专利摘要:
本發明之目的係提供一種太陽能電池用白色聚酯薄膜、使用其之太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組,其中該太陽能電池用白色聚酯薄膜係具有良好的光反射性之同時,以耐光性及耐水解性為代表之環境耐久性優良。能夠達成上述目的之本發明的太陽能電池用白色聚酯薄膜,係白色度為50以上,在波長400~800nm的範圍之平均反射率為50~95%,酸價為1~50eq/ton,厚度為30~380μm之太陽能電池用聚酯薄膜,其特徵在於:具有多層結構,該多層結構係含有10~35質量%的無機微粒子之無機微粒子集中含有層為被配置作為至少一側的最外層,並且相對於聚酯薄膜整體的厚度,上述無機微粒子集中含有層的厚度為5~30%,且在聚酯薄膜整體之無機微粒子的含量為2~10質量%。
公开号:TW201324816A
申请号:TW101136783
申请日:2012-10-05
公开日:2013-06-16
发明作者:Yoshitomo Ikehata;Akira Shimizu;Jun Inagaki;Shinji Sawasaki
申请人:Toyo Boseki;
IPC主号:B32B27-00
专利说明:
太陽能電池用白色聚酯薄膜、使用其之太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組
本發明係有關於一種具有高白色度及良好的光反射性之同時,耐光性及耐水解性優良之太陽能電池用白色聚酯薄膜、使用其之太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組。
近年來,太陽能電池係作為下世代的綠色能源(green energy)而受到注目。太陽能電池模組係使用封裝其背面之背面封裝片等的構成構件,該等構成構件係使用基膜。因為太陽能電池係在屋外長期間繼續被使用,所以在該等構成構件或該等構成構件所使用之基膜係被要求對自然環境之耐久性。
就太陽能電池背面封裝片用的基膜而言,為了提高耐UV性和遮蔽性等之目的,以往係使用經添加白色顏料等之氟系薄膜、聚乙烯系薄膜或聚酯系薄膜(專利文獻1~9)。 先前技術文獻專利文獻
專利文獻1 日本特開平11-261085號公報
專利文獻2 日本特開2000-114565號公報
專利文獻3 日本特開2004-247390號公報
專利文獻4 日本特開2002-134771號公報
專利文獻5 日本特開2006-270025號公報
專利文獻6 日本特開2007-184402號公報
專利文獻7 日本特開2007-208179號公報
專利文獻8 日本特開2008-85270號公報
專利文獻9 W O 2007-105306號公報
在專利文獻1~9亦有記載,藉由使用白色基膜作為太陽能電池背面封裝片構成構件,能夠使太陽光反射而提升發電效率。但是,該等白色基膜必須添加大量的白色顏料粒子,為了使大量添加之粒子的分散性和混合狀態良好,係採用製造預混合粒子與樹脂而成的原料之步驟、在通常的擠出步驟增長熔融時間等之手法,但是施加如此多數熱經歷之結果,樹脂容易產生劣化,將所得到的基膜使用於太陽能電池背面封裝片時,有在高溫高濕度下之耐久性缺乏之問題。
本發明之目的係鑒於上述問題,提供一種太陽能電池用白色聚酯薄膜、使用其之太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組,其中該太陽能電池用白色聚酯薄膜係具有高白色度及良好的光反射性之同時,以耐光性及耐水解性為代表之環境耐久性優良。
能夠解決上述問題之本發明的太陽能電池用白色聚酯薄膜,係白色度為50以上,在波長400~800nm的範圍之平均反射率為50~95%,酸價為1~50eq/ton,厚度為30~380μm之太陽能電池用聚酯薄膜,其特徵在於:具有多層結構,該多層結構係含有10~35質量%的無機微粒子之無機微粒子集中含有層為被配置作為至少一側的最外層,並且相對於聚酯薄膜整體的厚度,上述無機微粒子集中含有層的厚度為5~30%,且在聚酯薄膜整體之無機微粒子的含量為2~10質量%。
上述無機微粒子係以金紅石(rutile)型作為主體之二氧化鈦為佳。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係長度方向於150℃的熱收縮率以0.2~3.0%為佳。在105℃、100%RH、0.03MPa、處理200小時的條件下,促進水解試驗後的斷裂伸長率保持率係以60~100%為佳。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,在63℃、50%RH、UV照射強度100mW/cm2、照射100小時的條件下,促進光劣化試驗後的斷裂伸長率保持率係以35%以上為佳。上述促進光劣化試驗後之COLOR b*值的變化係以12以下為佳。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,係在聚酯薄膜的至少一側的表面亦可以配置含有聚胺基甲酸酯樹脂之塗布層,其中該聚胺基甲酸酯樹脂係以脂肪族系聚碳酸酯多元醇作為構成成分。
又,本發明亦包含使用上述太陽能電池用白色聚酯薄膜之太陽能電池背面封裝片,以及太陽能電池模組,其中該太陽能電池模組係具備:太陽能電池背面封裝片、鄰接太陽能電池背面封裝片之填料層、以及被埋設在填料層之太陽能電池元件。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係兼具光反射性及環境耐久性者。藉由使用本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,能夠提供一種具有良好的光反射性之同時,環境耐久性優良之價廉且輕量的太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係白色度為50以上,在波長400~800nm的範圍之平均反射率為50~95%,酸價為1~50eq/ton,厚度為30~380μm之太陽能電池用聚酯薄膜,其特徵在於:具有多層結構,該多層結構係含有10~35質量%的無機微粒子之無機微粒子集中含有層為被配置作為至少一側的最外層,並且相對於聚酯薄膜整體的厚度,上述無機微粒子集中含有層的厚度為5~30%,且在聚酯薄膜整體之無機微粒子的含量為2~10質量%。 <聚酯樹脂>
在本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜所使用之聚酯樹脂,係指使如對酞酸、異酞酸、萘二羧酸之芳香族二羧酸或其酯與如乙二醇、丁二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇之二醇聚縮合而製造者,可以是同元聚合物,亦可以是與第三成分共聚合之共聚物。
就此種聚酯樹脂的代表例而言,可舉出聚對酞酸乙二酯、聚對酞酸丁二酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯等。
與第三成分共聚合時,對酞酸乙二酯單元、對酞酸丁二酯或2,6-萘二甲酸乙二酯單元的莫耳比率係以70莫耳%以上為佳,以80莫耳%以上為較佳,以90莫耳%以上為更佳。
上述聚酯樹脂係除了使芳香族二羧酸與二醇直接聚縮合之方法以外,亦能夠藉由使芳香族二羧酸的烷酯與二醇進行酯交換反應後,使其進行聚縮合之方法;使芳香族二羧酸的二醇酯進行聚縮合之方法等而製造。
就聚縮合觸媒而言,可舉出銻化合物、鈦化合物、鍺化合物、錫化合物、鋁及/或鋁化合物、在分子內具有芳香環的磷化合物、磷化合物的鋁鹽等。
聚縮合反應之後,藉由從聚酯樹脂除去觸媒、或添加磷系化合物等使觸媒鈍化,能夠進一步提高聚酯樹脂的熱安定性。又,在聚酯樹脂的特性、加工性、色調不產生問題之範圍內,聚縮合觸媒係亦可以適量地共存。
製造聚酯樹脂時,在對酞酸的酯化反應時或對酞酸二甲酯的酯交換反應時,副產生二伸烷基二醇。在聚酯樹脂大量地含有二伸烷基二醇時,所得到之薄膜被暴露在高溫環境時,耐熱性有低落之可能性。因此,在本發明所使用之聚酯樹脂的二伸烷基二醇含量,係以抑制在一定範圍為佳。
具體上,以二乙二醇作為代表性的二伸烷基二醇之例子時,在聚酯樹脂之二乙二醇含量,係以2.3莫耳%以下為佳,以2.0莫耳%以下為較佳,1.8莫耳%以下為更佳。藉由使二乙二醇的含量為2.3莫耳%以下,能夠提高熱安定性,且能夠抑制在乾燥時、成形時的分解引起酸價的上升。又,二乙二醇係以較少為佳,但是因為係製造聚酯樹脂時的副產物,實際上其含量的下限係1.0莫耳%,1.2莫耳%為更佳。
在本發明,為了對聚酯薄膜賦予耐久性,所使用之聚酯樹脂的固有黏度係以0.65dl/g以上為佳,以0.67dl/g以上為較佳,以0.90dl/g以下為佳,以0.75dl/g以下為較佳。藉由使聚酯樹脂的固有黏度在上述範圍,能夠得到良好的生產性,同時能夠提高所形成之薄膜的耐水解性、耐熱性。另一方面,固有黏度小於0.65dl/g時,所形成之薄膜的耐水解性、耐熱性有變差之情形。又,高於0.90dl/g時,有生產性低落之情形。為了將聚酯樹脂的固有黏度調整在上述範圍,以在聚合後施行固相聚合為佳。
以酸價表示之聚酯樹脂的羧基末端,係具有藉由自觸媒作用而促進水解之作用。就太陽能電池用構件而言,為了得到高度的耐水解性,本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜的酸價,係相對於聚酯,在1~50eq/ton的範圍為重要的。上述酸價係相對於聚酯,以2eq/ton以上為佳,以3eq/ton以上為較佳,以40eq/ton以下為佳,以30eq/ton以下為更佳。酸價為大於50eq/ton時,薄膜的耐水解性低落且容易產生早期劣化。
為了使薄膜的酸價在上述範圍,以將作為原料樹脂而使用之聚酯樹脂的酸價抑制在一定範圍為佳。具體上,聚酯樹脂的酸價係以小於50eq/ton為佳,以25eq/ton以下為較佳,以20eq/ton以下為更佳。又,薄膜的酸價係以較小為佳,但是從生產性方面而言,下限為0.5eq/ton。聚酯樹脂和薄膜的酸價係能夠使用後述的滴定法來測定。
為了將聚酯樹脂的酸價控制在上述範圍,係將樹脂的聚合條件、詳細而言係將酯化反應裝置的構造等製造裝置重要因素、供給至酯化反應裝置之漿料的二羧酸與二醇的組成比、酯化反應溫度、反應壓及反應時間等的酯化反應條件或固層聚合條件等適當地設定即可。又,控制供給至擠出機之聚酯晶粒的水分量,或控制在熔融步驟的樹脂溫度亦是有效的。而且,藉由環氧化合物或碳二醯亞胺化合物等將羧基末端封鎖亦是較佳方法。
例如,將聚酯晶粒供給至擠出機時,為了抑制酸價上升,以使用經充分乾燥之聚酯晶粒為佳。具體上,聚酯晶粒的水分量係以100ppm以下為佳,以50ppm以下為較佳,以30ppm以下為更佳。
聚酯晶粒的乾燥方法係能夠使用減壓乾燥或加熱乾燥等眾所周知的方法。例如加熱乾燥時,加熱溫度係以100~200℃為佳,以120~180℃為更佳。乾燥時間係以1小時以上為佳,以3小時以上為較佳,以6小時以上為更佳。
又,為了抑制聚酯樹脂的酸價,將在熔融步驟之樹脂溫度控制在一定範圍亦是有效的。具體上,熔融溫度係以280~310℃為佳,以290~300℃為更佳。藉由提升熔融溫度,在擠出機內過濾時的背壓降低而能夠達成良好的生產性,但是熔融溫度高於310℃時,因為樹脂進行熱劣化且樹脂的酸價上升,所得到之薄膜的耐水解性有低落之情形。
而且,在聚酯樹脂中,亦能夠按照所使用之目的,使其含有1種或多種之螢光増白劑、抗紫外線劑、紅外線吸收色素、熱安定劑、界面活性劑、抗氧化劑等的各種添加劑。
就抗氧化劑而言,能夠使用芳香族胺系、酚系等的抗氧化劑,就熱安定劑而言,能夠使用磷酸、磷酸酯等的磷系、硫系、胺系等的熱安定劑。 <無機微粒子>
就在本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜所使用之無機微粒子而言,係沒有特別限定,能夠例示二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化矽、高嶺土、滑石粉、碳酸鈣、沸石、氧化鋁、碳黑、氧化鋅、硫化鋅等。從使白色度、生產性提升方面而言,以白色顏料之二氧化鈦或硫酸鋇為佳,以二氧化鈦為更佳。
上述無機微粒子的平均粒徑係以0.1μm以上為佳,以0.5μm以上為較佳,以3μm以下為佳,以2.5μm以下為更佳。藉由使無機微粒子的平均粒徑在上述範圍,能夠提高因光散射效果之薄膜的白色度,同時能夠適合進行製膜。另一方面,平均粒徑小於0.1μm時,由於光散射效果不足,有無法得到薄膜所必要的白色度之可能性。又,平均粒徑大於3μm的情況,在製膜中,有薄膜容易產生斷裂、或無法良好地進行製膜之可能性。
在本發明,無機微粒子的平均粒徑係能夠藉由以下的電子顯微鏡法來求取。具體上係使用掃描型電子顯微鏡觀察無機微粒子,按照粒子的大小適當地改變倍率而拍攝照片且將所拍攝的照片放大複製,並且針對隨機地選擇至少100個以上的微粒子,描繪各粒子的外周且使用影像解析裝置從該等描繪圖測定粒子的等效直徑,而且將其等的平均值設作平均粒徑。
因為太陽能電池係在屋外長時間受到太陽光的照射,所以要求對光劣化之耐久性(耐光性)。從使耐光性提升方面而言,在本發明的薄膜所使用之無機微粒子,係以金紅石型作為主體的二氧化鈦微粒子為佳。
二氧化鈦係已知主要是金紅石型與銳鈦(anatase)型之二種結晶形態。相對於銳鈦型係紫外線的分光反射率為非常大,金紅石型係具有紫外線的吸收率為較大(亦即,分光反射率為較小)之特性。在二氧化鈦結晶形態之此種分光特性的差異係顯著的,藉由利用金紅石型的紫外線吸收性能,能夠理想地使薄膜的耐光性提升,且亦能夠使薄膜光劣化引起的著色減低。藉此,在本發明的較佳態樣,即便實質上未另外添加紫外線吸收劑,耐光性亦優良。因此,不容易產生如紫外線吸收劑的滲出所引起的污染或密著性低落之問題。
又,在此所稱「主體」,係意味著在總二氧化鈦微粒子中之金紅石型二氧化鈦的含量為大於50質量%。又,總二氧化鈦微粒子中之銳鈦型二氧化鈦的含量係以10質量%以下為佳,以5質量%以下為較佳,以0質量%為最佳。銳鈦型二氧化鈦的含量大於10質量%時,因為在總二氧化鈦微粒子中所佔有之金紅石型二氧化鈦的含量變少,除了紫外線吸收性能有不充分的情形以外,因為銳鈦型二氧化鈦係光觸媒作用較強,由於該作用致使耐光性有低落之傾向。金紅石型二氧化鈦與銳鈦型二氧化鈦係能夠藉由X光結構繞射或分光吸收特性來區別。
又,在本發明之以金紅石型作為主體之二氧化鈦微粒子表面,亦可以施行使用氧化鋁或二氧化矽等之無機處理、或使用聚矽氧系或醇系等之有機處理。
在上述構成,本發明的薄膜係即便在光照射下亦能夠達成優良的耐光性。具體上係於63℃、50%RH,以照射強度100mW/cm2進行UV照射100小時的情況,薄膜的斷裂伸長率保持率係以35%以上為佳,較佳是能夠維持在40%以上。如此,因為本發明的薄膜係即便光照射亦能夠抑制光分解或劣化,而適合作為能夠在屋外使用之太陽能電池的背面封裝片。
無機微粒子添加至薄膜中係能夠使用眾所周知的方法,從使熱經歷減低方面而言,以預先使用擠出機將聚酯樹脂與無機微粒子混合之母料法(MB法)為佳。其中,雖然能夠採用預先將未乾燥的聚酯樹脂與無機微粒子投入擠出機,邊將水分、空氣等脫氣,邊製造母料之方法,為了抑制聚酯樹脂的酸價上升,以使用預先盡可能乾燥後的聚酯樹脂來製造母料為佳。此時,可舉出邊脫氣邊製造母料之方法,及藉由使經充分乾燥的聚酯樹脂不脫氣而製造之方法。藉由如此控制無機微粒子添加至聚酯樹脂的態樣,因為能夠含有高濃度的無機微粒子,同時適當地將聚酯樹脂的酸價保持為較低,在具有高白色度和光反射率之同時,能夠容易地得到兼具耐光性與耐水解性之薄膜。
如上述,製造母料時,所投入之聚酯樹脂係以藉由預先乾燥使水分率減低為佳。就乾燥條件而言,以於100~200℃為佳,較佳是120~180℃,以乾燥1小時以上為佳,較佳是3小時以上,更佳是6小時以上。藉此,聚酯樹脂的水分量係以50ppm以下為佳,較佳是30ppm以下的方式,來充分地進行乾燥。
邊脫氣邊製造母料時,係以採用於250~300℃,較佳是270~280℃的溫度將聚酯樹脂熔解,並且在預混煉機設置一個,較佳是二個以上的脫氣口,來進行0.05MPa以上,較佳是0.1MPa以上的連續吸引脫氣,維持混合機內之減壓等之方法為佳。
又,預混合的方法係沒有特別限定,可以是使用分批之方法,亦可以使用單軸或雙軸以上的混煉擠出機。 <無機微粒子集中含有層>
在本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,含有10~35質量%的無機微粒子之無機微粒子集中含有層係被配置作為至少一側的最外層。又,在無機微粒子集中含有層之無機微粒子的含量,係以11質量%以上為佳,以28質量%以下為佳,以21質量%以下為更佳。藉由使無機微粒子的含量在上述範圍,能夠得到具有高白色度和反射率,同時環境耐久性優良之太陽能電池用白色聚酯薄膜。另一方面,含量低於10質量%時,薄膜的白色度和反射率變為不充分且容易進行薄膜的光劣化。又,大於35質量%時,為了使其均勻地分散在樹脂中,必須多數熱經歷,而無法解決前述之先前的問題。
又,在薄膜整體之無機微粒子的含量係設為2~10質量%。較佳是3質量%以上8質量%以下。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係至少2層的積層結構,其以上的多層結構亦無妨,但是採用無機微粒子含量較多的層(無機微粒子集中含有層)係成為至少一側的最外層之構成。例如,將無機微粒子集中含有層設作A層,將無機微粒子含量比無機微粒子集中含有層少的其他層設作B層時,能夠採用A層/B層、A層/B層/A層等的構成。就較佳構成而言,可舉出2層構成,作為背面薄片時,藉由將大量地含有無機粒子之層配置在直接接觸太陽光側的最外層,來有效率地防止薄膜本身、及構成背面薄片之內層的構件薄膜、薄片和接著層因紫外線等引起之劣化。
為了防止因紫外線等引起之劣化而設置之層,因為使其添加某種程度的高濃度無機微粒子,表面粗糙度亦變大且層間的密著亦不容易得到。設作2層構成之優點,較佳理由之一係因為能夠將相反面的無機微粒子濃度抑制為較低,而且不產生此種問題。
設作2層構成(A層/B層)或3層構成(A層/B層/A層)時,相對於薄膜全層,最外層之表層(A層)的厚度(片面、或兩面表層合計的厚度)係設為5~30%。表層(A層)的厚度比率係以8%以上為佳,以10%以上為較佳,以15%以上為更佳。又,以28%以下為佳,以25%以下為較佳,以25%以下為更佳。藉由使表層的厚度比率為上述範圍,能夠得到兼具白色度、反射率及環境耐久性之太陽能電池封裝用白色聚酯薄膜。另一方面,表層的厚度比率低於上述下限時,有薄膜光劣化慢慢地朝厚度方向進行之可能性。又,表層的厚度比率高於上述上限時,薄膜整體的耐水解性有變差之傾向。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,尤其係以包含滿足上述厚度比率之2層構成為佳。光劣化係從太陽光直接侵入側的最外層往厚度方向慢慢地進行。因此,相較於無機微粒子集中含有層分開設置於若干層,藉由在太陽光直接侵入側的最外層設置一層,能夠使該層有效率地集中防止光劣化之功能。又,使中間層配置無機微粒子集中含有層時,有因樹脂劣化而產生薄膜剝離之可能性,從此種觀點,無機微粒子集中含有層亦以只存在於太陽光直接侵入側的最外層為佳。本發明的薄膜係設作2層構成,藉由使無機微粒子含量集中在太陽光直接侵入側的最外層,就薄膜整體而言,能夠將無機微粒子含量抑制為較低,能夠使其高度地兼具高白色度、光反射率、耐UV性能、耐水解性。 <無機微粒子含量較少的其他層>
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,亦可含有相較於上述無機微粒子集中含有層,無機微粒子含量較少的其他層。在該其他層之無機微粒子的含量,只要相較於上述無機微粒子集中含有層,無機微粒子的含量較少即可,基於上述理由,與在無機微粒子集中含有層之無機微粒子的含量之差異,係以10質量%以上為佳。 <功能賦予層>
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜要求易接著性、絕緣性、耐擦傷性等的各種功能時,亦可以藉由塗布等來被覆高分子樹脂於其表面。又,要求易滑性時,在上述被覆層亦可以含有無機及/或有機粒子。
要求易接著性時,以在薄膜之至少一側的表面,使用水性塗布液而設置塗布層為佳,其中該水性塗布液係含有水溶性或水分散性的共聚合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂及聚胺基甲酸酯樹脂之中至少1種。就該等塗布液而言,例如可舉出在日本特許第3567927號公報、日本特許第3589232號公報、日本特許第3589233號公報等所揭示之水性塗布液。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜使用於與EVA、PVB等烯烴樹脂的填料層接觸之面時,為了達成對填料層之易接著性,尤其適合使水性塗布液含有聚胺基甲酸酯樹脂。尤其是從耐熱性、耐水解性優良且防止太陽光引起黃變方面而言,以使其含有以脂肪族系聚碳酸酯多元醇作為構成成分之聚胺基甲酸酯樹脂為佳。藉由使其含有此種聚胺基甲酸酯樹脂,能夠使薄膜在濕熱下的接著性提升。
就脂肪族系聚碳酸酯多元醇而言,可舉出脂肪族系聚碳酸酯二醇、脂肪族系聚碳酸酯三醇等,就脂肪族系聚碳酸酯二醇的數量平均分子量而言,以1500~4000為佳,較佳是2000~3000。脂肪族系聚碳酸酯二醇的數量平均分子量小於1500時,強硬的胺基甲酸酯成分増加且無法緩和基材的熱收縮引起的應力,而有接著性低落之情形。又,數量平均分子量大於4000時,有接著性和高溫高濕處理後的強度低落之情形。
脂肪族系聚碳酸酯多元醇的莫耳比係將聚胺基甲酸酯樹脂的總聚異氰酸酯成分設作100莫耳%時,以3莫耳%以上為佳,以5莫耳%以上為較佳,以60莫耳%以下為佳,以40莫耳%以下為更佳。莫耳比小於3莫耳%時,有水分散性變得困難之情形。又,大於60莫耳%時,因為耐水性低落,所以耐濕熱性低落。
上述聚胺基甲酸酯樹脂的玻璃轉移溫度係沒有特別限定,以小於0℃為佳,以小於-5℃為更佳。藉此,在加壓接著時,黏度係與部分熔融之EVA或PVB等的烯烴樹脂接近,藉由部分混合,接著性提升且容易達成適合的柔軟性。 <太陽能電池用白色聚酯薄膜的製造方法>
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜的製造方法係沒有特別限制,以共擠出法為佳,其係將各層形成用的聚酯晶粒供給至各自的擠出機之後,以熔融狀態積層而從相同的塑模擠出。例如,製造含有無機微粒子集中含有層之2層構成的薄膜時,將大量地含有無機微粒子之聚酯晶粒(無機微粒子集中含有層用樹脂晶粒)、及無機微粒子的含量比其少的聚酯晶粒(其他層用樹脂晶粒)供給至各自的擠出機之後,在熔融狀態下進行積層而從相同的塑模擠出即可。
將聚酯晶粒供給至擠出機時,為了抑制酸價上升,係以使用經充分乾燥的聚酯晶粒為佳。具體上,聚酯晶粒的水分量係以100ppm以下為佳,以50ppm以下為較佳,以30ppm以下為更佳。
聚酯晶粒的乾燥方法係能夠使用減壓乾燥、加熱乾燥等眾所周知的方法。例如,加熱乾燥時,加熱溫度係以100~200℃為佳,以120~180℃為更佳。乾燥時間係以1小時以上為佳,以3小時以上為較佳,以6小時以上為更佳。
在擠出機內之聚酯晶粒的熔融溫度,係以280~310℃為佳,以290~300℃為更佳。藉由提升熔融溫度,在擠出機內之過濾時的背壓降低,而能夠達成良好的生產性,但是熔融溫度高於310℃時,因為樹脂進行熱劣化且樹脂的酸價上升,所得到之薄膜有耐水解性低落之情形。
其次,將在各自的擠出機熔融後之各層形成用的聚酯樹脂,於熔融狀態下進行積層而從相同的塑模擠出成為薄膜狀,且藉由使用冷卻輥捲取而形成未延伸薄膜。
所得到之未延伸薄膜係藉由雙軸配向處理來進行延伸。就延伸方法而言,係可舉出逐次雙軸延伸法、同時雙軸延伸法及吹塑延伸法等,其中該逐次雙軸延伸法,係將所得到之未延伸薄膜使用加熱輥或非接觸加熱器加熱之後,在具有速度差之輥間進行延伸(輥延伸),其次,使用夾具把持經單軸延伸後之薄膜的兩端部且在烘箱內加熱之後,進行朝寬度方向之延伸(拉幅器延伸),而且施加高熱而進行熱固定;該同時雙軸延伸法,係藉由具有能夠在縱方向、橫方向同時進行延伸的機構之拉幅器進行延伸(拉幅器同時雙軸延伸);而該吹塑延伸法,係進行藉由空氣壓的擴大之延伸。在該等延伸步驟,為了適當地保持所得到之薄膜的斷裂伸長率,以藉由適當地控制縱橫的延伸倍率比而得到縱橫的配向平衡為佳。
要求高度的熱尺寸安定性時,以對薄膜施行縱向鬆弛處理為佳。就縱向鬆弛處理的方法而言,能夠例示眾所周知的方法,例如使拉幅器夾具間隔慢慢地狹窄而進行縱向鬆弛處理之方法(日本特公平4-028218號公報)、在拉幅器內放入剃刀而將薄膜的端部切斷來避免夾具影響而進行縱向鬆弛處理之方法(日本特公昭57-54290號公報)等。又,亦可以使用在離線施加熱量而使其鬆弛之方法。而且,在上述延伸步驟,藉由適當地控制延伸條件亦能夠對薄膜賦予高度的熱尺寸安定性。
又,為了對薄膜賦予各種功能,亦能夠藉由塗布等在薄膜的表面被覆高分子樹脂,或是使被覆層中含有無機及/或有機粒子。賦予方法係沒有特別限定,例如形成用以賦予易接著性等之塗布層時,亦可以在薄膜製膜後(離線塗布法)設置塗布層,且亦可以在薄膜製膜中(線上塗布法)設置。從生產性方面而言,以在薄膜製膜中設置為佳。 <太陽能電池用白色聚酯薄膜的特性>
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜的厚度,係設為30~380μm。以35μm以上為佳,以40μm以上為較佳,以250μm以下為佳,以230μm以下為更佳。藉由使薄膜的厚度為上述範圍,電絕緣性優良之同時,容易輕量化或薄膜化。另一方面,薄膜的厚度大於380μm時,不容易因應輕量化或薄膜化。又,小於30μm時,不容易達成電絕緣效果。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜的白色度係50以上,較佳是60以上。白色度小於50時,遮蔽性差,在太陽能電池模組加工時藉由目視確認薄膜係變為困難,且加工效率有下降之可能性。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,在波長400~800nm的範圍之平均反射率係50%以上,較佳是60%以上。又,平均反射率係越高為越佳,但是實際上係以95%左右為上限。反射率小於50%時,因為薄膜本身及太陽能電池內部構件由於光引起的劣化係變大,乃是不佳。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜在150℃的熱收縮率,係在長度方向以0.2%以上為佳,以0.4%以上為較佳,以3.0%以下為佳,以1.8%以下為更佳。藉此,能夠抑制加熱加工時或在積層狀態下產生翹曲等。另一方面,熱收縮率小於0.2%時,在加工時,薄膜有撓曲之情形。又,大於3.0%時,加工時的收縮大,有產生洗衣板狀的皺紋之情形。就使在150℃的熱收縮率為上述範圍之方法而言,係能夠藉由控制延伸條件,或是在熱固定步驟施行縱向鬆弛處理及橫鬆弛處理來進行。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係以得到縱橫的配向平衡為佳。亦即,將薄膜厚度換算成為50μm時,MOR值(MOR-C)係以1.0以上為佳,以1.3以上為較佳,以2.0以下為佳,以1.8以下為更佳。藉此,能夠調整薄膜之縱橫的配向平衡,且容易維持機械強度和耐久性。又,能夠抑制積層時產生翹曲且密著性亦提升。就使MOR-C在上述範圍之方法而言,係能夠藉由控制在延伸步驟之縱橫之延伸倍率的比來進行。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,係能夠達成在屋外可禁得起長期使用之高耐水解性。具體上,就耐水解性的評價指標而言,係能夠將促進水解試驗(105℃、100%RH、0.03MPa、處理200小時)後之薄膜的斷裂伸長率保持率維持在60%以上,較佳是70%以上100%以下。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,因為即便在光照射下亦能夠抑制光分解和劣化,能夠達成在屋外可禁得起長期使用之優良的耐光性。具體上,就耐光性的評價指標而言,係能夠將促進光劣化試驗(63℃、50%RH、UV照射強度100mW/cm2、100小時照射)後之薄膜的斷裂伸長率保持率維持在35%以上,較佳是40%以上。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,其上述促進光劣化試驗後之COLOR b*值的變化係以12以下為佳,以10以下為更佳。COLOR b*值的變化大於12時,由於經年變化之外觀係變差,乃是不佳。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,因為能夠進一步與他層積層來使用作為太陽能電池背面封裝片,薄膜表面係以平滑為佳。具體上,本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜的三維表面粗糙度(SRa)係以0.1μm以下為佳。
如上述,因為本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係兼具以耐光性及耐水解性為代表之環境耐久性、白色度、光反射性,而且達成優良的電絕緣性,所以能夠將先前的耐久層(耐水解層),白色層及絕緣層整體化。因此,藉由將本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜使用於太陽能電池背面封裝片,能夠因應輕量化及薄膜化。 <太陽能電池背面封裝片>
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係能夠使用作為太陽能電池背面封裝片和撓性電子構件之貼合材的基材薄膜(基膜)。特別是適合作為要求高環境耐久性之太陽能電池背面封裝片的基膜。
在本發明所謂太陽能電池背面封裝片,係藉由使用於與太陽能電池模組的填料層接觸側的面及/或太陽能電池模組的最外面,來保護太陽能電池之背側的太陽能電池模組者,其特徵在於使用本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜。
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係能夠單獨或貼合2片以上而使用作為太陽能電池背面封裝片。又,為了賦予水蒸氣阻障性之目的,亦能夠在本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜積層水蒸氣阻障性薄膜、鋁箔等的水蒸氣阻障層。就上述水蒸氣阻障層的積層形態而言,能夠透過接著層而積層,或直接積層而成為夾層結構。
就上述水蒸氣阻障性薄膜而言,能夠使用聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)塗布薄膜、氧化矽蒸鍍薄膜、氧化鋁蒸鍍薄膜、鋁蒸鍍薄膜等。 <太陽能電池模組>
在本發明所謂太陽能電池模組,係指收容太陽光、室內光等的入射光而變換成為電且將該電貯存之系統,其特徵在於具備上述太陽能電池背面封裝片、鄰接太陽能電池背面封裝片之填料層、及被埋設在填料層之太陽能電池元件。
在填料層所使用之樹脂係沒有特別限定,能夠例示EVA、PVB等的烯烴樹脂。
又,本發明的太陽能電池模組亦可以含有表面保護薄片、高光線透射材等,且亦可以依照用途使用撓性狀者。
本申請係基於2011年10月7日所提出申請之日本國特許出願第2011-223049號而主張優先權利益者。將2011年10月7日所提出申請之日本國特許出願第2011-223049號之說明書的全部內容引用於本申請作為參考。 實施例
其次,舉出實施例及比較例來詳細地說明本發明,但是本發明係不被該等限定,在未脫離前、後述的宗旨之範圍所實施的變更,全部包含於本發明的技術範圍。在本發明所使用之測定、評價方法係如以下。 <無機微粒子的平均粒徑>
使用掃描型電子顯微鏡觀察無機微粒子,按照粒子的大小而適當地改變倍率且拍攝照片。將所拍攝的照片放大複製且針對隨機選擇至少100個以上的微粒子,描繪各粒子的外周並且使用影像解析裝置從該等描繪圖測定粒子的等效直徑,而且將其等的平均值設作平均粒徑。 <聚酯的固有黏度(IV)>
將聚酯溶解於苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷之6/4(質量比)混合溶劑,且於溫度30℃測定固有黏度。含微粒子的母料及薄膜之情形,係藉由離心分離將固體成分除去之後,進行測定。 <二乙二醇(DEG)的含量>
在2ml甲醇中使0.1g聚酯於250℃加熱分解之後,藉由氣體層析法進行定量。 <酸價>
薄膜或原料聚酯樹脂的酸價係使用下述方法進行測定。 (1)試料的調製
將薄膜或原料聚酯樹脂粉碎且於70℃進行真空乾燥24小時之後,使用天秤在0.20±0.0005g的範圍進行稱量且將此時的質量設作W(g)。在試管添加10ml苄醇及所稱量之試料,將試管浸於經加熱至205℃之苄醇浴,邊使用玻璃棒攪拌邊使試料溶解,將溶解時間設為3分鐘、5分鐘、7分鐘時的試樣,各自設作A、B、C。其次,重新準備試管,只放入苄醇且依照同樣的程序進行處理,將溶解時間設為3分鐘、5分鐘、7分鐘時的試樣,各自設作a、b、c。 (2)滴定
使用預先知道因數(NF)之0.04mol/L的氫氧化鉀溶液(乙醇溶液)進行滴定。將指示劑之酚紅從黃綠色變化成為淡紅色時設作終點,來求取氫氧化鉀溶液的滴定量。試樣A、B、C的滴定量設作XA、XB、XC(ml),且將試樣a、b、c的滴定量設作Xa、Xb、Xc(ml)。 (3)酸價的算出
從相對於各溶解時間之滴定量XA、XB、XC,藉由最小平方法求取在溶解時間0分鐘之滴定量V(ml)。同樣地,從Xa、Xb、Xc求取在溶解時間0分鐘之滴定量V0(ml)。其次,依照下式求取酸價(eq/ton)。
酸價(eq/ton)=[(V-V0)×0.04×NF×1000]/W <薄膜的外觀密度>
薄膜的外觀密度係依據JIS K 7222「發泡塑膠及橡膠-外觀密度的測定」而測定。但是,為了使標記簡便,係將單位換算成為g/cm3。 <薄膜的白色度>
薄膜的白色度係依據JIS L 1015-1981-B法且使用日本電色工業公司製的Z-1001DP而進行。 <薄膜的平均反射率>
在分光光度計(島津製作所公司製、自記分光光度計「UV-3150」)安裝積分球,將標準白色板(SphereOptics公司製、白色標準板「ZRS-99-010-W」)的反射率設作100%而進行校正且測定分光反射率。測定係在波長400~800nm的區域以1nm間距進行且求取平均值。又,薄膜單體時,係在試料薄膜背面的配置無反射的黑底紙而進行測定。從無機微粒子集中含有層側照射光線而測定。 <薄膜的光反射變動率>
針對所得到之薄膜捲物,將捲物開始捲起設作0%,將捲起結束設作100%時,從10%、50%、90%的長度位置之中央部,切取1m×1.8m的薄膜片。從各自薄膜片的四角落及中央取樣5片20cm四方的正方形之薄膜試料,且藉由上述「薄膜的平均反射率」之方法測定各自的平均反射率。將各薄膜試料之平均反射率的平均值設作中心值且將平均反射率的最大值與最小值的差除以中心值所得到的值設作光反射變動率。 <促進光劣化試驗>
使用EYE SUPER UV測試機(岩崎電器公司製、SUV-W151),對薄膜的無機微粒子集中含有層側,於63℃、50%RH,以照射強度100mW/cm2進行連續照射UV處理100小時。 <促進水解試驗>
依據JIS C 60068-2-66進行經規格化之HAST(高加速溫度及濕度應力試驗;Highly Accelerated temperature and humidity Stress Test)。試料薄膜係切割成為70mm×190mm,使用夾具並保持各自不接觸的距離來設置。使用ESPEC公司製的EHS-221,於105℃、100%RH、0.03MPa,進行處理200小時。 <斷裂伸長率保持率>
耐光性及耐水解性的評價係藉由斷裂伸長率保持率而進行。依據JISC 2318-1997 5.3.31(拉伸強度及伸長率)測定促進光劣化試驗及促進水解試驗之各自處理前後的斷裂伸長率,並且依照下述式算出斷裂伸長率保持率(%)。
斷裂伸長率保持率(%)=[(處理後的斷裂伸長率)×100]/(處理前的斷裂伸長率)
針對促進光劣化試驗後的伸長率保持率,將小於35%者評定為×,將35%以上且小於60%者評定為○,將60%以上者評定為◎。
針對促進水解試驗後的伸長率保持率,將小於60%者評定為×,將60%以上且小於80%者評定為○,將80%以上者評定為◎。 <COLOR b*值的變化>
試料薄膜切割成為40mm×40mm,使用X=94.19、Y=92.22、Z=110.58的標準白板,藉由COLOR b*值色差計(日本電色公司製、ZE-2000)且依據JIS K 7105-1981 5.3.5(a)而測定促進光劣化試驗前後之試料薄膜的COLOR b*值。依照下述式求取COLOR b*值的變化。
COLOR b*值的變化=(促進光劣化試驗後的COLOR b*值)-(促進光劣化試驗前的COLOR b*值)
針對COLOR b*值的變化,將高於12者評定為×,將5~12者評定為○,將小於5者評定為◎。 <長度方向於150℃的熱收縮率(HS150)>
將試料薄膜切割成為10mm×250mm,且使長邊與所欲測定的方向一致,以200mm間隔畫上記號,在5g的一定張力下測定記號的間隔A。接著,將試料薄膜在無荷重且150℃的環境之烘箱中,放置30分鐘之後,從烘箱取出且冷卻至室溫。隨後,在5g的一定張力下,求取記號的間隔B且依照下述式求取熱收縮率(%)。又,上述熱收縮率係在試料薄膜的寬度方向,在經3等分的位置進行測定,且將3點的平均值在小數點後第3位的位數進行四捨五入,整理成為小數點後第2位的位數而使用。
熱收縮率(%)=[(A-B)×100]/A <MOR-C>
將得到的薄膜在寬度方向進行5等分割,在各自的位置於長度方向、寬度方向採取100mm的正方形試樣,使用微波透射型分子配向計(王子計測機器公司製、MOA-6004)進行測定。將厚度修正設為50μm,求取MOR-C且使用5點的平均值。 <表面強度>
將切取5cm×20cm之試料薄膜,使用聚酯兩面黏著膠帶A以無機微粒子集中含有層側為外側的方式全面接著在平板玻璃。在試料薄膜的表面,將寬度24mm的黏著膠帶B(NICHIBAN公司製、CELLO-TAPE(註冊商標))黏貼在長度35mm的範圍且放置1分鐘。隨後,將黏著膠帶B在與玻璃面垂直的方向一口氣剝離而觀察無機微粒子集中含有層側的表面。
將在黏著膠帶B之剝離部面積的50%以上,試料薄膜表面係剝落者評定為「剝離」,將重複5次以上而「剝離」頻率為小於半數的情形評定為「○」(表面強度優良),將半數以上的情形評定為「×」(表面強度變差)。 <接著性>
準備將在實施例13所得到的薄膜切取100mm×100mm,以及將下述的EVA薄膜切取70mm×90mm者,以薄膜/EVA薄膜/薄膜(以任一薄膜均以塗布層面與EVA薄膜相向的方式設置)的構成重疊,且以下述接著條件進行加熱壓著而製造試樣。將所製造的試樣切取20mm×100mm之後,黏貼在SUS板且使用拉伸試驗機以下述條件測定薄膜層與EVA薄膜層的剝離強度。剝離強度係設為超過極大點之後,安定地進行剝離之部分的平均值而求取。依照下述的基準區分等級。
◎:100N/20mm以上、或薄膜的材料破壊
○:75N/20mm以上且小於100N/20mm
△:50N/20mm以上且小於75N/20mm
×:小於50N/20mm (試樣的製造條件)
裝置:真空貼合機(NPC公司製、LM-30×30型)
加壓:1氣壓
EVA薄膜: A.標準熟化型
I.SANVIC公司製、Urtla Pearl(註冊商標)PV(0.4μm)
貼合步驟:100℃(真空5分鐘、真空加壓5分鐘)
熟化步驟:熱處理150℃(常壓45分鐘)
II.三井FABRO公司製、SOLAR EVA(註冊商標)SC4(0.4μm)
貼合步驟:130℃(真空5分鐘、真空加壓5分鐘)
熟化步驟:熱處理150℃(常壓45分鐘) B.快速熟化型
I.SANVIC公司製Urtla Pearl(註冊商標)PV(0.45μm)
貼合步驟:135℃(真空5分鐘、真空加壓15分鐘)
II.三井FABRO公司製SOLAR EVA(註冊商標)RC02B(0.45μm)
貼合步驟:150℃(真空5分鐘、真空加壓15分鐘) <聚酯樹脂粒的製造> (1)PET樹脂粒I(PET-I)的製造
將酯化反應罐升溫且在到達200℃的時點,添加由對酞酸86.4質量份及乙二醇64.4質量份所構成之漿料,邊攪拌邊添加作為觸媒之0.017質量份三氧化銻及0.16質量份三乙胺。其次,進行加壓升溫,且以計壓3.5kgf/cm2(343kPa)、240℃的條件進行加壓酯化反應。隨後,使酯化反應罐內回到常壓,添加0.071質量份四水合乙酸鎂、隨後添加0.014質量份磷酸三甲酯。而且,以15分鐘升溫至260℃,添加0.012質量份磷酸三甲酯、隨後添加0.0036質量份乙酸鈉。15分鐘後,將所得到的酯化反應生成物移送至聚縮合反應罐,在減壓下從260℃慢慢地升溫至280℃,並且於285℃進行聚縮合反應。
聚縮合反應結束後,以95%切割直徑為5μm的NASLON(註冊商標)製過濾器進行過濾處理,將從噴嘴擠出成為股線狀,並且使用預先進行過濾處理(孔徑:1μm以下)之冷卻水使其冷卻、固化且切割成為粒狀。所得到之PET樹脂粒(PET-I)的固有黏度係0.616dl/g,酸價係15.1eq/ton,且實質上係不含有惰性粒子及內部析出粒子。 (2)PET樹脂粒II(PET-II)的製造
使PET樹脂粒I(PET-I)預先於160℃預結晶化之後,於溫度220℃的氮氣環境下進行固相聚合,來得到固有黏度0.71dl/g、酸價11eq/ton的PET樹脂粒II(PET-II)。 (3)PET樹脂粒III(PET-III)的製造
除了變更聚縮合反應時間以外,係使用與PET樹脂粒I(PET-I)同樣的方法,而得到固有黏度0.51dl/g、酸價39eq/ton的PET樹脂粒III(PET-III)。 (4)PET樹脂粒IV(PET-IV)的製造 (聚縮合觸媒溶液的調製) I)磷化合物的乙二醇溶液之調製
在具備氮導入管、冷卻管之燒瓶,於常溫常壓下添加2.0公升乙二醇之後,在氮氣環境下,邊以200rpm攪拌、邊添加作為磷化合物之200g Irganox(註冊商標)1222(CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司(現BASF公司)製)。而且,追加2.0公升的乙二醇之後,將夾套溫度的設定變更為196℃而升溫,從內溫成為185℃以上的時點起,於回流下攪拌60分鐘。隨後,停止加熱且立刻將溶液從熱源取走,保持在氮氣環境下,在30分鐘以內冷卻至120℃以下。所得到的溶液中之Irganox1222的莫耳分率係40%,而從Irganox1222結構變化而成之化合物的莫耳分率係60%。 II)鋁化合物的乙二醇溶液之調製
在具備冷卻管之燒瓶,於常溫常壓下添加5.0公升純水之後,邊於200rpm攪拌、邊添加200g鹼性乙酸鋁作為與純水的漿料。而且,以整體成為10.0公升的方式追加純水且在常溫常壓下進行攪拌12小時。隨後,將夾套溫度的設定變更為100.5℃而升溫,從內溫成為95℃以上的時點起,於回流下攪拌3小時。停止攪拌且放冷至室溫為止,而得到鋁化合物的水溶液。
在所得到之鋁化合物的水溶液,添加等容量的乙二醇且於室溫攪拌30分鐘之後,以將內溫控制在80~90℃且慢慢地減壓而到達27hPa之方式,邊攪拌數小時、邊從系統將水餾去,來得到20g/l之鋁化合物的乙二醇溶液。所得到的鋁溶液之27Al-NMR光譜的尖峰積分值比係2.2。 (酯化反應及聚縮合)
在由3座連續酯化反應槽及3座聚縮合反應槽所構成,且在從第3酯化反應槽至第1聚縮合反應槽的移送線設置有具有高速攪拌器的線上混合機之連續式聚酯製造裝置,相對於1質量份之高純度對酞酸,將0.75質量份之乙二醇0.75質量份連續地供給至漿料調製槽。以將第1酯化反應槽設為250℃、110kPa,將第2酯化反應槽設為260℃、105kPa,將第3酯化反應槽設為260℃、105kPa的方式,將所調製的漿料連續地供給而得到聚酯寡聚物。又,在第2酯化反應槽連續地投入0.025質量份乙二醇。將得到的寡聚物連續地移送至由3座反應槽所構成之連續聚縮合裝置,同時將在設置於移送線之線上混合機使用上述方法所調製之鋁化合物的乙二醇溶液及磷化合物的乙二醇溶液,以相對於各自聚酯中的酸成分,以鋁原子及磷原子計為0.015莫耳%及0.036莫耳%的方式,邊使用連續式的混合機攪拌、邊連續地添加,且以將初期聚縮合反應槽設為265℃、9kPa,將中期聚縮合反應槽設為265~268℃、0.7kPa,將最後聚縮合反應槽設為273℃、13.3Pa的方式進行聚縮合,來得到固有黏度0.63dl/g、酸價10.5eq/ton的PET樹脂粒IV(PET-IV)。 (5)PET樹脂粒V(PET-V)的製造
使用所得到的PET樹脂粒IV(PET-IV)且藉由旋轉型真空聚合裝置,於0.5mmHg的減壓下,於220℃進行固相聚合,來得到固有黏度0.73dl/g、酸價5.0eq/ton的PET樹脂粒V(PET-V)。 <含有微粒子的母料粒之製造> (6)母料粒I(MB-I)的製造
就原料而言,係將預先於120℃、10-3torr(約0.133Pa)下乾燥大約8小時後之50質量%PET樹脂粒I(PET-I),混合50質量%平均粒徑0.3μm(依照電子顯微鏡法所求得的值)的金紅石型二氧化鈦而成者供給至排氣孔式雙軸擠出機,邊進行混煉且脫氣、邊於275℃擠出而得到含有金紅石型二氧化鈦微粒子的母料粒I(MB-I),該顆粒的固有黏度係0.45dl/g、酸價係42.2eq/ton。 (7)母料粒II(MB-II)的製造
使用母料粒I(MB-I)且藉由旋轉型真空聚合裝置,在0.5mmHg的減壓下、於220℃進行固相聚合,來得到固有黏度0.71dl/g、酸價23.5eq/ton的母料粒II(MB-II)。 (8)母料粒III(MB-III)的製造
除了使用PET樹脂粒IV(PET-IV)代替PET樹脂粒I(PET-I)以外,係使用與母料粒I(MB-I)同樣的方法而得到含有金紅石型二氧化鈦微粒子的母料粒III(MB-III)。該顆粒的固有黏度係0.46dl/g、酸價係36.3eq/ton。 (9)母料粒IV(MB-IV)的製造
使用母料粒III(MB-III)且藉由旋轉型真空聚合裝置,在0.5mmHg的減壓下、於220℃進行固相聚合,來得到固有黏度0.70dl/g、酸價19.4eq/ton之含有金紅石型二氧化鈦微粒子的母料粒IV(MB-IV)。 <塗布液的調製>
投入43.75質量份4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、12.85質量份二羥甲基丁酸、153.41質量份之數量平均分子量2000的聚碳酸六亞甲酯二醇、0.03質量份二月桂酸二丁基錫、及作為溶劑之84.00質量份丙酮,於氮氣環境下、75℃攪拌3小時,且將該反應液降溫至40℃為止之後,添加8.77質量份三乙胺而得到聚胺基甲酸酯預聚合物溶液。藉由在聚胺基甲酸酯預聚合物溶液添加450質量份水,並且調整為25℃且以2000min-1攪拌混合而進行水分散。隨後,藉由在減壓下,將丙酮及水的一部分除去,來調製固體成分35%的水溶性聚胺基甲酸酯樹脂溶液。所得到之聚胺基甲酸酯樹脂的玻璃轉移溫度係-30℃。
其次,以成為55.86質量%水、30.00質量%異丙醇、13.52質量%上述所得到的聚胺基甲酸酯樹脂溶液、0.59質量%粒子(平均粒徑40nm的二氧化矽溶膠、固體成分濃度40質量%)、0.03質量%界面活性劑(聚矽氧系、固體成分濃度100質量%)的方式進行混合,來製造塗布液。 <太陽能電池用白色聚酯薄膜的製造> 實施例1
將混合60質量%PET-II、40質量%MB-II之微粒子集中含有層(A層)的原料,及混合86質量%PET-II、14質量%MB-II之其他層(B層)的原料,各自投入各別的擠出機且於285℃進行混合、熔融,接著使用供料塊,以成為A層/B層的方式於熔融狀態下進行接合。此時,A層與B層的吐出量比率係使用齒輪幫浦而控制。隨後,使用T-塑模而擠出至經調節為30℃之冷卻轉筒上,來製造未延伸薄膜。
將所得到的未延伸薄膜,使用加熱輥而均勻地加熱至75℃,且使用非接觸加熱器加熱至100℃而進行3.3倍的輥延伸(縱向延伸)。將所得到的單軸延伸薄膜引導至拉幅器且加熱至140℃而進行橫向延伸4.0倍,固定寬度而於215℃實施熱處理5秒鐘,進而於210℃使寬度方向鬆弛4%,來得到厚度80μm的太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例2
除了將A層、B層的原料組成如表1變更以外,係使用與實施例1相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例3
除了將A層、B層的原料組成如表1變更以外,係使用與實施例1相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例4
除了將A層、B層的原料組成如表1變更以外,係使用與實施例1相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例5
除了以薄膜捲物厚度為50μm的方式變更吐出量及速度以外,係使用與實施例4相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例6
除了將A層、B層的原料組成如表1變更以外,係使用與實施例5相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例7
除了將A層、B層的原料組成如表1變更以外,係使用與實施例5相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例8
除了使縱向延伸倍率為3.1倍,且以薄膜捲物厚度為188μm的方式變更吐出量及速度以外,係使用與實施例5相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例9
除了使縱向延伸倍率為3.0倍且使橫向延伸倍率為3.7倍,並且以薄膜捲物厚度為350μm的方式變更吐出量及速度以外,係使用與實施例5相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例10
除了將A層、B層的原料組成如表1變更以外,係使用與實施例5相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例11
將在實施例1所得到的薄膜捲物通過經設定於160℃的溫度之離線塗布機,且調整速度、張力而進行鬆弛處理,來得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例12
除了變更供料塊而使其成為A層/B層/A層的構成以外,係使用與實施例1相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 實施例13
除了在結束縱向延伸之單軸延伸薄膜的B層側,使用輥塗布法將在上述所調製的塗布液以最後(雙軸延伸後)之乾燥後的塗布量為0.15g/m2的方式進行塗布之後,於80℃乾燥20秒鐘以外,係使用與實施例1相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。
將在實施例1~13所得到之薄膜捲物的物性顯示在表2。
比較例1、2
除了將A層、B層的組成如表3變更以外,係使用與實施例1相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。 比較例3~5
除了將A層、B層的組成如表3變更,同時以薄膜捲物厚度為50μm的方式變更吐出量及速度以外,係使用與實施例1相同方法而得到太陽能電池用白色聚酯薄膜捲物。
將在比較例1~5所得到之薄膜捲物的物性顯示在表4。
產業上之利用可能性
本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜係具有良好的白色度及光反射性,同時環境耐久性優良且達成良好的電絕緣性者。藉由使用本發明之太陽能電池用白色聚酯薄膜,能夠提供環境耐久性優良、價廉且輕量的太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組。
权利要求:
Claims (9)
[1] 一種太陽能電池用白色聚酯薄膜,其係白色度為50以上,在波長400~800nm的範圍之平均反射率為50~95%,酸價為1~50eq/ton,厚度為30~380μm之太陽能電池用聚酯薄膜,其特徵在於:具有多層結構,該多層結構係含有10~35質量%的無機微粒子之無機微粒子集中含有層配置作為至少一側的最外層,並且相對於聚酯薄膜整體的厚度,該無機微粒子集中含有層的厚度為5~30%,且在聚酯薄膜整體之無機微粒子的含量為2~10質量%。
[2] 如申請專利範圍第1項之太陽能電池用白色聚酯薄膜,其中該無機微粒子係以金紅石(rutile)型作為主體之二氧化鈦。
[3] 如申請專利範圍第1或2項之太陽能電池用白色聚酯薄膜,其中長度方向於150℃的熱收縮率為0.2~3.0%。
[4] 如申請專利範圍第1至3項中任一項之太陽能電池用白色聚酯薄膜,其中在105℃、100%RH、0.03MPa、處理200小時的條件下,促進水解試驗後的斷裂伸長率保持率為60~100%。
[5] 如申請專利範圍第1至4項中任一項之太陽能電池用白色聚酯薄膜,其中在63℃、50%RH、UV照射強度100mW/cm2、照射100小時的條件下,促進光劣化試驗後的斷裂伸長率保持率為35%以上。
[6] 如申請專利範圍第1至5項中任一項之太陽能電池用白色聚酯薄膜,其中在63℃、50%RH、UV照射強度100mW/cm2、照射100小時的條件下,促進光劣化試驗後之COLOR b*值的變化為12以下。
[7] 如申請專利範圍第1至6項中任一項之太陽能電池用白色聚酯薄膜,其中在聚酯薄膜的至少一側的表面,配置含有聚胺基甲酸酯樹脂之塗布層,其中該聚胺基甲酸酯樹脂係以脂肪族系聚碳酸酯多元醇作為構成成分。
[8] 一種太陽能電池背面封裝片,其特徵在於使用如申請專利範圍第1至7項中任一項之太陽能電池用白色聚酯薄膜。
[9] 一種太陽能電池模組,其特徵在於具備如申請專利範圍第8項之太陽能電池背面封裝片、鄰接太陽能電池背面封裝片之填料層、以及被埋設在填料層之太陽能電池元件。
类似技术:
公开号 | 公开日 | 专利标题
TWI506803B|2015-11-01|太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組
JP5835667B2|2015-12-24|太陽電池裏面封止用ポリエステルフィルムの製造方法
WO2013027543A1|2013-02-28|ポリエステルフィルム及びその製造方法、太陽電池用バックシート、並びに太陽電池モジュール
JP5722287B2|2015-05-20|太陽電池用バックシート及びその製造方法並びに太陽電池モジュール
JP5710140B2|2015-04-30|ポリエステルフィルム及びその製造方法、太陽電池用バックシート、並びに太陽電池モジュール
TWI499064B|2015-09-01|太陽能電池用白色聚酯薄膜、使用其之太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組
JP6708206B2|2020-06-10|太陽電池用白色ポリエステルフィルム、これを用いた太陽電池裏面封止シートおよび太陽電池モジュール
JP2018116993A|2018-07-26|太陽電池モジュール用裏面保護シート
KR101711065B1|2017-02-28|수지 조성물과 그 제조방법, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 및 태양전지 모듈용 백시트
JP2011139036A|2011-07-14|太陽電池用易接着性白色ポリエステルフィルムおよびそれを用いたバックシート
JP2018120943A|2018-08-02|太陽電池モジュール用裏面保護シート
同族专利:
公开号 | 公开日
WO2013051661A1|2013-04-11|
TWI499064B|2015-09-01|
JP5288068B1|2013-09-11|
JPWO2013051661A1|2015-03-30|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
TWI684523B|2015-03-20|2020-02-11|日商東洋紡股份有限公司|太陽能電池用白色聚酯薄膜、使用其之太陽能電池背面密封片及太陽能電池模組|WO2010079798A1|2009-01-07|2010-07-15|東洋紡績株式会社|太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム|
JP5494269B2|2009-09-29|2014-05-14|東洋紡株式会社|太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム|
JP4947194B2|2009-09-30|2012-06-06|東洋紡績株式会社|太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム|
WO2011068067A1|2009-12-03|2011-06-09|東レ株式会社|太陽電池裏面封止シート用フィルム|
JP5434602B2|2010-01-05|2014-03-05|東洋紡株式会社|太陽電池用易接着性白色ポリエステルフィルム|
JP5352839B2|2012-01-27|2013-11-27|隆志 矢野|自動車のドア装置|JP6096135B2|2014-02-05|2017-03-15|富士フイルム株式会社|白色ポリエステルフィルム及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール及びその製造方法|
WO2016009755A1|2014-07-14|2016-01-21|富士フイルム株式会社|太陽熱発電用反射板|
法律状态:
2021-06-01| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
JP2011223049||2011-10-07||
[返回顶部]