中,不属于V-0~V-2的任一等级的试验片为不合格。

(基于5V试验的燃烧性分类)

对所得到的散热膜的热辐射层进行了基于UL94标准的125mm垂直燃烧试验(5V试验)。

在表4所示的各判定标准中,每种试验片使用了5片(长127mm、宽13mm)。火焰的尺寸为125mm。

需要说明的是,接焰时间为5秒,分别测定了接焰后的余焰时间。

另外,火熄灭的同时进行了5秒的第2次接焰,以与第1次同样的方式,分别测定了接焰后的余焰时间。重复5次上述操作。此外,还同时对置于试验片之下的棉花是否因下落的火种而起火进行了评价。

根据UL-94V、5V标准由第1次至第5次的燃烧时间和棉花有无起火等判定了燃烧性分类。进一步,对于在上述方面合格的材料进行了平板燃烧试验。

在平板燃烧试验的评价中使用了平板试验片(长150mm、宽150mm)。火焰的尺寸为125mm。

需要说明的是,接焰时间为5秒,在火熄灭的同时进行5秒的第2次接焰,重复上述操作5次。确认接焰后平板试验片有无开孔。对于无开孔的试验片评价为5V-A,而对于确认到开孔的试验片评价为5V-B。

(冷却性能)

对于所得到的散热膜,利用以下的方法评价了冷却性能。

在塑料制密闭容器(主体:聚丙烯、盖:聚乙烯、容器尺寸188mm×225mm、陶瓷加热器至盖的距离18mm)中,设置放置于基板(Sunhayato公司制造、“型号ICB-88G”)上的2.4cm见方、厚度为0.5mm~1.5mm的陶瓷加热器(BI Technology Japan公司制造、“BPC10”)(下文中也简称为“加热器”)。在加热器端部焊接被覆电线,从而将直流稳定化电源(A&D公司制造、“AD-8724D”)与加热器连接。为了避免上述焊接部分与散热膜的接触,在加热器的过热点部分(12mm×19mm)设置与其相同面积的铝膜(厚度1mm),另外,在密闭容器下部设置作为绝热材料的发泡苯乙烯。

以该状态调节直流稳定化电源的输出电流,将3W的电力输入加热器,通过数据记录器计测达到平衡状态时的温度(发热温度(A))。接着,将2.4cm见方的平板状散热膜设置于与发热温度(A)测定时同样的加热器上,计测达到平衡状态时的温度(膜设置温度(B))。需要说明的是,在设置散热膜时,对加热器适量涂布硅脂(Sunhayato公司制造、“SCH-20”),由此使加热器和散热膜密合。将发热温度(A)与膜设置温度(B)的温度差(A-B)作为冷却性能而进行评价。

需要说明的是,使用厚度为200μm的铝膜代替散热膜而进行同样的操作,对冷却性能进行评价。

(耐弯曲性)

利用依据JIS-K5600-5-1的方法对所得到的散热膜实施耐弯曲性(圆筒形心轴法)试验。试验方法如下:使用直径为1mm~10mm的心轴,对于一片试验片,依次从大直径的心轴至小直径的心轴进行试验,示出最初在散热膜的热辐射层产生龟裂的心轴直径。对于利用1mm的心轴也未产生龟裂的热辐射层来说,使评价为1mm以下。

(拉伸强度)

对于所得到的散热膜,依据JIS K7127-1制作5型试验片,使用台式精密万能试验机(岛津制作所公司制造、“AGS-X”)以夹具间隔80mm、拉伸速度5mm/分钟的条件进行拉伸试验,测定最大拉伸强度,求出拉伸强度(N/mm2)。

(水蒸气透过率)

对于所得到的散热膜,通过依据JIS K-7126A法(压差法)的压差式气相色谱法,使用GTR TEC公司制造的气体/蒸气透过率测定装置,在40℃、90%RH的条件下进行水蒸气透过率的测定。

(太阳能电池的制作和性能评价)

通过以340℃焊接6mm宽的TAB线来连接2块156mm见方的c-Si2垂直串联单元(直ストリングス),从而制成了太阳能电池单元。将封装材料EVA(Sanvic公司制造的“Sanvic FC”、40cm见方)置于玻璃板(旭硝子公司制造、40cm见方)上,将太阳能电池单元置于其上。按照用作为封装材料的2片EVA片夹住太阳能电池单元和相同面积的透明泰德拉的方式置于电池单元上,最后放置由实施例4制作的膜,从狭缝部通过安装端子,利用真空层压机在135℃热压接21分钟。利用热切割机剥除自该热压接而成的板的端部伸出的EVA,将密封材料(横浜橡胶公司制造、“HAMATITE HOTMELT M-155”)以加热熔融的状态填充至铝框的槽中,嵌入层积板的4边,使用螺丝(ビス)安装铝框的四角,并使其在室温下自然干燥。干燥后,使用密封材料(Dow Corning Toray公司制造、“SH780Sealant”),以覆盖安装端子部的方式在散热膜上安装接线盒(Onamba公司制造),并使其在室温下自然干燥,其后将安装端子以340℃焊接于接线盒。其后,向接线盒灌入30g(基础剂和固化剂以10:1的比例混合而成的混合物)的灌封剂(Dow Corning Toray公司制造、“PV-7321”)并使其自然干燥。使其静置1周左右,然后安装接线盒的盖,制成了太阳能电池模块的完成品。图2示出了所制作的太阳能电池的(a)表面和(b)背面的照片。

对所得到的太阳能电池进行了性能评价,结果确认到,在I-V特性评价中,填充因子(Fill factor)的值为0.65~0.75,作为太阳能电池具有正常的输出性能。

工业实用性

根据本发明,可以提供一种散热膜,其是通过将基于红外辐射的散热性、电绝缘性以及耐热性优异的热辐射层层积于传热性优异的金属膜上而成的,该散热膜具有高的机械强度和挠性。另外,根据本发明,可以提供用于制造该散热膜的热辐射层用分散液、使用该热辐射层用分散液的散热膜的制造方法、以及使用该散热膜而成的太阳能电池。

符号说明

1 太阳能电池

2 太阳能电池元件

3 封装剂

4 透光性基板

5 传热层

6 热辐射层

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