太阳能电池背板用层积体及具有该层积体的背板的利记博彩app

专利名称：太阳能电池背板用层积体及具有该层积体的背板的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及能耐受长期的严酷自然环境的太阳能电池背板用层积体、具有上述 太阳能电池背板用层积体的太阳能电池背板及具备上述太阳能电池背板的太阳能电池模 块。
背景技术：
近年来，国内外各方面对地球温暖化问题的关心不断提高，为了抑制二氧化碳 的排放，仍在继续各种努力。化石燃料的消耗量的增大带来大气中的二氧化碳的增加， 其温室效应导致地球的气温上升，对地球环境带来重大的影响。作为代替化石燃料的能 源，进行了各种研究，但对于作为清洁能源的太阳光发电的期待日益提高。太阳能电池 构成直接将太阳光能量转换成电的太阳光发电系统的核心部，其由半导体制作。作为其 结构，并不是将单个的太阳能电池元件保持原状直接使用，通常是将数块 数十块的太 阳能电池元件进行串联、并列配线，为了能长时间(约20年)保护元件，进行各种封 装，进行单元化。将组入该封装中的单元称作太阳能电池模块，一般来说，太阳能电池 模块的被太阳光照射的面以玻璃覆盖。并且，成为如下构成利用由热塑性塑料(一般 是乙烯乙酸乙烯酯共聚树脂)构成的填充材料填埋间隙，背面由耐热、耐候性塑料材料 的等板保护。为了在室外使用太阳能电池模块，对其构成、材质结构等要求充分的耐久性、 耐候性。特别是对背板(背面保护板)来说，要求其具有耐候性的同时还要求其水蒸气透 过率小。这是因为，水分的透过导致填充材料剥离，或者变色，或者发生配线的腐蚀， 在这种情况下，有可能对模块的输出功率自身带来影响。以往，作为该太阳能电池背板，较多使用如下结构的太阳能电池背板在两层 聚氟乙烯膜(氟膜)等高耐候性树脂膜之间夹有具有气体阻隔性的金属箔(一般是铝箔) 或无机氧化物蒸镀膜(一般是蒸镀有铝的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜)，或者，聚氟 乙烯膜(氟膜)等高耐候性树脂膜与具有气体阻隔性的金属箔(一般是铝箔)或无机氧化 物蒸镀膜(一般是蒸镀有铝的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜)层积。但是，该氟膜具 有如下缺点其机械强度弱以致部件加工性差，在制造太阳能电池模块时，出现太阳能 电池元件电极部的突起物贯穿该氟膜而与背面保护板中的铝箔接触的情况等，从而太阳 能电池元件与铝箔短路，以致对电池性能带来不良影响。另外，从生产率来看，连续若 干层的部件构成因复杂性也不能说是优选的，这成为了太阳能电池普及的障碍。为了改善这些缺点和障碍，作为太阳能电池背板，例如，对聚丙烯酸膜、氯乙 烯膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚偏二氟乙烯膜以及其他各种代替膜进行了研究。专利文献1中记载了一种太阳能电池用背板，该太阳能电池用背板是通过聚碳 酸酯膜和由无机氧化物构成的蒸镀膜的层积而成的。专利文献2中记载了一种太阳能电池模块用背板，该太阳能电池模块用背板具 有一对铝蒸镀层，该一对铝蒸镀层通过粘接层分别层积在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的两面上，该粘接层是由聚氨酯系接合剂所使用的干燥层积用接合剂形成的。专利文献3中记载了一种太阳能电池用热塑性树脂板，该太阳能电池用热塑性 树脂板具有含有二氧化钛的聚对苯二甲酸乙二醇酯等热塑性树脂层。专利文献4中记载了一种太阳能电池用板部件，该太阳能电池用板部件由两个 以上的树脂膜层形成，在配置于距太阳能电池模块相对较远一侧的外层含有聚萘二甲酸 乙二醇酯膜。专利文献5中记载了一种薄膜太阳能电池模块，其特征在于，将丁基橡胶用于 薄膜太阳能电池模块的背面保护板面内周边端部，将铝箔用于防湿层，将由PET膜构成 的基材层和防湿层用氨基甲酸酯树脂系接合剂粘接起来。专利文献6中记载了一种太阳能电池用背面保护板，该太阳能电池用背面保护 板使用层积板，该层积板具备至少一层聚丙烯系树脂板，并在该聚丙烯系树脂板的至少 一面侧上配置有由聚乙烯系树脂构成的板。专利文献7中记载了太阳能电池模块用背面保护板及使用该太阳能电池模块用 背面保护板的太阳能电池模块，其特征在于，太阳能电池模块用背面保护板由层积了耐 热性聚丙烯系树脂膜的三层层积树脂膜构成，该耐热性聚丙烯系树脂膜含有紫外线吸收
日本特开2006-324556号公报 日本特开2005-322687号公报 日本特开2006-270025号公报 日本特开2006-179557号公报 日本特开2006-310680号公报 日本特开2004-223925号公报 日本特开2003-243679号公报 国际公开第2008/043848号小册子
剂和光稳定化剂。
专利文献1
专利文献2
专利文献3
专利文献4
专利文献5
专利文献6
专利文献7
专利文献8

发明内容
但是，对于专利文献1-7所记载的太阳能电池背板用层积体来说，不能充分满 足耐热性、耐候性、耐湿性等各种功能，长期处于严酷自然环境下不能维持较高的水蒸 气阻隔性，因此其未必是理想的。另外，对于专利文献8所记载的气体阻隔性层积体来说，为了表现出充分的气 体阻隔性能，气体阻隔层至少需要两层以上，而且以所公开的内容，无论如何也难以说 其作为太阳能电池用部件供于使用时，在耐水性和耐候性等严酷自然环境下进行使用是 理想的。为此，本发明要解决的课题为提供一种太阳能电池背板用层积体，该太阳能电 池背板用层积体长期在严酷自然环境下也能表现并维持优异的水蒸气阻隔性能，并且耐 候性和耐湿性优异。另外，本发明还提供具有上述太阳能电池背板用层积体的太阳能电池背板及具 备上述太阳能电池背板的太阳能电池模块。本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，具有偏二氯乙烯系树脂层和层积在上述偏二氯乙烯系树脂层上的硅酮改性丙烯酸系树脂层的太阳能电池背板 用层积体可以成为用于解决上述课题的有效手段。S卩，本发明提供以下的太阳能电池背板用层积体、具有上述太阳能电池背板用 层积体的太阳能电池背板及具备上述太阳能电池背板的太阳能电池模块。[1]一种太阳能电池背板用层积体，其具有偏二氯乙烯系树脂层和层积在上述偏二 氯乙烯系树脂层上的硅酮改性丙烯酸系树脂层。[2]如上述[1]所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述偏二氯乙烯系树脂层和 上述硅酮改性丙烯酸系树脂层直接接触层积。[3]如上述[1]或[2]所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述偏二氯乙烯系树 脂层由在有机溶剂中溶解偏二氯乙烯系树脂粉末而得到的偏二氯乙烯漆制造，或者由偏 二氯乙烯乳液制造。[4]如上述[3]所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述偏二氯乙烯漆中的偏二 氯乙烯系树脂粉末以及偏二氯乙烯乳液是将含有在全部单体中为50质量％以上的偏二氯 乙烯的单体进行乳液聚合而得到的。[5]如上述[1] [4]任一项所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述硅酮改性 丙烯酸系树脂层由硅酮改性丙烯酸(”乳液制造。[6]如上述[5]所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述硅酮改性丙烯酸乳液含 有有机硅树脂和丙烯酸(Τ"々工 > )树脂。[7]如上述[6]所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述硅酮改性丙烯酸乳液是 在进行乳液聚合来制造上述丙烯酸树脂时，通过在乳液聚合前、乳液聚合中、乳液聚合 后添加硅酮改性剂而得到的。[8]如上述[5] [7]任一项所述的太阳能电池背板用层积体，其中，在上述硅酮改 性丙烯酸乳液中混合有紫外线吸收剂和/或光稳定剂。[9]如[5] [8]任一项所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述硅酮改性丙烯 酸乳液以与颜料一同混合成的涂料的形式使用。[10]如[1] [9]任一项所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述偏二氯乙烯系 树脂层是偏二氯乙烯漆或偏二氯乙烯乳液的涂布层，硅酮改性丙烯酸系树脂层是硅酮改 性丙烯酸乳液的涂布层。[11]
如[10]所述的太阳能电池背板用层积体，其中，上述偏二氯乙烯系树脂涂布层 的厚度为5 50 μ m，并且，上述硅酮改性丙烯酸系树脂涂布层的厚度为10 100 μ m。[12]一种太阳能电池背板，其具有基材和[1] [11]任一项所述的太阳能电池背板用 层积体，上述太阳能电池背板用层积体层积在上述基材上。[13]如[12]所述的太阳能电池背板，其中，上述基材是塑料基材。[14]如[12]或[13]所述的太阳能电池背板，其中，上述偏二氯乙烯系树脂层和基材 是通过接合剂层积的。[15]如[13]或[14]所述的太阳能电池背板，其中，上述塑料基材由聚对苯二甲酸乙 二醇酯系树脂制造。[16]如[15]所述的太阳能电池背板，其中，上述聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂是耐 水解性树脂。[17]一种太阳能电池模块，其具备[12] [16]任一项所述的太阳能电池背板。根据本发明，能够提供在长期的严酷自然环境下也能够表现并维持优异的水蒸 气阻隔性能、且耐候性和耐湿性优异的太阳能电池背板用层积体，另外，能够提供具有 上述太阳能电池背板用层积体的太阳能电池背板及具备上述太阳能电池背板的太阳能电 池模块。


图1是表示太阳能电池背板的一例的截面图。图2是表示太阳能电池模块的一例的截面图。符号说明1.太阳能电池背板2.塑料基材3.接合剂4.偏二氯乙烯系树脂层5.硅酮改性丙烯酸系树脂层6.太阳能电池模块7.玻璃层8.太阳能电池元件9.填充材料
具体实施例方式下面，对本发明的具体实施方式
(以下，称作“本实施方式”。)进行详细说 明。需要说明的是，本发明并不限于以下的实施方式，可以在其要点的范围内进行各种 变形来实施。(太阳能电池背板用层积体)本实施方式中的太阳能电池背板用层积体是具有偏二氯乙烯系树脂层和层积在 上述偏二氯乙烯系树脂层上的硅酮改性丙烯酸系树脂层的层积体。本实施方式中，为了维持作为太阳能电池背板所要求的水蒸气阻隔性等气体阻 隔性能，偏二氯乙烯系树脂层是必需的。并且，为了维持作为太阳能电池背板所要求的 能耐受长期的严酷自然环境的耐环境适性、特别是耐候性能，硅酮改性丙烯酸系树脂层 是必需的。另外，为了最大限度地表现出耐候性和耐湿性，硅酮改性丙烯酸系树脂层优选 在偏二氯乙烯系树脂层上直接接触层积。通过制成该结构，即使气体阻隔层为一层，也 能充分发挥太阳能电池用背板所要求的气体阻隔性能。本实施方式中，也可以在偏二氯乙烯系树脂层和硅酮改性丙烯酸系树脂层之间 加入其他层，即使在这种情况下，也表现出作为太阳能电池背板用所要求的水蒸气阻隔 性、耐候性、耐湿性、耐热性等性能。另外，本实施方式中，优选的是，在偏二氯乙烯系树脂层上直接涂布硅酮改性 丙烯酸系乳液，从而在塑料基材上连续层积这两个层(即，偏二氯乙烯系树脂层和硅酮 改性丙烯酸系树脂层直接接触层积)。从太阳能电池背板用层积体的耐候性、耐热性、耐湿性、气体阻隔性、电绝缘 性、物理强度等各种特性方面出发，更优选的是，在塑料基材上层积有偏二氯乙烯系树 脂层，进一步在其上以直接接触的形式层积有硅酮改性丙烯酸系树脂层。(偏二氯乙烯系树脂层)本实施方式中的偏二氯乙烯系树脂层只要是由偏二氯乙烯系膜、偏二氯乙烯树 脂、偏二氯乙烯乳液等制造的树脂层，就没有特别限定，优选由偏二氯乙烯乳液制造或 由在溶剂中溶解偏二氯乙烯树脂而得到的偏二氯乙烯漆制造，从容易控制膜厚的方面考 虑，更优选由偏二氯乙烯乳液制造。另外，从部件构成的简化、加工性等生产率的方面考虑，偏二氯乙烯系树脂层 更优选通过涂布偏二氯乙烯乳液或偏二氯乙烯漆得到。需要说明的是，此处，偏二氯乙烯系树脂层是指单独由偏二氯乙烯系树脂构成 的层，或者由含有偏二氯乙烯系树脂的树脂组合物构成的层。另外，偏二氯乙烯系树脂 是指含有偏二氯乙烯作为单体成分的聚合物，可以是偏二氯乙烯的均聚物，也可以是偏 二氯乙烯和与偏二氯乙烯可共聚的其他单体的共聚物。偏二氯乙烯系树脂是共聚物的情 况下，偏二氯乙烯树脂中的偏二氯乙烯的聚合比例优选为50质量％以上，更优选为50 94质量％，进一步优选为80 93质量％，更进一步优选为88 92质量％。另外，偏二氯乙烯树脂是指单独由偏二氯乙烯系树脂构成的干燥粉末体，或者 由含有偏二氯乙烯系树脂的树脂组合物构成的干燥粉末体。而且，偏二氯乙烯系膜是指单独由偏二氯乙烯系树脂构成的膜，或者由含有偏二氯乙烯系树脂的树脂组合物构成的膜。作为偏二氯乙烯乳液，只要是以偏二氯乙烯为主成分进行聚合而制造的树脂组 合物的乳液，就没有特别限定。可以是混合了其他成分的乳液，也可以是偏二氯乙烯与其 他成分共聚的乳液。作为偏二氯乙烯乳液，优选为将含有在全部单体中为50质量％以上的 偏二氯乙烯的单体进行乳液聚合而得到的乳液。作为偏二氯乙烯的含量，更优选在全部单 体中为50 94质量％，进一步优选为80 93质量％，更进一步优选为88 92质量％。通过使偏二氯乙烯的比例为50质量％以上，能够维持水蒸气阻隔性等气体阻隔 性能。另外，通过使偏二氯乙烯的比例为94质量％以下，能够制成实用上涂膜的成膜性 优异的偏二氯乙烯系树脂层。作为偏二氯乙烯漆，只要是将偏二氯乙烯系树脂的粉末(例如，将上述所述的 乳液聚集、清洗、干燥粉末化而得到的粉末)溶解于有机溶剂中而得到的漆，就没有特 别限定。作为有机溶剂，只要是可以溶解偏二氯乙烯系树脂、并在干燥时挥发的有机溶 剂即可，例如，可以举出乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、甲基乙基酮、四氢呋喃等，可以 将这些使用一种或者将两种以上以任意比例进行混合来使用。本实施方式中，作为与偏二氯乙烯可共聚的单体的具体例，例如，可以举出氯 乙烯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸-2-羟乙酯 等丙烯酸酯；甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯等甲基丙烯酸酯；丙烯腈、甲基 丙烯腈；以及丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和马来酸等不饱和羧酸等。在这些单体中，可以选择一种或两种以上来使用。另外，在偏二氯乙烯乳液或偏二氯乙烯漆中，可以添加用于防止被膜粘连的无 机系润滑剂(例如，二氧化硅颗粒)、有机系润滑剂、用于促进结晶化的晶核、接合剂等 各种添加剂。对于各添加剂的添加量，与偏二氯乙烯系树脂相比，无机系润滑剂优选为0.2 0.5质量％，有机系润滑剂优选为0.2 2.0质量％，接合剂优选为1 6质量％。作为此处所说的接合剂，只要是能在偏二氯乙烯乳液或偏二氯乙烯漆中均勻溶 解或分散的接合剂，任何接合剂都可以，例如，可以举出氨基甲酸酯系接合剂、环氧系 接合剂等。作为涂布偏二氯乙烯乳液、偏二氯乙烯漆的方法，优选通过将偏二氯乙烯乳液 涂布在基材上并进行干燥来形成偏二氯乙烯被膜的方法。此时的涂布液的浓度优选为 1 70质量％，干燥优选在20 150°C之间进行。为了充分发挥通过涂布而得到的偏二氯乙烯系树脂层的性能，优选在涂布后， 进行熟化以促进结晶度，因此优选在20 90°C进行熟化。作为上述偏二氯乙烯乳液、偏二氯乙烯漆的涂布方法，可以通过凹版涂布、浸 渍压轧涂布(Π 7 / 二 7 / 二一卜)、计量棒涂布、气刀涂布等各种方法进行涂布，但 为了充分发挥偏二氯乙烯系树脂层的性能以及为了均勻涂布，优选通过计量棒涂布、气 刀涂布的方法进行涂布。本实施方式中，为了增加偏二氯乙烯系树脂层和基材的粘接力，可以在涂布偏 二氯乙烯乳液、偏二氯乙烯漆之前对基材进行电晕放电处理，也可以借助接合剂来层积 偏二氯乙烯系树脂层。
作为接合剂，只要是能够使所使用的基材和偏二氯乙烯系树脂层粘接的接合 剂，任何接合剂都可以，使用塑料基材作为基材的情况下，可以举出环氧树脂系接合 齐U、氨基甲酸酯树脂系接合剂、丙烯酸(7々4 > )树脂系接合剂、硅酮改性丙烯酸(了
树脂系接合剂、乙酸乙烯酯系接合剂、苯乙烯丁二烯共聚物系接合剂等。这些 之中，优选氨基甲酸酯树脂系接合剂、丙烯酸树脂系接合剂、硅酮改性丙烯酸树脂系接 合剂、乙酸乙烯酯系接合剂。作为接合剂的使用方法，在偏二氯乙烯系树脂层由偏二氯乙烯漆制造的情况 下，优选添加到漆中后使用。作为此时的添加量，与偏二氯乙烯系树脂相比，优选为
1 6质量％左右。另一方面，在偏二氯乙烯系树脂层由偏二氯乙烯乳液制造的情况下，优选预先 在基材上涂布接合剂后，在接合剂上涂布偏二氯乙烯乳液。本实施方式中的偏二氯乙烯系树脂层的厚度优选为5 50μιη，更优选为5 30 μ m，进一步更优选为10 30 μ m。通过在塑料基材等上涂布偏二氯乙烯乳液或偏二 氯乙烯漆所得到的偏二氯乙烯系树脂层的气体阻隔性一般取决于偏二氯乙烯系树脂层的 厚度，涂膜厚度越厚，越能发挥出高的气体阻隔性。但是，为了增加偏二氯乙烯系树脂层的涂膜厚度，在一次涂布较多的偏二氯乙 烯乳液或偏二氯乙烯漆的情况下，有时在其干燥过程中发生如下问题在涂膜上产生裂 纹或褶皱。如果产生这样的涂膜外观不良，则不但损害作为商品的外观，而且不能发挥 所期待的气体阻隔性。为了增加偏二氯乙烯系树脂层的涂膜厚度，可以通过如下方法等 进行在先涂布上去的树脂层上反复多次涂布偏二氯乙烯乳液或偏二氯乙烯漆。(硅酮改性丙烯酸系树脂层)本实施方式中的硅酮改性丙烯酸系树脂层只要是由硅酮改性丙烯酸系膜、硅酮 改性丙烯酸树脂、硅酮改性丙烯酸乳液等制造的树脂层，就没有特别限定，但从容易控 制膜厚的方面考虑，优选为由硅酮改性丙烯酸乳液制造的树脂层。另外，从部件构成的简化、加工性等生产率的方面考虑，硅酮改性丙烯酸系树 脂层更优选通过涂布硅酮改性丙烯酸乳液而得到。需要说明的是，此处，硅酮改性丙烯酸系树脂层是指单独由硅酮改性丙烯酸系 树脂构成的层，或者由含有硅酮改性丙烯酸系树脂的树脂组合物构成的层。另外，硅酮 改性丙烯酸系树脂是指硅氧烷键和丙烯酸系树脂共存的树脂或树脂组合物，例如，可以 是硅酮改性剂(硅氧烷化合物)和烯键式不饱和单体的共聚物，也可以是其一部分上结合 了硅酮改性剂的丙烯酸系树脂，还可以是有机硅树脂和丙烯酸系树脂的混合物。另外，丙烯酸系树脂是指包含至少一种具有羧基的烯键式不饱和单体作为单体 成分的聚合物，可以是至少一种具有羧基的烯键式不饱和单体的均聚物，也可以是至少 一种具有羧基的烯键式不饱和单体和与该烯键式不饱和单体可共聚的其他单体的共聚 物。为共聚物的情况下，至少一种具有羧基的烯键式不饱和单体的聚合比例可以是50质 量％以上，也可以是50 94质量％，还可以是80 93质量％，也可以是88 92质 量％。作为烯键式不饱和单体，例如，可以举出甲基丙烯酸单体、丙烯酸单体、甲基丙 烯酸酯单体和丙烯酸酯单体等。有机硅树脂是指具有硅氧烷键的高分子化合物。
而且，硅酮改性丙烯酸系膜和硅酮改性丙烯酸树脂分别是指单独由硅酮改性丙 烯酸系树脂构成的膜或干燥粉末，或者由含有硅酮改性丙烯酸系树脂的树脂组合物构成 的膜或干燥粉末。另外，硅酮改性丙烯酸系树脂层也可以通过涂布将硅酮改性丙烯酸乳液和颜料 混合成的涂料来得到。作为颜料，没有特别限定，但如果是白色颜料，例如，可以使用 氧化锌、铅白、碳酸钙、锌钡白(硫化锌和硫酸钡的混合物)、二氧化钛、沉降性硫酸 钡和重晶石粉等无机颜料；和聚苯乙烯系共聚物颗粒等有机颜料。另外，如果是黑色 颜料，可以使用炭黑等；如果是红色颜料，可以使用铅丹、氧化铁红等；如果是黄色颜 料，可以使用铬黄、锌黄等；如果是蓝色颜料，可以使用群青蓝、普鲁士蓝(亚铁氰化 铁钾)等。从使入射到太阳能电池模块的光反射、提高转换成电的效率的方面考虑，优 选使用白色颜料，其中，更优选使用二氧化钛、氧化锌、碳酸钙。在由颜料和硅酮改性丙烯酸乳液构成的涂料中，可以根据需要使用分散剂、pH 调节剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂(有机溶剂)等。作为成膜助剂，可以使用后述的 成膜助剂。对于颜料和硅酮改性丙烯酸乳液的混合比例，以在涂布干燥后的涂膜中的质量 比计，颜料优选为20 60质量％，硅酮改性丙烯酸树脂优选为40 80质量％，颜料更 优选为30 50质量％，硅酮改性丙烯酸树脂更优选为50 70质量％。通过将颜料的质量比例设定为20质量％以上，能够提高涂膜的不透明性，在白 色颜料的情况下，能够有效地使入射的光从太阳光发电电池的表面反射。另一方面，通 过将颜料的质量比例设定为60质量％以下，涂膜的成膜性以及自然环境下的耐候性变得 良好。作为本实施方式中的硅酮改性丙烯酸乳液，从耐候性的方面考虑，优选如下得 到的含硅酮的高分子乳液将硅酮改性剂、至少一种具有羧基的烯键式不饱和单体(以 下，有时仅记载为“烯键式不饱和单体A”)、至少一种与上述具有羧基的烯键式不饱和 单体不同的烯键式不饱和单体(以下，有时仅记载为“烯键式不饱和单体B”。)以及 乳化剂进行聚合。从耐光性的方面考虑，硅酮改性丙烯酸乳液优选混合有紫外线吸收剂 和/或光稳定剂，另外，也可以是在硅酮改性丙烯酸乳液中将紫外线吸收剂和/或光稳定 剂进行共聚而得到的硅酮改性丙烯酸乳液。作为本实施方式中的通过聚合制造硅酮改性丙烯酸乳液的方法，可以举出乳液 聚合、悬浮聚合、本体聚合、微乳液聚合等聚合方法等，但没有特别限定。作为稳定地制造平均粒径为IOnm μιη左右的分散稳定性良好的乳液的方 法，优选乳液聚合。本实施方式中，对于乳液聚合，优选在水性介质中同时进行作为自由基聚合性 单体的烯键式不饱和单体A和烯键式不饱和单体B的自由基聚合所导致的乳液聚合以及 硅酮改性剂的水解_缩合反应所导致的乳液聚合，从而能够得到含有丙烯酸树脂和有机 硅树脂的硅酮改性丙烯酸乳液。作为上述水性介质，主要使用水，但也可以使用水中添加有碳原子数为1 3的 低级醇或丙酮等可溶于水的溶剂的介质。对于此时添加的除了水以外的溶剂量，优选其 以在聚合开始前的预乳化液中达到20质量％以下的方式添加。通过将除了水以外的溶剂
10量设定为20质量％以下，不会破坏预乳化液的乳化状态，稳定地进行乳液聚合。进一步 优选仅使用水作为溶剂进行乳液聚合。本实施方式中，对进行乳液聚合前的由至少一种烯键式不饱和单体A、至少一 种烯键式不饱和单体B和乳化剂构成的预乳化液的pH没有特别限定，但优选pH为4.0以 下。通过在pH为4.0以下实施乳液聚合，能够抑制硅酮改性剂的缩合反应的迅速发生、 乳液聚合后缩合反应的推进。从作为产品的储藏稳定性的方面考虑，反应体系的pH优选 为4.0以下，更优选pH为1.5以上且3.0以下。另外，本实施方式中，对进行乳液聚合时的自由基引发剂的导入方法没有特别 限制，也可以预先将作为自由基引发剂的过硫酸盐等导入到反应体系中。另外，也可以 是直接将由至少一种烯键式不饱和单体A、至少一种烯键式不饱和单体B、乳化剂和自由 基引发剂构成的预乳化液依次添加到反应体系中的方法。另外，也可以以与预乳化液不 同的水溶液体系等依次向反应体系中导入。上述自由基聚合中，硅酮改性剂的添加可以在乳液聚合前进行，也可以在乳液 聚合中进行，还可以在乳液聚合后进行。更优选在乳液聚合中进行添加。另外，上述乳 液聚合中，硅酮改性剂的水解_缩合反应所导致的乳液聚合特别优选与烯键式不饱和单 体A和烯键式不饱和单体B等的自由基聚合所导致的乳液聚合同时开始。而且，也可以将硅酮改性剂的水解_缩合反应所产生的有机硅树脂与含有丙烯 酸树脂的丙烯酸乳液混合。本实施方式中使用的硅酮改性剂含有选自分别以下式(1)、(2)和(3)表示的硅 烷化合物(1)、硅烷化合物(2)和硅烷化合物(3)以及环状硅烷化合物中的至少一种，也 可以是这些化合物中的两种以上的组合。为了维持作为太阳能电池背板所要求的耐候性能，优选为上述硅烷化合物(2) 和上述硅烷化合物(3)的组合。R1R2mSiRVm) (1)(式中，R1是苯基或环己基；R2是氢原子、碳原子数为1 16的脂肪族烃基、碳原子数为6 10的芳基、碳 原子数为5 6的环烷基、碳原子数为1 10的丙烯酸烷基或碳原子数为1 10的甲基 丙烯酸烷基；R3各自独立，选自碳原子数为1 8的烷氧基、乙酰氧基或羟基中；m 为 0 或 1。)CH3Si(R4)3 (2)(式中，R4各自独立，选自碳原子数为1 8的烷氧基、乙酰氧基或羟基中。)(CH3)2Si (R5)2 (3)(式中，R5各自独立，选自碳原子数为1 8的烷氧基、乙酰氧基或羟基中。)本实施方式中，作为硅酮改性剂，含有至少一种硅烷化合物(1)时，由于在聚 合后有机硅树脂和丙烯酸树脂的共存变得顺利，因此优选。
另外，作为硅酮改性剂，含有至少一种硅烷化合物(2)时，由于赋予硅酮结构 的交联密度，因此优选。而且，作为硅酮改性剂，含有至少一种硅烷化合物(3)和/或环状硅烷化合物 时，由于使硅酮改性剂形成的硅酮聚合物的交联密度降低，而能够在将硅酮改性丙烯酸 乳液涂布成膜时赋予柔性，因此优选。作为本实施方式中使用的上述硅烷化合物(1)的具体例，例如，可以举出苯基
三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、苯基 甲基二甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷，二环己基二甲氧基硅烷、环己基三乙氧基硅 烷、二环己基二乙氧基硅烷等。这些化合物可以使用一种，也可以使用这些化合物中的 两种以上。作为硅烷化合物(1)，优选苯基三甲氧基硅烷。作为本实施方式所使用的上述硅烷化合物(2)的具体例，例如，可以举出甲基 三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷等。这些化合物可以使用一种，也可以使用这些化合 物中的两种以上。作为硅烷化合物(2)，优选甲基三甲氧基硅烷。作为本实施方式所使用的上述硅烷化合物(3)的具体例，例如，可以举出二甲 基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷等。这些化合物可以使用一种，也可以使用这些 化合物中的两种以上。作为硅烷化合物(3)，优选二甲基二甲氧基硅烷。作为本实施方式所使用的上述环状硅烷化合物的具体例，可以举出八甲基环四 硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、四甲基四乙烯基 环四硅氧烷等。这些化合物可以使用一种，也可以使用这些化合物中的两种以上。硅酮改性剂除了含有选自上述硅烷化合物(1)、硅烷化合物(2)、硅烷化合物 (3)和环状硅烷化合物中的硅酮改性剂以外，还可以包含异丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三 乙氧基硅烷、Y-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、 Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、Y-甲 基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-环氧丙氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、Y-环氧 丙氧基丙基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等。另外，也可以通过添加硅酮改性剂制作乳液，或者也可以不添加硅酮改性剂而 由烯键式不饱和单体A、烯键式不饱和单体B和乳化剂制作乳液，以后再混合硅酮乳 液。作为以后混合的硅酮乳液，除了二甲基硅酮乳液以外，还可以举出苯基系、直链烷 基系、氢系、氨基系、环氧系、巯基系硅酮乳液或硅酮树脂乳液等。对于本实施方式中的硅酮改性丙烯酸系树脂层，由于硅酮改性剂发生水解-缩 合，从而在丙烯酸系树脂(丙烯酸乳液颗粒)中存在有机硅树脂(硅氧烷键)，所以该硅 酮改性丙烯酸系树脂层实现了极其优异的耐候性。另外，硅酮改性剂的缩合物的存在可以通过29Si-NMRf9Si核磁共振光谱)、或 者1H-NMRX质子核磁共振光谱)确认。需要说明的是，1H-NMR(质子核磁共振光谱) 中，使用四甲基硅烷作为内标，但29Si-NMRf9Si核磁共振光谱)中不使用内标，测定硅 橡胶并将其信号设定为-22ppm，或者将在三氯甲烷中溶解了四甲基硅烷的溶液试样的测
12定值设定为Oppm，以此作为外标使用。例如，硅烷化合物(1)的缩合物由于在29Si-NMR的化学位移-35 _90ppm 出现峰，所以可以鉴定。另外，硅烷化合物(2)的缩合物由于在29Si-NMR的化学位 移-40 -SOppm出现峰，所以可以鉴定。而且，硅烷化合物(3)的缩合物由于在 29Si-NMR的化学位移-16 -26ppm出现峰，所以可以鉴定。另外，环状硅烷化合物的 缩合物在对应其结构的29Si-NMR的化学位移出现峰，所以也能够鉴定。本实施方式中，相对于烯键式不饱和单体A和烯键式不饱和单体B的总质量， 硅酮改性剂优选以0.1 200质量％的量使用，更优选以0.1 120质量％的量使用，进 一步优选以0.1 80质量％的量使用，更进一步优选以1 10质量％的量使用。作为本实施方式中使用的烯键式不饱和单体A，可以举出与烯键式不饱和单体B 可共聚的至少一种具有羧基的自由基聚合性羧酸单体，作为具体例，可以举出丙烯酸、 甲基丙烯酸、衣康酸及其单酯、富马酸及其单酯和马来酸及其单酯等(以下，有时合并 丙烯酸和甲基丙烯酸而仅记为(甲基)丙烯酸。)。烯键式不饱和单体A也作为促进硅酮改性剂的水解反应和缩合反应的催化剂发 挥作用，因此优选含有从这些化合物的组中选出的至少一种。本实施方式中，在烯键式不饱和单体A和烯键式不饱和单体B的总质量中，烯 键式不饱和单体A优选以0.1 15质量％的量使用。对于作为本实施方式中使用的烯键式不饱和单体B的、与烯键式不饱和单体A 可共聚的至少一种共聚单体，可以举出(甲基)丙烯酸酯所代表的(甲基)丙烯酸酯单体 或(甲基)丙烯酰胺单体和其他乙烯基单体等。作为(甲基)丙烯酸酯单体的具体例，可以举出烷基部的碳原子数为1 18的 (甲基)丙烯酸烷基酯、环氧乙烷单元数为1 100个的(聚)氧化乙烯单(甲基)丙烯 酸酯、(聚)氧化丙烯单(甲基)丙烯酸酯、烷基部的碳原子数为1 18的(甲基)丙烯 酸羟基烷基酯、环氧乙烷单元数为1 100个的(聚)氧化乙烯二(甲基)丙烯酸酯等。作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例，例如，可以举出(甲基)丙烯酸甲 酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙 烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸 环烷基酯等。作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯，优选为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、 丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-羟基 环己酯、(甲基)丙烯酸甲基环己酯、(甲基)丙烯酸2，3-环氧环己酯。作为上述(聚)氧化乙烯单(甲基)丙烯酸酯的具体例，例如，可以举出(甲 基)丙烯酸乙二醇酯、甲氧基(甲基)丙烯酸乙二醇酯、(甲基)丙烯酸二甘醇酯、甲氧 基(甲基)丙烯酸二甘醇酯、(甲基)丙烯酸四甘醇酯、甲氧基(甲基)丙烯酸四甘醇酯等。作为上述(聚)氧化丙烯单(甲基)丙烯酸酯的具体例，例如，可以举出(甲 基)丙烯酸丙二醇酯、甲氧基(甲基)丙烯酸丙二醇酯、(甲基)丙烯酸二丙二醇酯、甲 氧基(甲基)丙烯酸二丙二醇酯、(甲基)丙烯酸四丙二醇酯、甲氧基(甲基)丙烯酸四 丙二醇酯等。
作为上述(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的具体例，例如，可以举出(甲基)丙烯酸 2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等。作为上述(聚)氧化乙烯二(甲基)丙烯酸酯的具体例，例如，可以举出二(甲 基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二甘醇酯、二(甲基)丙烯酸三甘醇酯、二(甲 基)丙烯酸四甘醇酯等。作为烯键式不饱和单体B，除了上述以外，例如，还可以举出(甲基)丙烯酸缩 水甘油酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等。在烯键式不饱和单体B的总质量中，上述(甲基)丙烯酸酯单体的含量优选为 80 100质量％，更优选为90质量％ 100质量％。本实施方式中，即使在作为烯键式不饱和单体B的主成分的(甲基)丙烯酸酯单 体中进一步含有具有环烷基的(甲基)丙烯酸酯单体也能够制成耐久性优异的硅酮改性丙 烯酸系树脂层，因此优选。上述环烷基的氢原子的一部分可以被碳原子数为1 6的烷基、羟基取代，另外 也可以在环上存在环氧基。作为具有环烷基的(甲基)丙烯酸酯单体，可以举出(甲基)丙烯酸环烷基酯。作为(甲基)丙烯酸环烷基酯，例如，可以举出碳原子数为5 12的环烷基的作为具有环烷基的(甲基)丙烯酸酯单体的具体例，可以举出以下式(4)表示的 化合物。CH2 = C(R6)COOR7 (4)(式中，R6是氢原子或甲基；R7是环戊基、环己基或环十二烷基，这些环烷基可以具有碳原子数为1 6的烷 基、羟基或环氧基作为取代基。)作为以上式(4)表示的化合物的具体例，可以举出(甲基)丙烯酸环己酯、(甲 基)丙烯酸2-羟基环己酯、(甲基)丙烯酸甲基环己酯、(甲基)丙烯酸2，3-环氧环己酯等。其中，优选甲基丙烯酸环己酯。在作为烯键式不饱和单体B的主成分的(甲基)丙烯酸酯单体中，上述具有环烷 基的(甲基)丙烯酸酯单体的含有比例优选在烯键式不饱和单体B中的(甲基)丙烯酸 酯单体的总质量中为5质量％以上。更优选为5质量％ 99质量％，进一步优选为5质
量％ 80质量％。具有环烷基的(甲基)丙烯酸酯单体可以使用一种，也可以使用这些中的两种以 上的混合物。通过含有相对于烯键式不饱和单体B中的(甲基)丙烯酸酯单体的总质量为5质 量％以上的具有环烷基的(甲基)丙烯酸酯单体，可以制成耐久性优异的硅酮改性丙烯酸 系树脂层，通过含有99质量％以下的具有环烷基的(甲基)丙烯酸酯单体，硅酮改性丙 烯酸乳液的成膜性优异。作为(甲基)丙烯酰胺单体，例如，可以举出(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺等。作为其他乙烯基单体，例如，可以举出乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯 酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基酮等。另外，作为其他乙烯基单体，也可以是氰化乙烯基单体，可以举出丙烯腈、甲
基丙烯腈等。而且，作为其他乙烯基单体，也可以举出乙烯基甲苯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯 等芳香族单体；氯乙烯、偏二氯乙烯等卤化乙烯；丁二烯、乙烯等。本实施方式中，在烯键式不饱和单体A和烯键式不饱和单体B的总质量中，烯 键式不饱和单体B优选以85 99.9质量％的量使用。在本实施方式中使用的乳化剂中，含有选自具有磺酸基(-SO3H)或磺酸盐基 (-SO3M)的烯键式不饱和单体、具有硫酸酯基(-OSO3H或-OSO3M)的烯键式不饱和单 体之中的至少任一种时，能够实现硅酮改性丙烯酸系树脂层的高度耐水性，因此优选。作为本实施方式中的具有磺酸基或磺酸盐基的烯键式不饱和单体，例如，可以 举出具有自由基聚合性的双键且具有基团(该基团为游离的磺酸基或其铵盐或其碱金属 盐)(铵磺酸盐基或碱金属磺酸盐基)的化合物。优选的是，具有选自由被基团(该基团是磺酸基的铵盐、钠盐或钾盐)取代一部 分的、碳原子数为1 20的烷基、碳原子数为2 4的烷基醚基、碳原子数为2 4的 聚烷基醚基、碳原子数为6或10的芳基和琥珀酸基组成的组中的取代基的化合物；或者 优选具有与基团(该基团是磺酸基的铵盐、钠盐或钾盐)结合了的乙烯基的乙烯基磺酸盐 化合物。作为本实施方式中的被基团(该基团是磺酸基的铵盐、钠盐或钾盐)取代一部 分而得到的琥珀酸化合物的具体例，可以举出作为烯丙基磺化琥珀酸盐的例如以下式 (5) ⑶表示的化合物。[化1]
权利要求
1.一种太阳能电池背板用层积体，其具有偏二氯乙烯系树脂层和层积在所述偏二氯 乙烯系树脂层上的硅酮改性丙烯酸系树脂层。
2.如权利要求1所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述偏二氯乙烯系树脂层和 所述硅酮改性丙烯酸系树脂层直接接触层积。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述偏二氯乙烯系树脂 层由在有机溶剂中溶解偏二氯乙烯系树脂粉末而得到的偏二氯乙烯漆制造，或者由偏二 氯乙烯乳液制造。
4.如权利要求3所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述偏二氯乙烯漆中的偏二 氯乙烯系树脂粉末以及偏二氯乙烯乳液是将含有在全部单体中为50质量％以上的偏二氯 乙烯的单体进行乳液聚合而得到的。
5.如权利要求1 4任一项所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述硅酮改性丙 烯酸系树脂层由硅酮改性丙烯酸乳液制造。
6.如权利要求5所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述硅酮改性丙烯酸乳液含 有有机硅树脂和丙烯酸树脂。
7.如权利要求6所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述硅酮改性丙烯酸乳液是 在进行乳液聚合来制造所述丙烯酸树脂时，通过在选自乳液聚合前、乳液聚合中、乳液 聚合后之中的至少任一阶段添加硅酮改性剂而得到的。
8.如权利要求5 7任一项所述的太阳能电池背板用层积体，其中，在所述硅酮改性 丙烯酸乳液中混合有紫外线吸收剂和/或光稳定剂。
9.如权利要求5 8任一项所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述硅酮改性丙 烯酸乳液以与颜料一同混合成的涂料的形式使用。
10.如权利要求1 9任一项所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述偏二氯乙 烯系树脂层是偏二氯乙烯漆或偏二氯乙烯乳液的涂布层，硅酮改性丙烯酸系树脂层是硅 酮改性丙烯酸乳液的涂布层。
11.如权利要求10所述的太阳能电池背板用层积体，其中，所述偏二氯乙烯系树 脂涂布层的厚度为5μιη 50μιη，并且，所述硅酮改性丙烯酸系树脂涂布层的厚度为 10 μ m ~ 100 μ m。
12.—种太阳能电池背板，其具有基材和权利要求1 11任一项所述的太阳能电池背 板用层积体，所述太阳能电池背板用层积体层积在所述基材上。
13.如权利要求12所述的太阳能电池背板，其中，所述基材是塑料基材。
14.如权利要求12或13所述的太阳能电池背板，其中，所述偏二氯乙烯系树脂层和 基材是通过接合剂层积的。
15.如权利要求13或14所述的太阳能电池背板，其中，所述塑料基材由聚对苯二甲 酸乙二醇酯系树脂制造。
16.如权利要求15所述的太阳能电池背板，其中，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂 是耐水解性树脂。
17.—种太阳能电池模块，其具备权利要求12 16任一项所述的太阳能电池背板。
全文摘要
本发明提供一种太阳能电池背板用层积体，该太阳能电池背板用层积体通过层积偏二氯乙烯系树脂层和硅酮改性丙烯酸系树脂层，长期处于严酷自然环境下，也能够表现并维持优异的水蒸气阻隔性能，并且耐候性和耐湿性优异。
文档编号H01L31/04GK102017170SQ20098011514
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月24日 优先权日2008年4月28日
发明者东孝一郎, 村上真浩, 林干根, 森干芳 申请人:旭化成化学株式会社