▶ エンデュランス ソーラー ソリューションズ ビー．ブイ．の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-17
(45)【発行日】2024-06-25
(54)【発明の名称】ＮＩＲ反射性多層材料シート
(51)【国際特許分類】
G02B 5/26 20060101AFI20240618BHJP
H01G 9/20 20060101ALI20240618BHJP
B32B 7/023 20190101ALI20240618BHJP
H01L 31/049 20140101ALI20240618BHJP
【ＦＩ】
G02B5/26
H01G9/20 307
H01G9/20 203Z
H01G9/20 311
H01G9/20 309
B32B7/023
H01L31/04 562
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2020569940
(86)(22)【出願日】2019-07-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-09-13
(86)【国際出願番号】 EP2019068249
(87)【国際公開番号】W WO2020011709
(87)【国際公開日】2020-01-16
【審査請求日】2022-05-13
(31)【優先権主張番号】18182789.0
(32)【優先日】2018-07-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】521561651
【氏名又は名称】エンデュランス ソーラー ソリューションズ ビー．ブイ．
【氏名又は名称原語表記】ＥＮＤＵＲＡＮＣＥ ＳＯＬＡＲ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ Ｂ．Ｖ．
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(72)【発明者】
【氏名】ローウ， ヤンセン
(72)【発明者】
【氏名】パスマンズ， ピーター， レオナルドゥス， エリザベス， マリア
(72)【発明者】
【氏名】ヤンセン， マルク， マルティヌス， マリア
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン ダーム， カート
【審査官】渡邊 吉喜
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１０－５１３９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００８－５２８３１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５１９７３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１２４４４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１８３６５８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－０１９１３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１９４５６０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国登録特許第１０－１４９２３８６（ＫＲ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／２６
Ｈ０１Ｇ ９／２０
Ｂ３２Ｂ ７／０２３
Ｈ０１Ｌ ３１／０４９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
波長７５０～１０００ｎｍのすべての光の２０％を超える反射率を有し、且つ波長３８０～７５０ｎｍのすべての光の５０％を超える透過率を有するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層と、波長１０００ｎｍ～２１００ｎｍのすべての光の２５％を超える反射率を有するＮＩＲ反射性着色ポリマー層と、を含む多層材料シート。
【請求項2】
前記ＮＩＲ反射性着色ポリマー層が、波長３８０～７５０ｎｍのすべての光の３５％未満の反射率を有する、請求項１に記載の多層材料シート。
【請求項3】
前記ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層及び前記ＮＩＲ反射性着色ポリマー層が、互いに隣接するか、又は接着剤層によって分離されている、請求項１又は２に記載の多層材料シート。
【請求項4】
前記ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層が、無機近赤外線反射性顔料を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の多層材料シート。
【請求項5】
前記無機近赤外線反射性顔料が、マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、アンチモン酸化スズ、ＺｒＯ２及びその混合物からなる群から選択される、請求項４に記載の多層材料シート。
【請求項6】
前記ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層が、前記ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層の全重量に対して、前記無機近赤外線反射性顔料を０．１～８重量％含む、請求項４又は５に記載の多層材料シート。
【請求項7】
前記ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層が、ＩＳＯ１３４６８－２に準拠して測定される全透過度≧５０％を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の多層材料シート。
【請求項8】
前記ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層が熱可塑性ポリマーを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の多層材料シート。
【請求項9】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリオレフィン又はポリオレフィンの混合物である、請求項８に記載の多層材料シート。
【請求項10】
前記ＮＩＲ反射性着色ポリマー層が、熱可塑性ポリマーを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の多層材料シート。
【請求項11】
前記ＮＩＲ反射性着色ポリマー層の前記熱可塑性ポリマーが、ポリアミド、ポリエステル、ゴム改質ポリエステル、ポリオレフィン及びその組み合わせからなる群から選択される、請求項１０に記載の多層材料シート。
【請求項12】
前記ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層が厚さ１０～１５０μｍを有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の多層材料シート。
【請求項13】
前記ＮＩＲ反射性着色ポリマー層が厚さ１００～４００μｍを有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の多層材料シート。
【請求項14】
耐候性層をさらに含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の多層材料シート。
【請求項15】
波長７５０～１０００ｎｍのすべての光の２０％を超える反射率を有し、且つ波長３８０～７５０ｎｍのすべての光の５０％を超える透過率を有し、無機近赤外反射顔料を含むＮＩＲ反射性半透明ポリマー層と、波長３８０～２１００ｎｍのすべての光の３５％未満の反射率を有し、カーボンブラックを含む着色ポリマー層と、を含み、前記ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層及び前記着色ポリマー層が互いに隣接している多層材料シート。
【請求項16】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の多層材料シートを含む、太陽電池モジュールにおいて使用するのに適したバックシート。
【請求項17】
請求項１６に記載のバックシートを含む、太陽電池モジュール。
【請求項18】
前面の太陽面側から、背面の非太陽面側までの位置の順で：透明トップ層；任意選択的に前面封入剤層；１つ又は複数の電気的に連結された太陽電池を含む太陽電池層；任意選択的に背面封入剤層；及びバックシート；を含む、請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
本発明は、近赤外線（ＮＩＲ）反射性多層材料シートに関する。本発明はさらに、ＮＩＲ反射性多層材料シートを含む太陽電池モジュールに適したバックシート；及び前記バックシートを含む太陽電池モジュールに関する。
【0002】
太陽電池モジュールは、太陽光から電力を生成するために使用され、一般に、コア層として太陽電池システムを含むラミネートからなる。太陽電池モジュールを形成するために、「リボン」と呼ばれる金属導体を一般に用いて、適切な電気導体を介して直列にグループ化された光電池は通常、封入材料、例えばＥＶＡによって封入される。光電池を封入する封入材料は、機械的影響及び天候に関連する影響に対する保護として役立つ。コア層は、表面層とベース層又はバックシートとの間に存在して、太陽電池モジュールが完成される。一般にガラス製のモジュールの表面層又は主要面は、太陽にさらされるモジュールの表面を覆い、太陽光がセルに到達することが可能となる。ベース層又はバックシートは多数のタスクを果たす。封入材料及び太陽電池の、環境的影響からの保護が保証されるのと同時に、電気的接続の酸化が防止される。バックシートは、太陽電池に対するフロントガラスを介した光の反射によって、モジュールの電力出力も高め得る。通常、バックシートは、大気条件に応じて、水分、酸素及び他の因子が封入材料、太陽電池及び電気的接続にダメージを与えることを防ぐ。バックシートは、光電池及び相当する電気回路に電気絶縁も付与する。
【0003】
太陽電池モジュールは従来から、太陽光へのその曝露が最大となる、屋上に、又は開け放った空間の屋外に取り付けられる。太陽光の強度が増加した場合、太陽電池モジュールからの電気出力も増加する。しかしながら、太陽電池モジュールが太陽光を電気へと変換する効率は通常、約２０パーセントである。太陽光の残り８０パーセントは、反射されるか、又は熱の状態でモジュールによって吸収される。熱の状態で吸収されるエネルギーによって、モジュールの作業温度が上昇する。過剰な熱は、太陽光を電気へと変換する太陽電池モジュールの効率を低下させる。大部分の太陽電池モジュールに一般的な作業温度は約４０～６０℃である。多くの太陽電池モジュールは、その作業温度が増加するセルシウス度毎に約０．３～０．５パーセントの効率を失う。例えば日中の大気温度の上昇、日光照射から生じる熱を放出し得る地表及び他の付近の表面からの放射熱、並びに長引く日光照射からの太陽モジュールそのものの温度の上昇など様々な因子が、作業温度の増加の一因となり得る。
【0004】
美的理由で、例えば黒色のバックシートを含む建築構造に太陽電池モジュールが組み込まれる状況において、この問題が起こる場合が多い。太陽電池モジュールにおける一般的に長方形の光電池は近傍にあるが、それらの間に通常は小さな隙間があり、下にあるバックシートが太陽光に曝露される。６０又は７２セルを含む一般的な単結晶ケイ素太陽電池モジュールによって全面積の１０～１５％も覆われ、バックシートに太陽光が直射照射される。
【0005】
太陽電池モジュールが建築構造に組み込まれる場合、そのバックシートは通常、着色されており、既存の建築の色と太陽電池モジュールが溶け込むように、且つより均質な外観を提供するために、特に暗い色、例えば黒色である。バックシートの着色、暗い色、又は黒色でさえある外観は通常、カーボンブラック若しくは酸化鉄などの顔料でバックシートをコーティングすることによって、又はバックシートがそれから作られるポリマーと、これらの顔料をバックシートの製造中に混合することによって生まれる。カーボンブラックは基本的に、ヒトに可視のすべての光を吸収する。さらに、カーボンブラックは、一般にヒトに可視の光の波長よりも長い波長、つまり可視光赤色光のエッジ約７５０ｎｍ～約１ｍｍの範囲の波長を有する、電磁放射である赤外光も吸収する。赤外光の吸収は、バックシートの温度を上昇させ、最終的には、太陽電池モジュール全体の作業温度を上昇させる。カーボンブラックのような黒色顔料と対照的に、完全に白色に見える顔料は最も反射し、したがって、ヒトに可視の光をほとんど吸収せず、また赤外光の大部分を反射する。したがって、太陽電池モジュールにおける暗い色又は黒色のバックシートが美的理由により望ましいが、かかるバックシートは、太陽電池モジュールの作業温度を上昇させる傾向がある。これは、太陽光を電気へと変換する太陽電池モジュールの効率を下げる。さらに、黒色のバックシートはまた、ＩＲ及び可視光を吸収し、そのために、太陽電池モジュールの総合効率がさらに下がる。
【0006】
ＮＩＲ反射性顔料を含む太陽電池モジュールバックシートが知られている。例えば、米国特許出願公開第２０１３／２７６８７６号明細書には、黒色（低い色反射性）赤外線反射性層を含む太陽電池モジュール用のバックシートが記載されている。任意選択的に、これは白色層で裏打ちされ得る。さらに、欧州特許第２８６０７６４号明細書には、黒色であるが、ＮＩＲを透過する第１（前面）層と、ＮＩＲを反射する第２（背面）層と、を有するバックシートが記載されている。
【0007】
しかしながら、黒色バックシートを含む太陽電池モジュールの作業温度及び効率を最適化する必要が依然としてある。
【0008】
したがって、本発明の目的は、バックシートにおけるＮＩＲ光の吸収を低減するＮＩＲ反射性多層バックシートを提供することである。
【0009】
本発明の更なる目的は、ＰＶ（太陽電池）モジュールに適用された場合に、太陽電池における光吸収の増加及び作業温度の低減によって、モジュール効率を高めるＮＩＲ反射性多層バックシートを提供することである。
【0010】
この目的は、波長７５０～１０００ｎｍのすべての光の２０％を超える反射率及び波長３８０～７５０ｎｍのすべての光の５０％を超える透過率を有するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層と、波長１０００～２１００ｎｍのすべての光の２５％を超える反射率を有するＮＩＲ反射性着色ポリマー層と、を含む多層材料シートの提供で達成された。好ましくは、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層は、波長３８０～７５０ｎｍのすべての光の３５％未満の反射率を有する。
【0011】
一般に、電磁放射は、その波長に従って、電波、マイクロ波、赤外光、可視光、紫外線、Ｘ線及びガンマ線に分類される。ヒトに見える可視光は、範囲約３８０～約７５０ｎｍの波長を有する電磁放射である。近赤外（ＮＩＲ）光は、可視光よりも長い波長の電磁放射である。従来から、近赤外光は、範囲約７５０～約２１００ｎｍの波長を有すると考えられている。可視光又は赤外光が物に当たった場合、その光は物によって反射され、物を通過する（つまり、物によって透過される）、又は物によって吸収され得る。一部、ヒトの目が物体を知覚するその色は、物体に当たる可視光の波長によって、及びヒトの目へと物体によって反射される可視光の波長によって決定される。
【0012】
意外なことに、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層と、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層と、を含む多層材料シートを提供することによって、近赤外光の反射を高められることが判明した。
【0013】
本発明の文脈において、半透明とは、可視光に対して半透明であることを意味する。
【0014】
本発明の文脈において、着色という用語は、黒色を包含する。したがって、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層という用語は、ＮＩＲ反射性黒色ポリマー層を包含する。着色は好ましくは黒色である。
【0015】
本明細書で使用される、透過率は、別段の指定がない限り、１００μｍの試料厚にてＩＳＯ１３４６８－２に準拠して積分球装置を用いて測定される。
【0016】
本明細書で使用される、反射率は、別段の指定がない限り、１００μｍの試料厚にてＩＳＯ１３４６８－２に準拠した方法に基づいて、積分球装置を用いて測定される。
【0017】
ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は好ましくは、セルと対面しており、好ましくはＮＩＲ反射性着色層の上に位置する。着色層上のＮＩＲ反射性半透明ポリマー層の利点は、着色層のカラフルな外観を維持しながら、電力出力の増加、蓄積熱の低減を付与する黒色シートの性能の向上にある。そのＮＩＲ反射特性のために、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層の導入によって、近赤外線（ＮＩＲ）範囲（７５０～１０００ｎｍ）の総反射光が増加し、その結果、ＰＶセルの総電力出力が増加し、且つ熱の蓄積が低減される。例えば、非ＮＩＲ反射性黒色層と比較して、バックシートにおけるＮＩＲ反射性黒色層上のＮＩＲ反射性半透明層の導入による、電力出力（ＩＥＣ６１２１５によって測定された）におけるＰＶモジュールの相対利得（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇａｉｎ）は、０．２％を超え、より好ましくは０．５％を超え、またより好ましくは１．０％を超え得る。増加は、顔料の総ローディング及びＮＩＲ反射性層の厚さの関数として変動し得て、太陽電池モジュールのデザインに応じて異なる。
【0018】
ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層及びＮＩＲ反射性着色ポリマー層は互いに隣接し得る。ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層とＮＩＲ反射性着色ポリマー層が接着剤によって分離し得ること；すなわち、ポリマー層が、その間に連結又は接着剤層を含むことも可能である。ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は好ましくは、セルと対面している。ＮＩＲ反射性着色ポリマー層は好ましくは、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層とバックシートの外層との間に位置する。
【0019】
ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は好ましくは、１種又は複数種の無機近赤外反射顔料を含む。無機近赤外反射顔料は、マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ（ＳｎＯ又はＳｎＯ２）、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２、酸化鉄黒色Ｆｅ３Ｏ４（磁鉄鉱）、酸化クロムグリーンＣｒ２Ｏ３又は鉄クロムブラウン（Ｆｅ，Ｃｒ）２Ｏ３及びその混合物からなる群から選択される。好ましくは、無機近赤外反射顔料は、マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ（ＳｎＯ又はＳｎＯ２）、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２及びその混合物からなる群から選択される。より好ましくは、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は、マイカ及びＳｉＯ２から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む。適切な顔料を含む、工業的に知られている組成物は、Ｉｒｉｏｔｅｃ（登録商標）、例えばＩｒｉｏｔｅｃ（登録商標）９８７０である。Ｉｒｉｏｔｅｃ（登録商標）９８７０は、マイカ＋ＳｉＯ２、ＴｉＯ２（ｒｕｔｉｌｅ）、ＳｎＯ２及びＺｒＯ２を含む。ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層の全重量に対して無機ＮＩＲ反射性顔料を０．１～８重量％含み得る。より好ましくは、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は、無機ＮＩＲ反射性顔料を０．１５～６重量％含む。またより好ましくは、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は、無機ＮＩＲ反射性顔料を０．２～４重量％含む。
【0020】
本発明によるＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は、好ましくは薄膜層であり；好ましくは厚さ３００μｍ未満を有し；ＩＳＯ１３４６８－２に準拠して積分球装置を使用して測定された全透過率（正透過＆拡散透過）≧５０％を有し、可視光に対して透明である。好ましくは、その厚さは、５～２００μｍ；より好ましくは１０～１５０μｍ；より好ましくは２０～１００μｍ；最も好ましくは３０～８０μｍである。好ましくは、全透過率は、少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも７０％、例えば少なくとも８０％、又は少なくとも９０％である。
【0021】
一般に、波長７５０～１０００ｎｍを有する光に対するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層の反射率は、３０％を超え；好ましくは４０％を超え；より好ましくは５０％を超え；又は６０％を超える。
【0022】
ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は好ましくは、熱可塑性ポリマーを含む。熱可塑性ポリマーは一般に、ポリオレフィン、ポリオレフィンの混合物、ＴＰＯ又はポリオレフィン及び半結晶性ポリマーからのブレンドからなる群から選択される。熱可塑性ポリマーは好ましくは、ポリオレフィン又はポリオレフィンの混合物である。ポリオレフィンは好ましくは、任意選択的に官能基化されたポリエチレンホモポリマー又はコポリマー、任意選択的に官能基化されたポリプロピレンホモポリマー又は（ブロック）コポリマー、環状オレフィンコポリマー、ポリメチルペンテン、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）又はそのブレンドからなる群から選択される。
【0023】
本明細書に記載の熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）とは、例えばＰＰ／ＥＰＲ反応器ブレンド樹脂（Ｂａｓｅｌｌによって供給されている、Ｈｉｆａｘ ＣＡ１０、Ｈｉｆａｘ ＣＡ１２、 Ｈｉｆａｘ ＣＡ０２、Ｈｉｆａｘ ＣＡ６０など）又はエラストマーポリプロピレン（ＰＰ）樹脂（例えばランダムＰＰコポリマーとの混合物状態で商品名Ｖｅｒｓｉｆｙ ２３００．０１又は２４００．０１で知られている）又は熱可塑性加硫物（商品名サントプレーン（Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ）で知られている）を意味する。
【0024】
官能基化ポリエチレン若しくはポリプロピレンホモポリマー又は（ブロック）コポリマーの例は、例えば、無水マレイン酸、酢酸ビニル、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート又はエチルヘキシルアクリレートから選択される極性コモノマーと共重合されたエチレン又はプロピレンである。好ましくは、エチレンは、メチルアクリレートと共重合されている。
【0025】
好ましくは、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は、官能基化ポリエチレン、ポリエチレン、任意選択的にポリプロピレンを含む。
【0026】
ＮＩＲ反射性着色ポリマー層は、ポリマー材料と、少なくとも１種類のＮＩＲ反射性顔料とを含む。その層は着色もされる。したがって、それは通常、有色顔料を含む。ＮＩＲ反射性顔料及び有色顔料は同じであってもよい。ＮＩＲ反射性着色ポリマー層は、好ましくは、ポリマー材料と、少なくとも１種類のＮＩＲ反射性有色顔料とを含む。
【0027】
本発明によるＮＩＲ反射性着色ポリマー層は一般に、厚さ５０～６００μｍ；より好ましくは１００～４００μｍ；最も好ましくは２００～３００μｍを有する。
【0028】
本発明によるＮＩＲ反射性着色ポリマー層は一般に、波長１０００～２１００ｎｍのすべての光の４０％を超える反射率を有する。より好ましくは、反射率は、波長１０００～２１００ｎｍのすべての光の５０％を超える、６０％を超える、又は７０％をも超える。本発明によるＮＩＲ反射性着色ポリマー層は一般に、波長１２００～１６００ｎｍのすべての光の４０％を超える反射率を有する。より好ましくは、反射率は、波長１２００～１６００ｎｍのすべての光の５０％を超える、６０％を超える、７０％を超える、又は８０％を超える。
【0029】
ＮＩＲ反射性着色ポリマー層のポリマー材料は、好ましくは熱可塑性ポリマーである。熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィン、官能基化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ゴム改質ポリエステル、ＰＭＭＡ、ＰＥＥＫ、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリオキシメチレン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド又はポリフェニレンオキシドからなる群から選択される。好ましくは、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層の熱可塑性ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、ゴム改質ポリエステル、ポリオレフィン及びその組み合わせからなる群から選択される。
【0030】
ポリオレフィンの例は、ポリエチレン又はポリプロピレンホモポリマー又は（ブロック）コポリマーである。好ましくは、ポリオレフィンはポリプロピレンである。
【0031】
官能基化ポリオレフィンの例は、官能基化ポリエチレン若しくはポリプロピレンホモポリマー又は（ブロック）コポリマー、例えば無水マレイン酸、酢酸ビニル、アクリル酸及びメタクリル酸エステル、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート又はエチルヘキシルアクリレートから選択される極性コモノマーと共重合されたエチレン又はプロピレンである。好ましくは、官能基化ポリオレフィンは、無水マレイン酸と共重合されたプロピレンである。
【0032】
ポリエステルの例としては、ポリ（トランス－１，４－シクロへキシレンアルカンジカルボキシレート、例えばポリ（トランス－１，４－シクロへキシレンスクシネート）及びポリ（トランス－１，４－シクロへキシレンアジペート）、ポリ（シス若しくはトランス－１，４－シクロヘキサンジメチレン）、アルカンジカルボキシレート、例えばポリ（シス１，４－シクロヘキサンジメチレン）オキサレート及びポリ（シス１，４－シクロヘキサンジメチレン）スクシネート、ポリ（アルキレンテレフタレート）、例えばポリエチレンテレフタレート及びポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ（アルキレンイソフタレート、例えばポリエチレンイソフタレート及びポリテトラメチレンイソフタレート、ポリ（ｐ－フェニレンアルカンジカルボキシレート）、例えばポリ（ｐ－フェニレングルタラート）及びポリ（ｐ－フェニレンアジペート）、ポリ（ｐ－キシレンオキサレート）、ポリ（ｏ－キシレンオキサレート）、ポリ（ｐ－フェニレンジアルキレンテレフタレート）、例えばポリ（ｐ－フェニレンジメチレンテレフタレート）及びポリ（ｐ－フェニレン－ジ－１，４－ブチレンテレフタレート、ポリ（アルキレン－１，２－エチレンジオキシ－４，４’－ジベンゾエート）、例えばポリ（エチレン－１，２－エチレンジオキシ－４，４’－ジベンゾエート）、ポリ（テトラメチレン－１，２－エチレンジオキシ－４，４’－ジベンゾエート）及びポリ（ヘキサメチレン－１，２－エチレンジオキシ－４，４’－ジベンゾエート）、ポリ（アルキレン－４，４’－ジベンゾエート）、例えばポリ（ペンタメチレン－４，４’－ジベンゾエート）、ポリ（ヘキサメチレン－４，４’－ジベンゾエート）及びポリ（デカメチレン－４，４’－ジベンゾエート）、ポリ（アルキレン－２，６－ナフタレンジカルボキシレート）、例えばポリ（エチレン－２，６－ナフタレンジカルボキシレート）、ポリ（トリメチレン－２，６－ナフタレンジカルボキシレート）及びポリ（テトラメチレン－２，６－ナフタレンジカルボキシレート）、及びポリ（アルキレンスルホニル－４，４’－ジベンゾエート）、例えばポリ（オクタメチレンスルホニル－４，４’－ジベンゾエート）及びポリ（デカメチレンスルホニル－４，４’－ジベンゾエートが挙げられる。好ましいポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリ（アルキレンテレフタレート）である。
【0033】
ポリエステルは、ポリエステルと化学的に結合し、且つ／又は物理的に相互作用する官能基を含有するエラストマーによって耐衝撃性改良され得る。官能基は、無水物、酸、エポキシド、シラン、イソシアネート、オキサゾリン、チオール及び／又は（メタ）アクリレートからなる群から選択される。好ましくは、官能基はエポキシドである。
【0034】
本明細書に記載のエラストマーは、ＥＰＤＭ、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＥＰＤＭなどのエチレン－プロピレンエラストマー、ＳＢＳ若しくはＳＥＢＳなどのスチレン－ブタジエンエラストマーからなる群から選択されるエラストマーを意味する。ポリエステルと化学的に結合し、且つ／又は物理的に相互作用する官能基の量は、好ましくは０．０１～５重量％（耐衝撃性改良されたポリエステルの全重量に対して）である。
【0035】
ポリアミドの例は、ポリアミド６、ポリアミド６，６；ポリアミド４，６；ポリアミド６，１０；ポリアミド６，１２；ポリアミド６，１４；ポリアミド６，１３；ポリアミド６，１５；ポリアミド６，１６；ポリアミド１１；、ポリアミド１２、ポリアミド１０、ポリアミド９，１２、ポリアミド９，１３、ポリアミド９，１４、ポリアミド９，１５、ポリアミド６，１６、ポリアミド１０，１０、ポリアミド１０，１２、ポリアミド１０，１３、ポリアミド１０，１４、ポリアミド１２，１０、ポリアミド１２，１２、ポリアミド１２，１３、ポリアミド１２，１４、アジピン酸アジポアミド／テレフタル酸アジポアミドコポリアミド、テレフタル酸アジポアミド／イソフタル酸アジポアミドコポリアミド、ポリ（アジピン酸メタ－ジメチルベンズアミド）、テレフタル酸アジポアミド／テレフタル酸２－メチルグルタルアミド、アジピン酸アジポアミド／テレフタル酸アジポアミド／イソフタル酸アジポアミドコポリアミド及びポリカプロラクタム－テレフタル酸アジポアミドである。
【0036】
好ましくは、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層は、無水マレイン酸と共重合されたポリプロピレン又はプロピレンを含む。
【0037】
ＮＩＲ反射性有色顔料の例を以下の表に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
暗い着色層に好ましいＮＩＲ反射性有色顔料は、ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５などの酸化クロム鉄又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６である。
【0041】
ＮＩＲ反射性着色ポリマー層は、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層の全重量に対してＮＩＲ反射性有色顔料を０．１～８重量％含み得る。より好ましくは、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層は、ＮＩＲ反射性有色顔料を０．１５～６重量％含む。より好ましくは、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層は、ＮＩＲ反射性有色顔料を０．２～４重量％含む。
【0042】
本発明の多層材料シートはさらに、１つ又は複数の接着剤層、構造補強層及び／又は耐候性層などの他のポリマー層を含み得る。好ましくは、それは耐候性層を含む。
【0043】
耐候性層は、ポリアミド、ＰＴＦＥ、ポリオレフィン又はポリエステルを含み得る。適切なポリオレフィン、ポリエステル又はポリアミドの例は上述の通りである。好ましくは耐候性層は、ポリアミド１２を含む。その代わりとして、耐候性層はポリプロピレンを含む。
【0044】
耐候性層はさらに、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、マイカ、タルク、カオリン、ガラスミクロビーズ及びガラス繊維などの無機充填剤、又はＵＶ安定剤、熱安定剤若しくは酸化防止剤などの添加剤を含み得る。より好ましくは、耐候性層は、上述の着色（黒色を含む）顔料（ＩＲ反射性、有色顔料など）のいずれかによって、又は白色顔料によって着色され得る。最も好ましくは、耐候性層は白色顔料を含む。
【0045】
一実施形態において、接着剤層は、本発明で定義されるＮＩＲ反射性着色ポリマー層である。
【0046】
他の実施形態において、構造層は、本発明で定義されるＮＩＲ反射性着色ポリマー層である。
【0047】
一実施形態において、多層材料シートは以下の層：
ａ）セルと対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）暗色などの特定の色のＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含む。
ａ）セルと対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）暗色などの特定の色のＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含む。
【0048】
この実施形態において、層ａ）及びｂ）は、上記の成分を含む。これは、接着剤層が上述のＮＩＲ反射性着色ポリマー層であることを意味する。
【0049】
構造層ｃ）は例えば、熱可塑性ポリマー、例えばポリオレフィン又はポリオレフィンの混合物、例えばポリプロピレン又はポリプロピレンの混合物、ポリエステル、例えば任意選択的にゴム改質されたＰＥＴ又はＰＢＴ又はポリアミドを含む。任意選択的に、構造層は、ＮＩＲ反射性有色顔料、例えば酸化クロム鉄、さらに具体的にはＢａｓＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６を含み得る。
【0050】
ＰＥＴ又はＰＢＴなどのポリエステルは、ポリエステルと化学的に結合し、且つ／又は物理的に相互作用する官能基を含有するエラストマーによって耐衝撃性改良され得る。官能基は、無水物、酸、エポキシド、シラン、イソシアネート、オキサゾリン、チオール及び／又は（メタ）アクリレートからなる群から選択される。好ましくは、官能基はエポキシドである。
【0051】
本明細書に記載のエラストマーは、ＥＰＤＭ、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＥＰＤＭなどのエチレン－プロピレンエラストマー、ＳＢＳ又はＳＥＢＳなどのスチレン－ブタジエンエラストマーからなる群から選択されるエラストマーを意味する。ポリエステルと化学的に結合し、且つ／又は物理的に相互作用する官能基の量は好ましくは０．０１～５重量％（耐衝撃性改良されたポリエステルの全重量に対して）である。
【0052】
ポリアミドの例は、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド４，６、ポリアミド６，１０、ポリアミド６，１２、ポリアミド６，１４、ポリアミド６，１３、ポリアミド６，１５、ポリアミド６，１６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド１０、ポリアミド９，１２、ポリアミド９，１３、ポリアミド９，１４、ポリアミド９，１５、ポリアミド６，１６、ポリアミド１０，１０、ポリアミド１０，１２、ポリアミド１０，１３、ポリアミド１０，１４、ポリアミド１２，１０、ポリアミド１２，１２、ポリアミド１２，１３、ポリアミド１２，１４、アジピン酸アジポアミド／テレフタル酸アジポアミドコポリアミド、テレフタル酸アジポアミド／イソフタル酸アジポアミドコポリアミド、ポリ（アジピン酸メタ－ジメチルベンズアミド）、テレフタル酸アジポアミド／テレフタル酸２－メチルグルタルアミド、アジピン酸アジポアミド／テレフタル酸アジポアミド／イソフタル酸アジポアミドコポリアミド及びポリカプロラクタム－テレフタル酸アジポアミドである。
【0053】
バックシートの外側に位置する、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層ｅ）は、ポリアミド、ＰＴＦＥ、ポリオレフィン又はポリエステルを含み得る。ポリオレフィン、ポリエステル又はポリアミドの例は上述のとおりである。好ましくは、耐候性層ｅ）はポリアミド１２を含む。その代わりとして、耐候性層はポリオレフィン、例えばポリプロピレンを含む。
【0054】
耐候性層ｅ）はさらに、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、マイカ、タルク、カオリン、ガラスミクロビーズ及びガラス繊維などの無機充填剤、又はＵＶ安定剤、熱安定剤若しくは酸化防止剤などの添加剤を含み得る。より好ましくは、耐候性層は、上述のＮＩＲ反射性顔料のいずれかによって、又は白色顔料によって着色され得る。最も好ましくは、耐候性層ｅ）は白色顔料を含む。
【0055】
更なる実施形態において、多層バックシートは以下の層：
ａ）セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）暗色などの特定の色のＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）暗色などの特定の色のＮＩＲ反射性顔料を含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含み得る。
ａ）セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）暗色などの特定の色のＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）暗色などの特定の色のＮＩＲ反射性顔料を含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含み得る。
【0056】
この実施形態において、どちらの接着剤層も、暗色などの特定の色のＮＩＲ反射性顔料を含むことが可能である。層ａ）～ｅ）は、上記の成分を含む。
【0057】
他の実施形態において、多層バックシートは以下の層：
ａ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む、セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物、ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）白色顔料を好ましくは含む、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含み得る。
ａ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む、セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物、ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）白色顔料を好ましくは含む、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含み得る。
【0058】
この実施形態において、層ａ）～ｅ）は上記の成分を含む。
【0059】
ポリマー層はさらに、当技術分野で公知の添加剤を含み得る。好ましくは、ポリマー層は、ＵＶ安定剤、ＵＶ吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤及び／又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。かかる安定剤添加剤が存在する場合、ポリマー層は、ポリマーの全重量に対して添加剤を０．０５～１０重量％、より好ましくは１～５重量％含み得る。
【0060】
タルク、マイカ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ又はＺｎＳなどの白色顔料も添加され得る。
【0061】
更なる実施形態において、多層バックシートは以下の層：
ａ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む、セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）白色顔料を好ましくは含む、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含み得る。
ａ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む、セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）白色顔料を好ましくは含む、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含み得る。
【0062】
この実施形態において、層ａ）～ｅ）は、上述のポリマー材料及び可能性のある添加剤を含む。
【0063】
一実施形態において、本発明は、
ａ）官能基化ポリエチレン、ポリエチレン及び任意選択的にポリプロピレン及びＮＩＲ反射性顔料を含む、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）ポリオレフィン、ＮＩＲ反射性顔料及び有色顔料を含むＮＩＲ反射性着色層；及び
ｃ）耐候性層；
を含む多層材料シートを提供する。
ａ）官能基化ポリエチレン、ポリエチレン及び任意選択的にポリプロピレン及びＮＩＲ反射性顔料を含む、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）ポリオレフィン、ＮＩＲ反射性顔料及び有色顔料を含むＮＩＲ反射性着色層；及び
ｃ）耐候性層；
を含む多層材料シートを提供する。
【0064】
一般に、多層材料シートはさらに、ポリオレフィン又はポリアミドを含む耐候性層（ｃ）を含む。ポリオレフィン及びポリアミドは本明細書において定義される通りである。
【0065】
一般に、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層は、メタクリレートと共重合されたエチレンを含む。一般に、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層（ａ）のＮＩＲ反射性顔料は、マイカ、ＳｉＯ２又はその両方を含む。一般に、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層（ａ）のＮＩＲ反射性顔料の量は、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層の全重量に対して０．１～８重量％である。一般に、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層（ａ）は、厚さ１０～１５０μｍを有する。
【0066】
一般に、ＮＩＲ反射性着色層は、無水マレイン酸と共重合されたポリプロピレン又はプロピレンを含む。一般に、ＮＩＲ反射性着色層（ｂ）において、ＮＩＲ反射性顔料は有色顔料でもある。一般に、ＮＩＲ反射性着色層（ｂ）において、ＮＩＲ反射性顔料は、層の全重量に対して０．１～８重量％の量で存在する。一般に、ＮＩＲ反射性着色層（ｂ）は厚さ１００～４００μｍを有する。一般に、その色は黒色である。
【0067】
一般に、耐候性層は、ポリアミド１２又はポリプロピレンを含む。一般に、耐候性層は厚さ１０～５０μｍを有する。一般に、耐候性層は白色顔料を含む。
【0068】
特に好ましい実施形態は、上述の多層材料シートであり：
ａ）ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層が厚さ１０～１５０μｍを有し、メタクリレートと共重合されたエチレンを含み、且つマイカ及びＳｉＯ２を含むＮＩＲ反射性顔料を０．１～８重量％含み；
ｂ）ＮＩＲ反射性着色層（ｂ）が厚さ１００～４００μｍを有し、無水マレイン酸と共重合されたポリプロピレン又はプロピレンを含み、且つ有色顔料でもあるＮＩＲ反射性顔料を０．１～８重量％含み；
ｃ）耐候性層がポリアミド１２又はポリプロピレンを含む。
ａ）ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層が厚さ１０～１５０μｍを有し、メタクリレートと共重合されたエチレンを含み、且つマイカ及びＳｉＯ２を含むＮＩＲ反射性顔料を０．１～８重量％含み；
ｂ）ＮＩＲ反射性着色層（ｂ）が厚さ１００～４００μｍを有し、無水マレイン酸と共重合されたポリプロピレン又はプロピレンを含み、且つ有色顔料でもあるＮＩＲ反射性顔料を０．１～８重量％含み；
ｃ）耐候性層がポリアミド１２又はポリプロピレンを含む。
【0069】
本発明による多層材料シートは、多層融合又は共押出しプロセスを用いて製造され得る。そのプロセスは以下の工程：無機充填剤、添加剤及び安定剤などの異なる層の個々の配合物（ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ）を配合する工程に続いて、異なる層を押出し成形する工程、それらをラミネートする工程を含む。
【0070】
その代わりとして、本発明による多層材料シートは、（１）異なる層の材料を押出機においてペレット化して、異なる層の粒子又はペレットを得る工程と、（２）押出機によって（１）で製造されたペレット又は粒子を溶融し、共押出し成形する工程と、によっても製造され得る。その代わりとして、多層材料シートにおける異なる層を溶融共押出し成形することによって、以下の工程：（１）異なる層の成分を別々に混合することによって、異なる層のポリマー組成物を調製する工程と、（２）異なるポリマー組成物を溶融して、異なるメルトストリームを得る工程と、（３）１つの押出ダイにおいて共押出し成形することによってメルトストリームを合わせる工程と、（４）共押出し成形層を冷却する工程と、を介して、多層材料シートを得ることが可能である。
【0071】
本発明はさらに、太陽電池モジュールに適したバックシートを提供し、前記バックシートは、本明細書で定義される多層材料シートを含む。多層材料シートは一般に、太陽電池モジュールにおいてバックシートとして使用するのに適している。一般に、多層材料シートは、バックシートを製造するためのサイズに簡単に切断される。したがって、多層材料シートは好ましくは、太陽電池モジュールに適したバックシートである。
【0072】
バックシートとして使用される場合、ＮＩＲ反射性半透明層は前面に向いており、つまり太陽電池の方に向いており、ＮＩＲ反射性着色層は背面に、つまり太陽電池と隔てた向きにある。
【0073】
本発明はさらに、本発明による多層材料シート（又はバックシート）を含む太陽電池モジュールに関する。太陽電池モジュールは、前面の太陽方向側から背面の非太陽方向側への位置の順で少なくとも以下の層：（１）透明前面シート、（２）任意選択的に前面封入剤層、（３）太陽電池層、（４）任意選択的に背面封入剤層、及び（５）ＰＶモジュールの背面保護層に相当する、本発明による多層バックシートを含む。
【0074】
前面シートは通常、ガラスプレートである。
【0075】
前面及び背面封入剤は、壊れやすい太陽電池を封入し、且つ保護するように設計される。「前面側」は、光で照射される光電池の側、つまり光を受け取る側に相当し、用語「背面側」は、光電池の光を受け取る側の逆側に相当する。適切な封入剤は一般に、高い耐衝撃性、高い耐貫入性、良好な紫外線（ＵＶ）耐光性、良好な長期の熱安定性、ガラス及び／又は他の剛性ポリマーシートに対する適切な接着強さ、高い耐湿性、及び良好な長期耐候性などの特性の組み合わせを保持する。封入材の例は、イオノマー、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリ（ビニルアセタール）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、メタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン、ポリオレフィンブロックエラストマー、ポリ（エチレン－ｃｏ－メチルアクリレート）及びポリ（エチレン－ｃｏ－ブチルアクリレート）、シリコーンエラストマー又はエポキシ樹脂である。ＥＶＡは最も一般的に使用されている封入材料である。ＥＶＡシートは通常、太陽電池と上部表面（前面封入剤と呼ばれる）との間に、且つ太陽電池と後部表面（背面封入剤と呼ばれる）の間に挿入される。
【0076】
太陽電池層における太陽電池は、太陽電池のいずれかの種類、例えば薄膜太陽電池（例えばセレン化銅インジウム・ガリウム太陽電池及びテルル化カドミウム太陽電池）並びにウエハーベースの太陽電池であり得る。
【0077】
本発明はさらに、波長７５０～１０００ｎｍのすべての光の２０％を超える反射率を有し、且つ波長３８０～７５０ｎｍのすべての光の５０％を超える透過率を有するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層と、波長３８０～２１００ｎｍのすべての光の３５％より低い反射率を有する着色ポリマー層と、を含む太陽電池モジュール用の多層バックシートに関する。好ましくは、着色ポリマー層はカーボンブラックを含む。ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層及び着色ポリマー層は、上述の材料で構成される。多層材料シートはさらに、少なくとも接着剤層、構造層及び耐候性層も含み得る。
【0078】
一般に、着色ポリマー層は、波長３８０～２１００ｎｍのすべての光の３０％未満；より好ましくは２５％未満；またより好ましくは２０％未満の反射率を有する。
【0079】
一般に、波長３８０～７５０ｎｍのすべての光のＮＩＲ反射性半透明ポリマー層の全透過率は、少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、例えば少なくとも９０％である。
【0080】
一般に、波長７５０～１０００ｎｍを有する光に対するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層の反射率は、３０％を超え；好ましくは４０％を超え；より好ましくは５０％を超え；又は６０％を超える。
【0081】
好ましい実施形態において、多層バックシートは以下の層：
ａ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む、セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物、ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）カーボンブラックを含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）白色顔料を好ましくは含む、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含む。
ａ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む、セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物、ＢＡＳＦ社からのＳｉｃｏｐａｌブラックＫ００９５又はシェパード社からのシェパードブラック１０Ｇ９９６などの酸化クロム鉄からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む接着ポリマー層；
ｃ）カーボンブラックを含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）白色顔料を好ましくは含む、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含む。
【0082】
またより好ましい実施形態において、多層バックシートは以下の層；
ａ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む、セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）顔料を含まない接着ポリマー層；
ｃ）カーボンブラックを含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）白色顔料を好ましくは含む、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含む。
ａ）マイカ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、酸化スズ、ＺｎＯ、ＺｎＳｎＯ、アルミニウムドープＺｎＯ、酸化インジウムスズ、三酸化アンチモン、ＺｒＯ２又はその混合物からなる群から選択されるＮＩＲ反射性顔料を含む、セルに対面するＮＩＲ反射性半透明ポリマー層；
ｂ）顔料を含まない接着ポリマー層；
ｃ）カーボンブラックを含む構造ポリマー層；
ｄ）層（ｂ）と同じ、又は異なり得る、接着ポリマー層；
ｅ）白色顔料を好ましくは含む、空気側に対面するポリマー層又は耐候性層；
を含む。
【0083】
これらの実施形態における異なる層は好ましくは、上述のポリマー材料及び添加剤で構成される。
【0084】
図面及び実施例の助けを借りて、本発明はさらに説明されるが、それに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0085】
【図1】実施例３のフィルム、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層についての波長に対する反射率のプロットである。
【図2】実施例３のフィルム、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー層についての波長に対する透過率のプロットである。
【図3】実施例４のフィルム、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層についての波長に対する反射率のプロットである。
【図4】実施例５の共押出フィルム、多層材料シートについての波長に対する反射率のプロットである。
【図5】実施例６、７、８の共押出フィルム、多層材料シート、及び比較実験１についての波長に対する反射率のプロットである。
【図6】実施例４のフィルム、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層についての波長に対する反射率のプロットである。
【図7】実施例４のフィルム、ＮＩＲ反射性着色ポリマー層についての波長に対する反射率のプロットである。
【図8】本発明による多層材料シート実施例を示す。機能性層（１）が結合（ｔｉｅ）（２）層を介して構造補強層（３）に連結される。耐候性層（５）は、第２結合層（４）を介して構造補強層（３）の他の面に連結される。
【0086】
本発明は、実例として以下の非制限的な実施例を参照しながら、詳細に説明される。
【0087】
［実施例］
［実施例１：ＮＩＲ反射性半透明顆粒１の製造］
フィーダー、混合、溶融及び溶融物の輸送のための１８ｍｍスクリュー含有構成要素、真空ドーム、気圧ガス抜き及び１×４ｍｍのダイプレートを備えた二軸スクリュー押出機内で、添加剤を含む７０重量％ポリエチレンと３０重量％ポリエチレンコポリマーとのポリマー混合物の粉末に、Ｉｒｉｏｔｅｃ（登録商標）９８７０粉末を添加することによって、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー材料の顆粒を製造した。ダイの後に、長さ１．５ｍの水浴、エアナイフ及びペレタイザーを逐次設置した。コンパウンド中のＩｒｉｏｔｅｃ（登録商標）９８７０の総濃度はポリマー材料の全重量に対して３重量％であった。すべての材料がスロート（ｔｈｒｏａｔ）で投与された。ゾーン１の温度は２００℃に設定され、他のゾーンは２３０℃に設定された。ダイを出る際に測定される溶融物の温度は２７０℃である。押出機は３００ＲＰＭに設定され、処理量は５ｋｇ／時である。真空は－０．７バールに設定された。
［実施例１：ＮＩＲ反射性半透明顆粒１の製造］
フィーダー、混合、溶融及び溶融物の輸送のための１８ｍｍスクリュー含有構成要素、真空ドーム、気圧ガス抜き及び１×４ｍｍのダイプレートを備えた二軸スクリュー押出機内で、添加剤を含む７０重量％ポリエチレンと３０重量％ポリエチレンコポリマーとのポリマー混合物の粉末に、Ｉｒｉｏｔｅｃ（登録商標）９８７０粉末を添加することによって、ＮＩＲ反射性半透明ポリマー材料の顆粒を製造した。ダイの後に、長さ１．５ｍの水浴、エアナイフ及びペレタイザーを逐次設置した。コンパウンド中のＩｒｉｏｔｅｃ（登録商標）９８７０の総濃度はポリマー材料の全重量に対して３重量％であった。すべての材料がスロート（ｔｈｒｏａｔ）で投与された。ゾーン１の温度は２００℃に設定され、他のゾーンは２３０℃に設定された。ダイを出る際に測定される溶融物の温度は２７０℃である。押出機は３００ＲＰＭに設定され、処理量は５ｋｇ／時である。真空は－０．７バールに設定された。
【0088】
［実施例２：ＮＩＲ反射性黒色顆粒２の製造］
フィーダー、混合、溶融及び溶融物の輸送のための１８ｍｍスクリュー含有構成要素、真空ドーム、気圧ガス抜き及び１×４ｍｍのダイプレートを備えた二軸スクリュー押出機内で、粉末としての添加剤を含むポリプロピレンにシェパードブラックＢＫ１０Ｇ９６６粉末を添加することによって、ＮＩＲ反射性黒色ポリマー材料の顆粒を製造した。ダイの後に、長さ１．５ｍの水浴、エアナイフ及びペレタイザーを逐次設置した。コンパウンド中のシェパードブラックＢＫ１０Ｇ９６６の総濃度はポリマー材料の全重量に対して８重量％である。すべての材料がスロートで投与された。ゾーン１の温度は２００℃に設定され、他のゾーンは２３０℃に設定された。ダイを出る際に測定される溶融物の温度は２７０℃であった。押出機は３００ＲＰＭに設定され、処理量は５ｋｇ／時であった。真空は－０．７バールに設定された。
フィーダー、混合、溶融及び溶融物の輸送のための１８ｍｍスクリュー含有構成要素、真空ドーム、気圧ガス抜き及び１×４ｍｍのダイプレートを備えた二軸スクリュー押出機内で、粉末としての添加剤を含むポリプロピレンにシェパードブラックＢＫ１０Ｇ９６６粉末を添加することによって、ＮＩＲ反射性黒色ポリマー材料の顆粒を製造した。ダイの後に、長さ１．５ｍの水浴、エアナイフ及びペレタイザーを逐次設置した。コンパウンド中のシェパードブラックＢＫ１０Ｇ９６６の総濃度はポリマー材料の全重量に対して８重量％である。すべての材料がスロートで投与された。ゾーン１の温度は２００℃に設定され、他のゾーンは２３０℃に設定された。ダイを出る際に測定される溶融物の温度は２７０℃であった。押出機は３００ＲＰＭに設定され、処理量は５ｋｇ／時であった。真空は－０．７バールに設定された。
【0089】
［実施例３：ＮＩＲ反射性半透明顆粒１のフィルム加工］
３段階スクリュー、フィードブロック、３００×０．４ｍｍのコーティング用フラットダイ及び引き取りデバイスを有する一軸スクリュー押出機３０／２５Ｄを備えたＣｏｌｌｉｎフラットラインセットアップを使用して、顆粒１（実施例１）を厚さ約２０μｍのキャストフィルムに加工した。シリンダー温度は、取り入れ口で冷却された水から、最後には２２５℃まで変化した。コネクター、フィードブロック及びダイ温度を２２５℃に設定した。引き取り速度は５ｍ／分であった。スクリュー回転数は１５ＲＰＭであった。
積分球装置を使用し、厚さ２０μｍにてＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、このフィルムの全反射率及び全透過率を測定し、図１及び図２に示す。
３段階スクリュー、フィードブロック、３００×０．４ｍｍのコーティング用フラットダイ及び引き取りデバイスを有する一軸スクリュー押出機３０／２５Ｄを備えたＣｏｌｌｉｎフラットラインセットアップを使用して、顆粒１（実施例１）を厚さ約２０μｍのキャストフィルムに加工した。シリンダー温度は、取り入れ口で冷却された水から、最後には２２５℃まで変化した。コネクター、フィードブロック及びダイ温度を２２５℃に設定した。引き取り速度は５ｍ／分であった。スクリュー回転数は１５ＲＰＭであった。
積分球装置を使用し、厚さ２０μｍにてＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、このフィルムの全反射率及び全透過率を測定し、図１及び図２に示す。
【0090】
［実施例４：ＮＩＲ反射性黒色顆粒２のフィルム加工］
３段階スクリュー、フィードブロック、３００×０．４ｍｍのコーティング用フラットダイ及び引き取りデバイスを有する一軸スクリュー押出機３０／２５Ｄを備えたＣｏｌｌｉｎフラットラインセットアップを使用して、顆粒２（実施例２）を厚さ約１５０μｍのキャストフィルムに加工した。シリンダー温度は、取り入れ口で冷却された水から、最後には２２５℃まで変化した。コネクター、フィードブロック及びダイ温度を２２５℃に設定した。引き取り速度は３ｍ／分であった。スクリュー回転数は６０ＲＰＭであった。積分球装置を使用し、厚さ１５０μｍにてＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、このフィルムの全反射率を測定し、図３に示す。
３段階スクリュー、フィードブロック、３００×０．４ｍｍのコーティング用フラットダイ及び引き取りデバイスを有する一軸スクリュー押出機３０／２５Ｄを備えたＣｏｌｌｉｎフラットラインセットアップを使用して、顆粒２（実施例２）を厚さ約１５０μｍのキャストフィルムに加工した。シリンダー温度は、取り入れ口で冷却された水から、最後には２２５℃まで変化した。コネクター、フィードブロック及びダイ温度を２２５℃に設定した。引き取り速度は３ｍ／分であった。スクリュー回転数は６０ＲＰＭであった。積分球装置を使用し、厚さ１５０μｍにてＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、このフィルムの全反射率を測定し、図３に示す。
【0091】
［実施例５：ＮＩＲ反射性多層バックシート］
２つの押出機を有する多層セットアップを備えたＣｏｌｌｉｎフラットフィルムラインを使用して、顆粒１及び２を厚さ１７０μｍの多層キャストフィルムへと共押出し成形した。押出機Ａは３段階スクリューを有する一軸スクリュー押出機３０／２５Ｄであった。押出機Ｂもまた、３段階スクリューを有する一軸スクリュー押出機２５／２５Ｄであった。それはさらに、フィードブロック２層セットアップ、コーティング用フラットダイ３００×０．４ｍｍ及び引き取りデバイスを備えた。シリンダー温度は、取り入れ口で冷却された水から、最後には２２５℃まで変化した。コネクター、フィードブロック及びダイ温度を２２５℃まで設定した。引き取り速度は３ｍ／分であった。顆粒２を押出機Ａ上に供給し、スクリュー回転数は６０ＲＰＭであり、厚さ１５０μｍが得られる。顆粒１を押出機Ｂ上に供給し、スクリュー回転数は１６ＲＰＭであり、厚さ２０μｍが得られる。積分球装置を使用し、厚さ１７０μｍにてＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、光源に対するＮＩＲ反射性半透明層でこのフィルムの全反射率を測定し、それを図４に示す。
２つの押出機を有する多層セットアップを備えたＣｏｌｌｉｎフラットフィルムラインを使用して、顆粒１及び２を厚さ１７０μｍの多層キャストフィルムへと共押出し成形した。押出機Ａは３段階スクリューを有する一軸スクリュー押出機３０／２５Ｄであった。押出機Ｂもまた、３段階スクリューを有する一軸スクリュー押出機２５／２５Ｄであった。それはさらに、フィードブロック２層セットアップ、コーティング用フラットダイ３００×０．４ｍｍ及び引き取りデバイスを備えた。シリンダー温度は、取り入れ口で冷却された水から、最後には２２５℃まで変化した。コネクター、フィードブロック及びダイ温度を２２５℃まで設定した。引き取り速度は３ｍ／分であった。顆粒２を押出機Ａ上に供給し、スクリュー回転数は６０ＲＰＭであり、厚さ１５０μｍが得られる。顆粒１を押出機Ｂ上に供給し、スクリュー回転数は１６ＲＰＭであり、厚さ２０μｍが得られる。積分球装置を使用し、厚さ１７０μｍにてＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、光源に対するＮＩＲ反射性半透明層でこのフィルムの全反射率を測定し、それを図４に示す。
【0092】
［実施例６～８］
以下の表１における各実施例のそれぞれの層について挙げられる成分は、標準添加剤と共に押出機内でそれぞれ溶融混合され、ペレット化されて、それぞれの層で使用されるペレットが得られた。示される部は重量部であり、各成分の全重量が１００である。
以下の表１における各実施例のそれぞれの層について挙げられる成分は、標準添加剤と共に押出機内でそれぞれ溶融混合され、ペレット化されて、それぞれの層で使用されるペレットが得られた。示される部は重量部であり、各成分の全重量が１００である。
【0093】
【表3】
【0094】
それぞれの実施例で、ペレットを複数の押出機のうちの１つに供給し、高温で溶融押出しし、アダプター及びダイに通し、冷却ローラーによって冷却し、総厚３００μｍを有する多層フィルムへ成形した。それぞれの実施例は以下の組成：
・３０μｍ耐候性層；
・２５μｍ結合層；
・１９０μｍ構造補強層；
・２５μｍ結合層；
・３０μｍ機能性層；
を順番に有した。
・３０μｍ耐候性層；
・２５μｍ結合層；
・１９０μｍ構造補強層；
・２５μｍ結合層；
・３０μｍ機能性層；
を順番に有した。
【0095】
［比較実験１：高反射性黒色バックシート］
米国特許出願公開第２０１３／２７６８７６号明細書の実施例１及び２の実施形態（３）に従って製造された高反射性黒色バックシート。
米国特許出願公開第２０１３／２７６８７６号明細書の実施例１及び２の実施形態（３）に従って製造された高反射性黒色バックシート。
【0096】
積分球装置を使用し、ＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、光源に対する機能性ポリマー層に関して、実施例６、７、８及び比較例１のそれぞれの全反射率を測定した。その結果を図５に示す。実施例６、７、特に８によって、７５０ｎｍから１０００ｎｍまでのＮＩＲ領域において高い全反射率が得られる。実施例６、７、特に実施例８によって、７５０ｎｍから１０００ｎｍまでのＮＩＲ領域において高い全反射率が得られる。この範囲はヒトの目に対する可視スペクトル範囲を超え（約３８０～７４０ｎｍ）、この範囲において一般的なケイ素太陽電池の（外部）量子効率が比較的高い（＞９０％）ことから、この波長範囲は最も妥当である。
【0097】
［実施例９：ＮＩＲ反射性緑色着色ポリマー層］
添加剤を含む７０重量％ポリエチレンと３０重量％ポリエチレンコポリマーとのポリマー混合物の粉末に、シェパードグリーン１０Ｃ６５０粉末を添加することによって、ＮＩＲ反射性ポリマー材料のストランドを製造した。混合物を小規模二軸スクリュー押出機に導入した。コンパウンド中のシェパードグリーン１０Ｃ６５０の総濃度は、ポリマー材料の全重量に対して８重量％であった。混合物を１７５℃及び２００ｒｐｍにて２分間にわたって溶融押出しし、材料をストランドとして回収する。寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ×６５μｍのプレカットアルミニウム型に約１グラムを置くことによって、このストランドからフィルムをプレスした。１７５℃にて３分間、ＴＨＢ４００ハンドヘルドプレスを使用して、プレスを行った。圧力を段階的に１００ｋＮから２００ｋＮへと増加し、最終的に３００ｋＮにした。それぞれのステップは１分間続けた。３分後、試料を加圧下にて室温に冷却した。厚さ１００μｍを有するフィルムが得られた。積分球装置を使用し、ＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、フィルムの全反射率を測定し、図６に示す。波長７５０ｎｍを超える著しい反射率を示す緑色着色フィルムが製造された。
添加剤を含む７０重量％ポリエチレンと３０重量％ポリエチレンコポリマーとのポリマー混合物の粉末に、シェパードグリーン１０Ｃ６５０粉末を添加することによって、ＮＩＲ反射性ポリマー材料のストランドを製造した。混合物を小規模二軸スクリュー押出機に導入した。コンパウンド中のシェパードグリーン１０Ｃ６５０の総濃度は、ポリマー材料の全重量に対して８重量％であった。混合物を１７５℃及び２００ｒｐｍにて２分間にわたって溶融押出しし、材料をストランドとして回収する。寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ×６５μｍのプレカットアルミニウム型に約１グラムを置くことによって、このストランドからフィルムをプレスした。１７５℃にて３分間、ＴＨＢ４００ハンドヘルドプレスを使用して、プレスを行った。圧力を段階的に１００ｋＮから２００ｋＮへと増加し、最終的に３００ｋＮにした。それぞれのステップは１分間続けた。３分後、試料を加圧下にて室温に冷却した。厚さ１００μｍを有するフィルムが得られた。積分球装置を使用し、ＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、フィルムの全反射率を測定し、図６に示す。波長７５０ｎｍを超える著しい反射率を示す緑色着色フィルムが製造された。
【0098】
［実施例１０：ＮＩＲ反射性オレンジ色着色ポリマー層］
８重量％シェパードグリーン１０Ｃ６５０の代わりに、シェパードオレンジ１０Ｐ３４０粉末８重量％を使用したことを除いては、実施例９を繰り返した。積分球装置を使用し、ＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、フィルムの全反射率を測定し、図７に示す。波長６００ｎｍを超える著しい反射率を示すオレンジ色着色フィルムが製造された。
８重量％シェパードグリーン１０Ｃ６５０の代わりに、シェパードオレンジ１０Ｐ３４０粉末８重量％を使用したことを除いては、実施例９を繰り返した。積分球装置を使用し、ＩＳＯ１３４６８－２に基づいて、フィルムの全反射率を測定し、図７に示す。波長６００ｎｍを超える著しい反射率を示すオレンジ色着色フィルムが製造された。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】