太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール
【課題】耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる上に、高温高湿の環境下に配置されても透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる太陽電池モジュール封止用シートを提供する。
【解決手段】本発明の太陽電池モジュール封止用シートは、透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を含有するシートであり、高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に、耐熱性、耐光性、耐候性のいずれかを向上させる安定化成分が結合した化合物であり、高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、前記透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部を超え２質量部以下になる量にされている。
【解決手段】本発明の太陽電池モジュール封止用シートは、透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を含有するシートであり、高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に、耐熱性、耐光性、耐候性のいずれかを向上させる安定化成分が結合した化合物であり、高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、前記透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部を超え２質量部以下になる量にされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの封止に使用されるシートおよび太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に対する関心が益々高まっており、二酸化炭素の排出による温室効果を抑制するための検討が各方面で行われている。中でも、太陽光発電は、そのクリーン性や無公害性という点から期待が高まっている。
【０００３】
太陽電池は、太陽光のエネルギーを電気に直接変換する太陽光発電システムの心臓部になるものであり、単結晶、多結晶、あるいはアモルファスシリコン系の半導体から構成されている。
太陽電池は、通常、太陽電池素子単体（太陽電池セル）は、長期間（約２０年）にわたって保護されるように、数枚〜数十枚単位でパッケージングされてモジュール化されている。具体的な太陽電池モジュールとしては、直列、並列に配線された複数の太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する封止体と、太陽光が当たる表面側に配置された透明ガラス部材と、裏面側に配置された裏面保護用シートとを具備するものが挙げられる。ここで、封止体としては、太陽電池セルを挟むように積層された一対の封止用シートが広く使用されている。
【０００４】
太陽電池モジュール用封止体には、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性と、長期間（約２０年）にわたって太陽電池セルを保護するための耐熱性・耐光性・耐候性とが求められる。接着性、耐熱性・耐光性・耐候性が高い程、発電効率が高くなり、封止体の物性低下を防止して長期間の保護が可能になる。
【０００５】
上記の要求を満たすために、太陽電池モジュール封止用シートとしては、有機過酸化物等を配合したエチレン共重合体のシートを使用することがある（特許文献１，２）。この封止用シートでは、配合した有機過酸化物をモジュール製造時に分解させることで、太陽電池セル、透明ガラス部材あるいは裏面保護用シートと封止体との接着性を向上させると共に、封止体を架橋させてエチレン共重合体自体の耐熱性を向上させることができる。
【０００６】
また、特許文献３には、封止用シートにヒンダードアミン系光安定剤や紫外線吸収剤等の安定剤を配合して、太陽電池モジュールが設置される屋外環境下、すなわち紫外線や雨風に暴露される環境下での耐熱性・耐光性・耐候性を高めて、光や熱による封止体の劣化を防ぐことが開示されている。
さらに、透明ガラス部材および裏面保護用シートとの接着性を高めると共にエチレン共重合体に架橋性を付与するために、封止用シートに、シランカップリング剤、架橋剤、架橋助剤等を配合することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−６０５７９号公報
【特許文献２】特開昭５８−６３１７８号公報
【特許文献３】特開２００８−１５９８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、太陽電池においては、２０〜３０年間の製品保証が求められる。そのため、太陽電池の耐熱性・耐光性・耐候性の評価は、高温高湿の過酷な条件の試験、例えば、温度８５℃、相対湿度８５％の環境下、２０００〜３０００時間放置して評価する促進試験、加圧水蒸気を使用し、温度１０５℃、相対湿度１００%の環境下、２００時間放置して評価する超促進試験の元で行われる。
封止体の耐熱性・耐光性・耐候性を高めるためには、安定剤の含有量を高めればよい。ところが、本発明者が、安定剤含有量を増やした封止体を用いた場合の、前記促進試験後の接着性を評価したところ、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する封止体の接着力が低下することが判明した。とりわけ、保護部材については、封止体がシランカップリング剤を含有しても接着力が低下することが判明した。
そこで、安定剤の添加量を調整することで、耐熱性・耐光性・耐候性と、接着性とを両立させることも検討したが、これらの性能を両立させるような添加量は見出せなかった。そのため、耐熱性・耐光性・耐候性、接着性のどちらかの性能を犠牲にせざるを得なかった。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる上に、高温高湿の環境下に配置されても透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる太陽電池モジュール封止用シートを提供することを目的とする。また、その太陽電池モジュール用封止材を用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従来、安定剤としては、ヒンダードフェノール系やリン系の酸化防止剤、ヒンダードアミン系の光安定剤、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤が広く使用されていた。ところが、本発明者が調べた結果、従来の安定剤は低分子量である上に、封止体を構成する樹脂との相溶性が低いために、促進試験にて表面側または裏面側にブリードアウトし、接着性を低下させていることが判明した。特に、低分子量の紫外線吸収剤、低分子量の光安定剤を用いた場合に、接着性の低下が顕著であることが確認された。また、裏面保護用シートに対する接着性が低下しやすいことも確認された。
これらの知見に基づき、本発明者が、耐熱性・耐光性・耐候性を高くしつつ接着性の低下を防止する手段について検討した結果、以下の太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュールを発明した。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ 透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を含有するシートであり、
高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に安定化成分が結合した化合物であり、高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、前記透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部を超え２質量部以下になる量にされていることを特徴とする太陽電池モジュール封止用シート。
［２］ 透明軟質樹脂が、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体であることを特徴とする［１］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［３］ 架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする［１］または［２］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［４］ 架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−α，β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする［１］または［２］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［５］ 高分子固定型安定剤の安定化成分が、光安定剤および／または紫外線吸収剤であることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［６］ 光安定剤が、ヒンダードアミン系光安定剤であることを特徴とする［５］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［７］ 紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることを特徴とする［５］または［６］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［８］ 太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する層状の封止体と、該封止体の一方の面側に配置された透明ガラス部材と、前記封止体の他方の面側に配置された裏面保護用シートとを具備し、
前記封止体が、［１］〜［７］のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シートにより形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の太陽電池モジュール用封止材は、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる上に、高温高湿の環境下に配置されても透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる。そのため、太陽電池モジュールの発電出力低下を抑制できる。
本発明の太陽電池モジュールは、発電出力低下が抑制されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。
【図２】裏面保護用シートの一例を示す断面図である
【図３】裏面保護用シートの他の例を示す断面図である。
【図４】裏面保護用シートの他の例を示す断面図である。
【図５】図１に示す太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜太陽電池モジュール封止用シート＞
本発明の太陽電池モジュール封止用シート（以下、封止用シートと略す。）は、透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を必須成分として含有するシートである。
【００１５】
［透明軟質樹脂］
透明軟質樹脂としては、例えば、エチレン系共重合体、ポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂）、変性ＰＶＢ樹脂）、ポリ塩化ビニル系重合体、スチレン系共重合体を用いることができるが、中でも、エチレン系共重合体、ポリビニルアセタール系樹脂が好ましい。
エチレン系共重合体において、エチレンに共重合する成分としては、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、４−メチルペンテン−１あるいはそれ以上高級の各種αオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル等のα，β−不飽和カルボン酸アルキルエステル、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン等のα，β−不飽和カルボン酸及びその塩などが挙げられる。
また、エチレン系共重合体としては、耐熱性、耐光性、耐候性をより高くできることから、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体が好ましい。
【００１６】
架橋性エチレン系共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体、金属イオンの存在下で架橋しうるエチレン−α，β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体が挙げられる。
ここで、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体は、有機過酸化物および／または架橋助剤の存在下で架橋しうる重合体である。また、エチレン−α，β不飽和カルボン酸共重合体およびエチレン−α，β不飽和カルボン酸−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体は、金属イオンの存在下で架橋しうる重合体である。
【００１７】
エチレン−酢酸ビニル共重合体は、透明性が高く、安価という点で好ましい。
エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率は１０〜４０質量%であることが好ましく、２５〜３５質量％であることがより好ましい。酢酸ビニル含有率が１０質量%以上であれば、充分に軟質になり、太陽電池モジュールを製造する際に太陽電池セルの破壊を防止でき、４０質量%以下であれば、充分な粘性を確保でき、取扱い性が高くなる。
【００１８】
［有機過酸化物］
エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体を架橋する際に用いる有機過酸化物としては、反応性の点から、半減期１０時間の分解温度が１４５℃以下のものが好ましい。
半減期１０時間の分解温度が１４５℃以下の有機過酸化物としては、ジラウロイルパーオキサイド、１，１，３，３，−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、１，１−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−アミルパーオキシイソノナノエート、ｔ−アミルパーオキシノルマルオクトエート、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−アミル−パーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソノナノエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル−４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシプロピル）ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３等が挙げられる。これら有機過酸化物は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
有機過酸化物は、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５〜５質量部の範囲で配合することが好ましく、０．１〜２．０質量部の範囲で配合することがより好ましい。有機過酸化物の配合量が０．０５質量部以上であれば、架橋構造を充分に形成でき、５質量部以下であれば、過度の反応を防止でき、発泡や分解による透明軟質樹脂の劣化を防ぐことができる。
【００２０】
［架橋助剤］
架橋助剤は、透明軟質樹脂の架橋度を高めて、封止用シートにより得られる封止体の接着性、機械的強度、耐熱性、耐湿熱性、耐候性をより向上させるための助剤である。
架橋助剤の具体例としては、（メタ）アクリロキシ基を含有する化合物、アリル基を含有する化合物などが挙げられる。
（メタ）アクリロキシ基を含有する化合物としては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）アクリル酸アミドが挙げられる。（メタ）アクリル酸アルキルエステルのアルキル基としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等が挙げられる。
また、（メタ）アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の代わりに、シクロヘキシル基、テトラヒドロフルフリル基、アミノエチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル基などで置換されていてもよい。
また、（メタ）アクリロキシ基を含有する化合物としては、（メタ）アクリル酸とエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多官能アルコールとのエステルが挙げられる。
アリル基含有化合物としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル等が挙げられる。
【００２１】
架橋助剤は、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５〜５質量部の範囲で配合することが好ましく、０．１〜２．０質量部の範囲で配合することがより好ましい。架橋助剤の配合量が０．０５質量部以上であれば、架橋構造を充分に形成でき、５質量部以下であれば、過度の反応を防止でき、発泡や分解による透明軟質樹脂の劣化を防ぐことができる。
【００２２】
また、透明軟質樹脂が光硬化する場合には、光重合開始剤が含まれてもよい。
光重合開始剤としては、例えば、水素引き抜き型、内部開裂型のものが挙げられる。
水素引き抜き型（二分子反応型）としては、例えば、ベンゾフェノン、オルソベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
内部開裂型としては、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタールが挙げられる。また、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アルキルフェニルグリオキシレート、ジエトキシアセトフェノン等のα−ヒドロキシアルキルフェノン型重合開始剤、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１等のα−アミノアルキルフェノン型重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド等も使用できる。
【００２３】
［高分子固定型安定剤］
高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に、耐熱性、耐光性、耐候性のいずれかを向上させる安定化成分が結合した化合物である。
このような高分子固定型安定剤としては、例えば、特開２００８−１９５９６１号公報、特開２００７−１６９６６０号公報、特開２００５−１５４５６５号公報、特開２００５−１２０１３７号公報、特開２００５−５４１８３号公報、特開２００３−２５３２４８号公報などに記載されているものを用いることができる。
【００２４】
高分子固定型安定剤の安定化成分は、接着性低下防止の効果が顕著であることから、光安定剤および／または紫外線吸収剤であることが好ましい。固定化される安定化成分としては光安定剤を用いる場合には、性能面から、ヒンダードアミン系光安定剤であることが好ましく、紫外線吸収剤はベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることが好ましい。
具体的には、高分子固定型安定剤としては、水酸基、カルボキシ基、酸クロライド基のいずれかの反応性官能基を有するヒンダードアミン系光安定剤またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、前記反応性官能基と反応しうる熱可塑性高分子との反応により得られたものが挙げられる。
また、高分子固定型安定剤として、カルボキシ基または酸クロライド基を有するフェノール系酸化防止剤と、水酸基、アミノ基、カルボン酸アルキルエステル基及びカルボン酸ハロゲナイド基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する熱可塑性高分子との反応により得られたものも使用できる。
【００２５】
反応性官能基を有するベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、３−［３’−（２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３’−（２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−５’−メチル−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３’−（２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−５’−エチル−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３’−（２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−５’−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３’−（５”−クロル−２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−５’−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３”−（２”’Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”’−イル）−４”−ヒドロキシ−５”−（１’，１’−ジメチルベンジル）フェニル］プロピオン酸、３−［３”−（２”’Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”’−イル）−４”−ヒドロキシ−５”−（１”，１”，３”，３”−テトラメチルブチル）フェニル］プロピオン酸、それらの酸クロライド化物が挙げられる。
【００２６】
反応性官能基を有するヒンダードアミン系光安定剤としては、４−ヒドロキシ−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジン、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジン、１−オクチルオキシ−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジン、それらのジカルボン酸ハーフエステル誘導体、それらの酸クロライド化物などが挙げられる。
【００２７】
反応性官能基と反応し得る熱可塑性高分子としては、反応性官能基と付加・縮合反応し得る高分子と、反応性官能基と反応し得る官能基を有する高分子が挙げられる。
反応性官能基と付加・縮合反応し得る高分子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（エチレン−プロピレン）共重合体、ポリ（エチレン−プロピレン−αオレフィン）共重合体等のポリオレフィン系重合体、ポリプロピレングリコール、ポリ（エチレングリコール−プロピレングリコール）共重合体、（ポリエチレングリコール）−（ポリプロピレングリコール）ブロック共重合体、ポリテトラメチレングリコール鎖等のポリエーテル系重合体、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンセバケート等の脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリネオペンチルテレフタレート等の芳香族ポリエステル、６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド系重合体、ポリスチレン、スチレン共重合体、ポリビニルブチラール等のポリビニル系重合体、アクリル酸アルキルエステル（共）重合体、メタクリル酸アルキルエステル（共）重合体、アクリル−スチレン共重合体等の（メタ）アクリル系（共）重合体、ポリシリコーン系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリ尿素系重合体、エポキシ樹脂、メラミン系樹脂、セルロース系重合体、キトサン系重合体等などが挙げられる。
反応性添加剤と反応し得る官能基を有する高分子としては、例えば、ポリ（エチレン−ビニルアルコール）共重合体、ポリ（エチレン−ビニルアルコール−酢酸ビニル）共重合体、ポリ（エチレン−アクリル酸）共重合体、ポリ（エチレン−アクリル酸メチル）共重合体、ポリ（エチレン−メタクリル酸）共重合体、ポリ（エチレン−メタクリル酸メチル）共重合体、ポリ（エチレン−ビニルアルコール−メタクリル酸）共重合体、ポリ（エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸）共重合体、ポリ（エチレン−ブチルアクリレート−無水マレイン酸）共重合体、ポリエチレン−無水マレイン酸グラフト共重合体、ポリ（エチレン−グリシジルメタアクリレート）共重合体、ポリエチレンモノアルコール、ポリエチレンモノカルボン酸等が挙げられる。
反応性官能基と反応し得る熱可塑性高分子の質量平均分子量は３０００〜２０００００であることが好ましく、約５０００〜１０００００であることがより好ましい。
上記高分子固定型安定剤としては、大日精化工業株式会社から「ハイステープＰ」が市販されており、これを使用することもできる。
【００２８】
高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部を超え２質量部以下、好ましくは０．２〜１質量部になる量にされている。安定化成分の量が、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部以下であると、高分子固定型安定剤の効果が発揮されず、２質量部を超えると、耐熱性・耐光性・耐候性の向上効果が飽和する上に、透明軟質樹脂とは異種の材料を配合するため、相溶性や透明性が低下することがある。
【００２９】
耐熱性・耐光性・耐候性の全てを維持するためには、封止用シートに、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の全てを含むことが好ましい。
この場合、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤のいずれかが高分子固定型であってもよいが、接着性の低下をより防止するためには、少なくとも紫外線吸収剤および光安定剤が高分子固定型であることが好ましく、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の全てが高分子固定型であることがより好ましい。
【００３０】
［その他の添加剤］
また、封止用シートには、必要に応じて、接着性を低下させない程度で、従来から封止用シートに使用されている安定剤が含まれてもよい。従来から使用されている安定剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸系の紫外線吸収剤、低分子量型あるいは高分子量型のヒンダードアミン系光安定剤、フェノール系、リン系、ラクトン系、硫黄系の酸化防止剤などが挙げられる。特に、フェノール系酸化防止剤としては、例えば、オクタデシル−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸、オクタデシル−３−（３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ安息香酸あるいはそれらの酸クロライドなどが挙げられる。
これら従来から使用されている安定剤の配合量は、接着性の低下をより防止する点で、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．５質量部以下であることが好ましく、０．３質量部以下であることがより好ましい。
【００３１】
封止用シートには、太陽電池モジュールを構成する表面側の透明ガラス部材との接着性を高めることから、シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
シランカップリング剤の含有量は、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましい。シランカップリング剤の含有量が０．１質量部以上であれば、より接着性を向上させることができ、５質量部以下であれば、充分な耐熱性、耐光性、耐候性が得られる。
【００３２】
また、封止用シートには、接着性及び硬化性を高める点では、エポキシ基含有化合物を含有することが好ましい。
エポキシ基含有化合物としては、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、アクリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フェノールグリシジルエーテル、ｐ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、ｏ−フタル酸ジグリシジルエステル、グリシジルメタクリレート、ブチルグリシジルエーテル等の化合物や、エポキシ基を含有した質量平均分子量が数百から数千のオリゴマーや質量平均分子量が数千から数十万のポリマーなどが挙げられる。
【００３３】
さらに、封止用シートは、その目的を損なわない範囲内で、接着促進剤、老化防止剤、無機又は有機の充填剤等が含まれてもよい。また、無機系、ハロゲン系、リン系の難燃剤が含まれてもよい。
無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、リン酸グアニール尿素、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
ハロゲン系難燃剤としては、塩素化パラフィン、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェニルオキサイド、ヘキサブロモシクロドデカン、オクタブロモジフェニルエーテル、１，２−ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ペンタブロモベンジルポリアクリレート、トリス（２，３−ジブロモプロピル−１）イソシアヌレート等が挙げられる
リン系難燃剤としては、トリフェニルホスフェート、レオフォストリアリルホスフェート、オクチルクレジルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート等が挙げられる。
【００３４】
［厚さ］
封止用シートの厚さは１〜１０００μｍであることが好ましく、５〜５００μｍであることがより好ましい。封止用シートの厚さが１μｍ以上であれば、太陽電池セルの凹凸を隙間なく埋めることができ、太陽電池セルを充分に封止できる。一方、封止用シートの厚さが１０００μｍ以下であれば、太陽電池モジュール全体を薄くでき、収納、組み立てが容易になり、また、光線透過性が高くなる。
【００３５】
［製造方法］
封止用シートの製造方法としては、例えば、透明軟質樹脂と高分子固定型安定剤とを混合し、得られた混合物を各種押出機、ロール、ミキサーなどで混練した後、Ｔダイ押出成形、カレンダー成形、インフレーション成形などのシート成形方法を適用する方法が挙げられる。
上記製造方法では、成形性を向上させるために、機能を低下させない程度に、スリップ剤、離型剤やアンチブロッキング剤等の加工助剤を配合しても構わない。また、製膜時のロールのブロッキングや太陽電池モジュールを製造するときの脱気性を付与するため、表面にエンボス加工を施しても構わない。
【００３６】
［作用・効果］
上述した封止用シートでは、安定剤が高分子固定型であるため、高温高湿の環境下に配置されてもブリードアウトしにくい。そのため、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる。また、高分子固定型安定剤によって、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる。
【００３７】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールの一実施形態例について説明する。
図１に、本実施形態例の太陽電池モジュールを示す。この太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池セル１０と、太陽電池セル１０を封止する層状の封止体２０と、封止体２０の一方の面側（表面側）に配置された透明ガラス部材３０と、封止体２０の他方の面側（裏面側）に配置された裏面保護用シート４０とを具備する。
【００３８】
［太陽電池セル］
太陽電池セル１０は、単結晶シリコン型セル、多結晶シリコン型セル、アモルファスシリコン型セル、化合物半導体型セルのいずれであっても構わない。
太陽電池セル１０の形状は、厚さが１ｍｍ以下、一辺５ｃｍ以上の四角形状の薄板である。
互いに隣接する太陽電池セル１０，１０同士は配線１１で直列に接続されている。
【００３９】
［封止体］
封止体２０は、封止用シート２０ａ，２０ｂが積層され、太陽電池セル１０を封止する層状体である。本実施形態例における封止体２０を構成する封止用シート２０ａ，２０ｂは、上述した本発明の封止用シートからなっている。
【００４０】
［透明ガラス部材］
透明ガラス部材３０は、厚さ０．１〜１０ｍｍの板状の部材である。透明ガラス部材３０の材質としては、ソーダライムガラスが好適に使用される。
【００４１】
［裏面保護用シート］
裏面保護用シート４０の一例を、図２に示す。図２に示す例の裏面保護用シート４０ａは、封止体２０側に配置される第１の基材４１と、封止体２０と反対側に配置される第２の基材４２と、第１の基材４１および第２の基材４２の間の第１の基材４１側に配置され、部分放電電圧を高めるためのスペーサ層４３と、第１の基材４１および第２の基材４２の間の第２の基材４２側に配置されたガスバリア層４４とを備える積層体である。
各層間は各種接着剤、例えば、ウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤などを用いて、ドライラミネート等のラミネート方法により接着させることができる。
【００４２】
第１の基材４１としては、封止体２０との接着性に優れる樹脂が使用される。
具体的には、第１の基材４１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンジメタノール−テレフタレート（ＰＣＴ）、ＰＥＴとＰＥＮの共重合体であるＰＥＴ−Ｇ等のポリエステルからなるポリエステル基材、ポリカーボネートからなるポリカーボネート基材が使用される。
これら基材は、透明であってもよいし、白顔料または黒顔料が練りこまれた基材であってもよい。
また、封止体２０との接着性をより高くできる点では、上記ポリエステル基材またはポリカーボネート基材に下記の塗工層を設けることが好ましい。
【００４３】
塗工層は、水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂とポリアクリル酸あるいはその誘導体とを含有する。
【００４４】
水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂は、親水性官能基を有する化合物がポリウレタンに共重合されている樹脂である。
ここで、ポリウレタンはポリオールと鎖延長剤としてのポリイソシアネート類とを反応させて得たものである。
ポリオールとしては、例えば、多塩基酸またはそのエステル形成誘導体とポリオールまたはそのエステル形成誘導体を用いて得られたポリエステルポリオール、末端／側鎖に水酸基を有するアクリルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールなどが挙げられる。
ポリイソシアネート類としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートあるいはその水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートあるいはその水素添加物、イソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネート類が挙げられる。また、ポリイソシアネート類として、前記ジイソシアネート類を、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールと反応させて得たアダクト体、水と反応させて得たビューレット体、ジイソシアネート類の三量体であるイソシアヌレート体などを使用することもできる。
親水性官能基は、ポリウレタン樹脂をエマルジョン化して水に対する分散性を向上させるための官能基であり、例えば、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、カルボン酸基が挙げられる。これらは塩になっていても構わない。
親水性官能基は分散性の付与だけでなく、各種基材、特にポリエステル基材との接着性向上の効果も有する。基材との接着性という点では、親水性官能基はカルボン酸基、スルホン酸基、あるいはこれらの塩が好ましい。
【００４５】
この水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂は、皮膜化した際の軟化点温度が１００℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましく、１８０℃以上であることが特に好ましい。水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂の、皮膜化した際の軟化点温度が１００℃以上であれば、長期使用（例えば数十年）における耐久性を向上させることができる。
【００４６】
塗工層は、上記ポリウレタン樹脂の架橋密度を高めることによって耐熱性を高めてもよい。架橋密度を高めるためには、例えば、ポリウレタン樹脂を架橋剤によって架橋すればよい。
架橋剤としては、例えば、上記ポリウレタン樹脂を製造する際に用いたポリイソシアネート類と同様のものを用いることができる。また、ポリイソシアネート類をアルコール類、ラクタム類、オキシム類などでブロック化させたブロックポリイソシアネート類を用いることが可能である。
また、アイオノマー型ポリウレタン樹脂の親水性官能基を架橋開始点として利用する架橋剤を用いることもできる。例えば、エポキシ系化合物、メラミン系化合物、一般式：Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ’）３で示されるオルガノシランあるいはこの加水分解物、あるいはこれらの誘導体（ただし、Ｒ＝アルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等）、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基から選択される官能基であり、Ｒ’はアルキル基である）などが挙げられる。
Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ’）３で示されるオルガノシランあるいはこの加水分解物、あるいはこれらの誘導体としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシランなどの各種シランカップリング剤が挙げられる。
【００４７】
架橋剤の添加量は、水分散型アイオノマー型ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましい。架橋剤の添加量が０．１質量部以上であれば、耐熱性をより向上させることができ、１０質量部以下であれば、塗工層を形成する際の塗工性に優れる。
【００４８】
ポリアクリル酸は、（メタ）アクリル酸の重合体である。ポリアクリル酸は塩であってもよい。
ポリアクリル酸の誘導体としては、（メタ）アクリル酸と、アルキル（メタ）アクリレートモノマー、アミド基含有モノマー、水酸基含有モノマー、アミド基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、シラン含有モノマー、イソシアネート基含有モノマーとの共重合体が挙げられる。
アルキル（メタ）アクリレートモノマーとしては、（メタ）アクリル酸のアルキルエステルであって、アルキル基が、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基のいずれかであるモノマーが挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミド（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）、Ｎ−アルコキシ（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジアルコキシ（メタ）アクリルアミド、（アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等）、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミドなどが挙げられる。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
シラン含有モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシランなどが挙げられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリロキシプロピルイソシアネートなどが挙げられる。
ポリアクリル酸あるいはその誘導体の中でも、ポリアクリル酸のナトリウム塩またはアンモニウム塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
【００４９】
ポリアクリル酸あるいはその誘導体の含有量は、水分散型アイオノマー型ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましい。ポリアクリル酸あるいはその誘導体の含有量が０．１質量部以上であれば、耐熱性をより向上させることができ、１０質量部以下であれば、塗工層を形成する際の塗工性に優れる。
【００５０】
塗工層には、必要に応じて、スリップ剤、アンチブロッキング剤、レベリング剤等の加工安定剤が配合されていても構わない。また、
【００５１】
また、第１の基材４１としては、フッ素樹脂フィルムを用いることもできる。フッ素樹脂フィルムを構成するフッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）が挙げられる。
フッ素樹脂フィルム基材には、封止体との接着性をより高めるために、コロナ処理、プラズマ処理、イオンボンバード処理などの表面処理が施されてもよい。
また、フッ素系フィルム基材についても、透明であってもよいし、白顔料または黒顔料が練りこまれたものであってもよい。
【００５２】
第２の基材４２およびスペーサ層４３を構成する樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂等が挙げられる。これらは、耐熱性、強度物性、電気絶縁性等を考慮して適宜選択されるが、耐候性や耐熱性に優れる点では、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂が好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンジメタノール−テレフタレート（ＰＣＴ）、ＰＥＴとＰＥＮの共重合体であるＰＥＴ−Ｇなどが挙げられる。
ポリエステルを用いる場合には、例えば、固相重合などの方法により、末端カルボン酸基の濃度を減少させ、数平均分子量を向上させて、耐久性を向上させることが好ましい。
フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などが挙げられる。
【００５３】
ガスバリア層４４としては、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔等の金属箔、アルミニウム蒸着フィルム等の金属蒸着フィルム、シリカやアルミナなどの無機化合物を蒸着した透明蒸着フィルムなどを用いることができる。これらの蒸着フィルムで用いる基材としては、第２の基材４２およびスペーサ層４３と同様のものが使用される。
【００５４】
なお、裏面保護用シート４０は、図２に示すものに限定されず、図２に示す裏面保護用シート４０ａのガスバリア層４４を省略した裏面保護用シート４０ｂ（図３参照）、図２に示す裏面保護用シート４０ａのスペーサ層４３を省略した裏面保護用シート４０ｃ（図４参照）であっても構わない。
【００５５】
［製造方法］
太陽電池モジュール１は、図５に示す製造装置１００を使用し、以下の工程を経ることにより製造される。
（１）チャンバ１１０内の約１２０〜１６０℃に加熱された天板１２０上に、下から順に、透明ガラス部材３０、封止用シート２０ａ、太陽電池セル１０、封止用シート２０ｂ、裏面保護用シート４０を積み重ねる。
（２）チャンバ１１０内を真空状態にする。
（３）チャンバ１１０内を大気圧に戻し、耐熱性を有するゴムシート１３０を裏面保護用シート４０に上から押し付けて、透明ガラス部材３０、封止用シート２０ａ、太陽電池セル１０、封止用シート２０ｂおよび裏面保護用シート４０を密着させる。これにより、封止用シート２０ａ，２０ｂを溶融させて、太陽電池セル１０を封止用シート２０ａ，２０ｂの間に包埋する。
（４）さらに、加熱・加圧することにより、透明ガラス部材３０と封止用シート２０ａ、２つの封止用シート２０ａ，２０ｂ同士、封止用シート２０ｂと裏面保護用シート４０とを接着すると共に、封止用シート２０ａ，２０ｂの透明軟質樹脂を架橋・固化させることにより一体化させて、封止体２０にする。
上記（３）（４）の工程は、連続的にインラインで行ってもよい（ファストキュア）が、有機過酸化物の種類とチャンバ１１０内の温度によっては、（４）の工程を別のオーブン内で行うことができる（スタンダードキュア）。
【００５６】
［作用・効果］
封止体２０と裏面保護用シート４０とは、濡れ性、あるいは水素結合や双極子−双極子相互作用等の分子間相互作用により接着させているため、封止体２０がシランカップリング剤を含んでも、安定剤のブリードアウトによって接着性が阻害されやすい。封止体２０と裏面保護用シート４０との接着性が低下すると、接着不良部分から水分が浸入しやすくなる。そのため、使用時間が長くなるにつれて太陽電池セル１０が劣化して、発電効率を低下させることがある。しかし、上記太陽電池モジュール１では、封止体２０に含まれる安定剤が高分子固定型であるため、ブリードアウトしにくく、封止体２０と裏面保護用シート４０との接着性が低下しにくい。
なお、封止体２０がシランカップリング剤を含有する場合には、従来使用されていた安定剤を含んでも、透明ガラス部材３０と封止体２０との接着性、太陽電池セル１０と封止体２０との接着性はある程度は確保できる。しかし、封止体２０が高分子固定型安定剤を含むことにより、透明ガラス部材３０と封止体２０との接着性、太陽電池セル１０と封止体２０との接着性を向上させることができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
以下の例においては下記の材料を用いた。
［透明軟質樹脂］
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）
酢酸ビニル単位：３３質量%、ＭＦＲ：３０ｇ／１０分、三井デュポンポリケミカル製商品名エバフレックス。なお、該エチレン−酢酸ビニル共重合体を使用する場合には、後述の有機過酸化物および架橋助剤を配合して、熱架橋型になるようにした。
・エチレン−メタクリル酸共重合体の亜鉛塩（Ｚｎ−ＩＯ）
メタクリル酸単位：１５質量％、ＭＦＲ：１６ｇ／１０分、三井デュポンポリケミカル製商品名ハイミラン。なお、該エチレン−メタクリル酸共重合体を使用する場合には、後述の有機過酸化物および架橋助剤を配合せず、イオン架橋型になるようにした。
【００５８】
［有機過酸化物、架橋助剤、シランカップリング剤］
・有機過酸化物：１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（日油製）
・架橋助剤：トリアリルイソシアヌレート（日本化成製）
・シランカップリング剤：γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウ・シリコーン製）
【００５９】
［安定剤］
・高分子固定型光安定剤（ＨＰ−ＨＡＬＳ）：ハイステープＰ−ＨＡＬＳタイプ（大日精化工業製）
・低分子量型光安定剤（ＨＡＬＳ）：チヌビン７７０（ヒンダードアミンタイプ：チバ・ジャパン製）
・高分子固定型紫外線吸収剤（ＨＰ−ＵＶａｂ）：ハイステープＰ−トリアジンタイプ（大日精化工業製）
・低分子量紫外線吸収剤（ＵＶａｂ）：チヌビン１２０（ベンゾフェノンタイプ：チバ・ジャパン製）
・高分子固定型酸化防止剤（ＨＰ−Ｈ−Ｐｈ）：ハイステープＰ−ヒンダードフェノールタイプ（大日精化工業製）
・低分子量酸化防止剤（Ｈ−Ｐｈ）：イルガノックス１０１０（ヒンダードフェノールタイプ、チバ・ジャパン製）
・低分子量酸化防止剤（Ｐ）：イルガフォス１６８（リンタイプ、チバ・ジャパン製）
【００６０】
＜製造例１〜１０＞
表１に示す割合で各成分をドライブレンドにより混合して、混合物を得た。その際、高分子固定型光安定剤を配合する場合には、エチレン系共重合体に高分子固定型光安定剤濃度５質量％になるように配合したマスターバッチを用いた。
次いで、得られた混合物をＴダイキャスト製膜装置（Ｔダイを備えた押出機）により、樹脂温度が１１０℃を超えないように製膜して、厚さ０．５ｍｍ（うちエンボスの厚み０．１ｍｍ）の封止用シートを得た。
封止用シートと裏面保護用シートとの接着性、封止用シートの耐候性を以下の方法により評価した。評価結果を表２，３に示す。
また、総合評価結果を表３に示す。総合評価結果は、接着強度、耐候性で×が一つでもあった場合には×、△が一つでもあった場合には△とした。×および△がない場合には○とした。
なお、製造例１〜４は、高分子固定型安定剤の安定化成分の含有量を変えた例を評価したものである。製造例５〜８は、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤の少なくとも２つに従来の安定剤を用いた例を評価したものである。製造例９〜１０は、エチレン−メタクリル酸共重合体の亜鉛塩を用いた例を評価したものである。
【００６１】
【表１】
【００６２】
［評価］
（１）接着強度
太陽電池モジュール製造装置の天板の上に、Ａ４サイズの強化ガラス／封止用シート（２枚）／裏面保護用シートを順に積層し、ファストキュアの条件で加熱圧着して、接着強度測定用サンプルを得た。加熱圧着の条件は、温度１５０℃、真空引き４分、熱圧着１０分とした。
上記接着強度測定用サンプルを、プレッシャークッカー試験槽内に配置し、温度１０５℃、相対湿度１００％の環境下として、促進試験を行った。
促進試験後、封止体と裏面保護用シートとの接着強度を、オリエンテック製テンシロンを用いて測定した。
判定基準は、促進試験９６時間でＡ〜Ｃのいずれかの裏面保護用シートに対して浮きが見られた場合には×、１４４時間で浮きが見られた場合には△、１９２時間でも浮きが見られないものを○とした。
【００６３】
裏面保護用シートとしては、以下のＡ，Ｂ，Ｃの３種類を用いた。
Ａ：耐熱ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ７５μｍ、東レ社製ルミラー）／ポリウレタン系接着剤（東洋インキ製造社製ダイナグランド）／シリカ蒸着フィルム（１２μｍ）／ポリウレタン系接着剤／耐熱白ＰＥＴフィルム（厚さ１２５μｍ、東レ社製ルミラー）。耐熱白ＰＥＴフィルムが封止用シート側になる。
Ｂ：Ａの裏面保護用シートの耐熱白ＰＥＴフィルムの表面に、アイオノマー型ポリウレタン樹脂ＤＩＣ製ハイドラン１００質量部／水系イソシアネート化合物２質量部と水系グリシジル化合物５質量部の混合物（ＤＩＣ製ハイドランアシスター）／ポリアクリル酸ナトリウム５質量部を配合して得た組成物を、乾燥塗工量５〜６ｇ／ｍ２になるように塗工した後、１２５℃で焼き付けて、塗工層を形成したシート。
Ｃ：ポリフッ化ビニルフィルム（厚さ３８μｍ、デュポン社製テドラー）／ポリウレタン系接着剤／一般ＰＥＴフィルム（厚さ２５０μｍ、東レ社製ルミラー）／ポリウレタン系接着剤／ポリフッ化ビニル
【００６４】
（２）耐候性
Ａ４サイズの強化ガラス／剥離フィルム／封止用シート（２枚）／ＰＥＴフィルム（厚さ２５０μｍ）を積層し、接着強度測定用サンプルの作製と同様にして積層体を得た。その後、剥離フィルムを利用して、封止用シート／ＰＥＴフィルムのみを剥離し、５０×５０ｍｍのサイズに裁断した。
５０×５０ｍｍに裁断したサンプルについて、封止用シートからＰＥＴフィルムに向かう方向に、岩崎電気製「アイ スーパーＵＶテスター」を用い、照度１００ｍＷ／ｃｍ２、ブラックパネル温度６３℃（相対湿度５０％）、照射／結露サイクル＝６時間／６時間の条件で６００時間の耐候試験を行った。
耐候試験後、東京電色製オートマチックヘーズメーターを用いてイエローインデックス値（ＹＩ値）を測定した。ＹＩが１０以下では○、１０を超え２０以下では△、２０を超えた場合には×とした。
【００６５】
【表２】
【００６６】
【表３】
【００６７】
高分子固定型安定剤を、安定化成分の量が、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．１〜２質量部になる量で含む製造例１〜３，５，６，８〜９の封止用シートを用いた場合には、耐候性を有する上に、長時間使用しても接着性の低下が防止されていた。
これに対し、高分子固定型安定剤を全く含まない製造例７，１０の封止用シートを用いた場合には、接着性が顕著に低下した。
また、高分子固定型安定剤を、安定化成分の量が、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．１質量部未満になる量で含む製造例４の封止用シートを用いた場合には、耐候性が得られなかった。
【００６８】
また、製造例１〜４より、高分子固定型安定剤の含有量が少ない程、耐候性が低くなることが判明した。
また、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤のいずれかに高分子固定型安定剤を用いた例（製造例５，６，８）よりも、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤の全てに高分子固定型安定剤を用いた例（製造例１）の方が接着性に優れることが判明した。
また、裏面保護用シートの種類によって接着性が異なることも判明した。すなわち、裏面保護用シートＡよりも、架橋構造を有するアイオノマー型ポリウレタン樹脂を含有する塗工層を有する裏面保護用シートＢ、フッ素樹脂系フィルムである裏面保護用シートＣの方が接着性に優れることが判明した。
【００６９】
（３）太陽電池の発電出力
製造例１の封止用シートおよび製造例７の封止用シートを用いて、太陽電池モジュールを作製し、発電出力を評価した。
具体的には、Ａ４サイズの強化ガラス／封止用シート／太陽電池セル／封止用シート／上記裏面保護用シートＢを積層し、接着強度測定用サンプルの作製と同様に加熱圧着して、太陽電池モジュール用積層体を得た。得られた積層体の裏面保護用シート側に、ジャンクションボックスを設置し、アルミニウムフレームで枠組みした後、シーリング剤で太陽電池モジュールの側面部分を封止して、太陽電池モジュールのサンプルを得た。
得られた太陽電池モジュールを温度８５℃、相対湿度８５％の環境下で、１０００時間、２０００時間、３０００時間保管した。保管後の発電出力低下度合いを評価した。
太陽電池の発電出力は、ＪＩＳ Ｃ８９１３に従って測定した。そして、発電出力変化率を、保管後の出力／保管前の出力×１００（％）の式により求めた。
その結果、製造例１の封止用シートを用いた場合には、３０００時間保管後も発電出力変化率が９２％であったが、製造例７の封止用シートを用いた場合には、２０００時間保管後で発電出力が８２％に低下し、さらに３０００時間保管後では７４％にまで低下した。
【符号の説明】
【００７０】
１ 太陽電池モジュール
１０ 太陽電池セル
２０ 封止体
２０ａ，２０ｂ 封止用シート
３０ 透明ガラス部材
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 裏面保護用シート
４１ 第１の基材
４２ 第２の基材
４３ スペーサ層
４４ ガスバリア層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの封止に使用されるシートおよび太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に対する関心が益々高まっており、二酸化炭素の排出による温室効果を抑制するための検討が各方面で行われている。中でも、太陽光発電は、そのクリーン性や無公害性という点から期待が高まっている。
【０００３】
太陽電池は、太陽光のエネルギーを電気に直接変換する太陽光発電システムの心臓部になるものであり、単結晶、多結晶、あるいはアモルファスシリコン系の半導体から構成されている。
太陽電池は、通常、太陽電池素子単体（太陽電池セル）は、長期間（約２０年）にわたって保護されるように、数枚〜数十枚単位でパッケージングされてモジュール化されている。具体的な太陽電池モジュールとしては、直列、並列に配線された複数の太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する封止体と、太陽光が当たる表面側に配置された透明ガラス部材と、裏面側に配置された裏面保護用シートとを具備するものが挙げられる。ここで、封止体としては、太陽電池セルを挟むように積層された一対の封止用シートが広く使用されている。
【０００４】
太陽電池モジュール用封止体には、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性と、長期間（約２０年）にわたって太陽電池セルを保護するための耐熱性・耐光性・耐候性とが求められる。接着性、耐熱性・耐光性・耐候性が高い程、発電効率が高くなり、封止体の物性低下を防止して長期間の保護が可能になる。
【０００５】
上記の要求を満たすために、太陽電池モジュール封止用シートとしては、有機過酸化物等を配合したエチレン共重合体のシートを使用することがある（特許文献１，２）。この封止用シートでは、配合した有機過酸化物をモジュール製造時に分解させることで、太陽電池セル、透明ガラス部材あるいは裏面保護用シートと封止体との接着性を向上させると共に、封止体を架橋させてエチレン共重合体自体の耐熱性を向上させることができる。
【０００６】
また、特許文献３には、封止用シートにヒンダードアミン系光安定剤や紫外線吸収剤等の安定剤を配合して、太陽電池モジュールが設置される屋外環境下、すなわち紫外線や雨風に暴露される環境下での耐熱性・耐光性・耐候性を高めて、光や熱による封止体の劣化を防ぐことが開示されている。
さらに、透明ガラス部材および裏面保護用シートとの接着性を高めると共にエチレン共重合体に架橋性を付与するために、封止用シートに、シランカップリング剤、架橋剤、架橋助剤等を配合することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−６０５７９号公報
【特許文献２】特開昭５８−６３１７８号公報
【特許文献３】特開２００８−１５９８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、太陽電池においては、２０〜３０年間の製品保証が求められる。そのため、太陽電池の耐熱性・耐光性・耐候性の評価は、高温高湿の過酷な条件の試験、例えば、温度８５℃、相対湿度８５％の環境下、２０００〜３０００時間放置して評価する促進試験、加圧水蒸気を使用し、温度１０５℃、相対湿度１００%の環境下、２００時間放置して評価する超促進試験の元で行われる。
封止体の耐熱性・耐光性・耐候性を高めるためには、安定剤の含有量を高めればよい。ところが、本発明者が、安定剤含有量を増やした封止体を用いた場合の、前記促進試験後の接着性を評価したところ、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する封止体の接着力が低下することが判明した。とりわけ、保護部材については、封止体がシランカップリング剤を含有しても接着力が低下することが判明した。
そこで、安定剤の添加量を調整することで、耐熱性・耐光性・耐候性と、接着性とを両立させることも検討したが、これらの性能を両立させるような添加量は見出せなかった。そのため、耐熱性・耐光性・耐候性、接着性のどちらかの性能を犠牲にせざるを得なかった。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる上に、高温高湿の環境下に配置されても透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる太陽電池モジュール封止用シートを提供することを目的とする。また、その太陽電池モジュール用封止材を用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従来、安定剤としては、ヒンダードフェノール系やリン系の酸化防止剤、ヒンダードアミン系の光安定剤、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤が広く使用されていた。ところが、本発明者が調べた結果、従来の安定剤は低分子量である上に、封止体を構成する樹脂との相溶性が低いために、促進試験にて表面側または裏面側にブリードアウトし、接着性を低下させていることが判明した。特に、低分子量の紫外線吸収剤、低分子量の光安定剤を用いた場合に、接着性の低下が顕著であることが確認された。また、裏面保護用シートに対する接着性が低下しやすいことも確認された。
これらの知見に基づき、本発明者が、耐熱性・耐光性・耐候性を高くしつつ接着性の低下を防止する手段について検討した結果、以下の太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュールを発明した。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ 透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を含有するシートであり、
高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に安定化成分が結合した化合物であり、高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、前記透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部を超え２質量部以下になる量にされていることを特徴とする太陽電池モジュール封止用シート。
［２］ 透明軟質樹脂が、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体であることを特徴とする［１］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［３］ 架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする［１］または［２］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［４］ 架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−α，β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする［１］または［２］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［５］ 高分子固定型安定剤の安定化成分が、光安定剤および／または紫外線吸収剤であることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［６］ 光安定剤が、ヒンダードアミン系光安定剤であることを特徴とする［５］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［７］ 紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることを特徴とする［５］または［６］に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
［８］ 太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する層状の封止体と、該封止体の一方の面側に配置された透明ガラス部材と、前記封止体の他方の面側に配置された裏面保護用シートとを具備し、
前記封止体が、［１］〜［７］のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シートにより形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の太陽電池モジュール用封止材は、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる上に、高温高湿の環境下に配置されても透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる。そのため、太陽電池モジュールの発電出力低下を抑制できる。
本発明の太陽電池モジュールは、発電出力低下が抑制されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。
【図２】裏面保護用シートの一例を示す断面図である
【図３】裏面保護用シートの他の例を示す断面図である。
【図４】裏面保護用シートの他の例を示す断面図である。
【図５】図１に示す太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜太陽電池モジュール封止用シート＞
本発明の太陽電池モジュール封止用シート（以下、封止用シートと略す。）は、透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を必須成分として含有するシートである。
【００１５】
［透明軟質樹脂］
透明軟質樹脂としては、例えば、エチレン系共重合体、ポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂）、変性ＰＶＢ樹脂）、ポリ塩化ビニル系重合体、スチレン系共重合体を用いることができるが、中でも、エチレン系共重合体、ポリビニルアセタール系樹脂が好ましい。
エチレン系共重合体において、エチレンに共重合する成分としては、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、４−メチルペンテン−１あるいはそれ以上高級の各種αオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル等のα，β−不飽和カルボン酸アルキルエステル、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン等のα，β−不飽和カルボン酸及びその塩などが挙げられる。
また、エチレン系共重合体としては、耐熱性、耐光性、耐候性をより高くできることから、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体が好ましい。
【００１６】
架橋性エチレン系共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体、金属イオンの存在下で架橋しうるエチレン−α，β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体が挙げられる。
ここで、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体は、有機過酸化物および／または架橋助剤の存在下で架橋しうる重合体である。また、エチレン−α，β不飽和カルボン酸共重合体およびエチレン−α，β不飽和カルボン酸−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体は、金属イオンの存在下で架橋しうる重合体である。
【００１７】
エチレン−酢酸ビニル共重合体は、透明性が高く、安価という点で好ましい。
エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率は１０〜４０質量%であることが好ましく、２５〜３５質量％であることがより好ましい。酢酸ビニル含有率が１０質量%以上であれば、充分に軟質になり、太陽電池モジュールを製造する際に太陽電池セルの破壊を防止でき、４０質量%以下であれば、充分な粘性を確保でき、取扱い性が高くなる。
【００１８】
［有機過酸化物］
エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体を架橋する際に用いる有機過酸化物としては、反応性の点から、半減期１０時間の分解温度が１４５℃以下のものが好ましい。
半減期１０時間の分解温度が１４５℃以下の有機過酸化物としては、ジラウロイルパーオキサイド、１，１，３，３，−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、１，１−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−アミルパーオキシイソノナノエート、ｔ−アミルパーオキシノルマルオクトエート、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−アミル−パーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソノナノエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル−４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシプロピル）ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３等が挙げられる。これら有機過酸化物は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
有機過酸化物は、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５〜５質量部の範囲で配合することが好ましく、０．１〜２．０質量部の範囲で配合することがより好ましい。有機過酸化物の配合量が０．０５質量部以上であれば、架橋構造を充分に形成でき、５質量部以下であれば、過度の反応を防止でき、発泡や分解による透明軟質樹脂の劣化を防ぐことができる。
【００２０】
［架橋助剤］
架橋助剤は、透明軟質樹脂の架橋度を高めて、封止用シートにより得られる封止体の接着性、機械的強度、耐熱性、耐湿熱性、耐候性をより向上させるための助剤である。
架橋助剤の具体例としては、（メタ）アクリロキシ基を含有する化合物、アリル基を含有する化合物などが挙げられる。
（メタ）アクリロキシ基を含有する化合物としては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）アクリル酸アミドが挙げられる。（メタ）アクリル酸アルキルエステルのアルキル基としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等が挙げられる。
また、（メタ）アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の代わりに、シクロヘキシル基、テトラヒドロフルフリル基、アミノエチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル基などで置換されていてもよい。
また、（メタ）アクリロキシ基を含有する化合物としては、（メタ）アクリル酸とエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多官能アルコールとのエステルが挙げられる。
アリル基含有化合物としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル等が挙げられる。
【００２１】
架橋助剤は、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５〜５質量部の範囲で配合することが好ましく、０．１〜２．０質量部の範囲で配合することがより好ましい。架橋助剤の配合量が０．０５質量部以上であれば、架橋構造を充分に形成でき、５質量部以下であれば、過度の反応を防止でき、発泡や分解による透明軟質樹脂の劣化を防ぐことができる。
【００２２】
また、透明軟質樹脂が光硬化する場合には、光重合開始剤が含まれてもよい。
光重合開始剤としては、例えば、水素引き抜き型、内部開裂型のものが挙げられる。
水素引き抜き型（二分子反応型）としては、例えば、ベンゾフェノン、オルソベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
内部開裂型としては、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタールが挙げられる。また、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アルキルフェニルグリオキシレート、ジエトキシアセトフェノン等のα−ヒドロキシアルキルフェノン型重合開始剤、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１等のα−アミノアルキルフェノン型重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド等も使用できる。
【００２３】
［高分子固定型安定剤］
高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に、耐熱性、耐光性、耐候性のいずれかを向上させる安定化成分が結合した化合物である。
このような高分子固定型安定剤としては、例えば、特開２００８−１９５９６１号公報、特開２００７−１６９６６０号公報、特開２００５−１５４５６５号公報、特開２００５−１２０１３７号公報、特開２００５−５４１８３号公報、特開２００３−２５３２４８号公報などに記載されているものを用いることができる。
【００２４】
高分子固定型安定剤の安定化成分は、接着性低下防止の効果が顕著であることから、光安定剤および／または紫外線吸収剤であることが好ましい。固定化される安定化成分としては光安定剤を用いる場合には、性能面から、ヒンダードアミン系光安定剤であることが好ましく、紫外線吸収剤はベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることが好ましい。
具体的には、高分子固定型安定剤としては、水酸基、カルボキシ基、酸クロライド基のいずれかの反応性官能基を有するヒンダードアミン系光安定剤またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、前記反応性官能基と反応しうる熱可塑性高分子との反応により得られたものが挙げられる。
また、高分子固定型安定剤として、カルボキシ基または酸クロライド基を有するフェノール系酸化防止剤と、水酸基、アミノ基、カルボン酸アルキルエステル基及びカルボン酸ハロゲナイド基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する熱可塑性高分子との反応により得られたものも使用できる。
【００２５】
反応性官能基を有するベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、３−［３’−（２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３’−（２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−５’−メチル−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３’−（２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−５’−エチル−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３’−（２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−５’−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３’−（５”−クロル−２”Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”−イル）−５’−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル］プロピオン酸、３−［３”−（２”’Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”’−イル）−４”−ヒドロキシ−５”−（１’，１’−ジメチルベンジル）フェニル］プロピオン酸、３−［３”−（２”’Ｈ−ベンゾトリアゾール−２”’−イル）−４”−ヒドロキシ−５”−（１”，１”，３”，３”−テトラメチルブチル）フェニル］プロピオン酸、それらの酸クロライド化物が挙げられる。
【００２６】
反応性官能基を有するヒンダードアミン系光安定剤としては、４−ヒドロキシ−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジン、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジン、１−オクチルオキシ−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジン、それらのジカルボン酸ハーフエステル誘導体、それらの酸クロライド化物などが挙げられる。
【００２７】
反応性官能基と反応し得る熱可塑性高分子としては、反応性官能基と付加・縮合反応し得る高分子と、反応性官能基と反応し得る官能基を有する高分子が挙げられる。
反応性官能基と付加・縮合反応し得る高分子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（エチレン−プロピレン）共重合体、ポリ（エチレン−プロピレン−αオレフィン）共重合体等のポリオレフィン系重合体、ポリプロピレングリコール、ポリ（エチレングリコール−プロピレングリコール）共重合体、（ポリエチレングリコール）−（ポリプロピレングリコール）ブロック共重合体、ポリテトラメチレングリコール鎖等のポリエーテル系重合体、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンセバケート等の脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリネオペンチルテレフタレート等の芳香族ポリエステル、６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド系重合体、ポリスチレン、スチレン共重合体、ポリビニルブチラール等のポリビニル系重合体、アクリル酸アルキルエステル（共）重合体、メタクリル酸アルキルエステル（共）重合体、アクリル−スチレン共重合体等の（メタ）アクリル系（共）重合体、ポリシリコーン系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリ尿素系重合体、エポキシ樹脂、メラミン系樹脂、セルロース系重合体、キトサン系重合体等などが挙げられる。
反応性添加剤と反応し得る官能基を有する高分子としては、例えば、ポリ（エチレン−ビニルアルコール）共重合体、ポリ（エチレン−ビニルアルコール−酢酸ビニル）共重合体、ポリ（エチレン−アクリル酸）共重合体、ポリ（エチレン−アクリル酸メチル）共重合体、ポリ（エチレン−メタクリル酸）共重合体、ポリ（エチレン−メタクリル酸メチル）共重合体、ポリ（エチレン−ビニルアルコール−メタクリル酸）共重合体、ポリ（エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸）共重合体、ポリ（エチレン−ブチルアクリレート−無水マレイン酸）共重合体、ポリエチレン−無水マレイン酸グラフト共重合体、ポリ（エチレン−グリシジルメタアクリレート）共重合体、ポリエチレンモノアルコール、ポリエチレンモノカルボン酸等が挙げられる。
反応性官能基と反応し得る熱可塑性高分子の質量平均分子量は３０００〜２０００００であることが好ましく、約５０００〜１０００００であることがより好ましい。
上記高分子固定型安定剤としては、大日精化工業株式会社から「ハイステープＰ」が市販されており、これを使用することもできる。
【００２８】
高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部を超え２質量部以下、好ましくは０．２〜１質量部になる量にされている。安定化成分の量が、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部以下であると、高分子固定型安定剤の効果が発揮されず、２質量部を超えると、耐熱性・耐光性・耐候性の向上効果が飽和する上に、透明軟質樹脂とは異種の材料を配合するため、相溶性や透明性が低下することがある。
【００２９】
耐熱性・耐光性・耐候性の全てを維持するためには、封止用シートに、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の全てを含むことが好ましい。
この場合、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤のいずれかが高分子固定型であってもよいが、接着性の低下をより防止するためには、少なくとも紫外線吸収剤および光安定剤が高分子固定型であることが好ましく、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の全てが高分子固定型であることがより好ましい。
【００３０】
［その他の添加剤］
また、封止用シートには、必要に応じて、接着性を低下させない程度で、従来から封止用シートに使用されている安定剤が含まれてもよい。従来から使用されている安定剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸系の紫外線吸収剤、低分子量型あるいは高分子量型のヒンダードアミン系光安定剤、フェノール系、リン系、ラクトン系、硫黄系の酸化防止剤などが挙げられる。特に、フェノール系酸化防止剤としては、例えば、オクタデシル−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸、オクタデシル−３−（３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ安息香酸あるいはそれらの酸クロライドなどが挙げられる。
これら従来から使用されている安定剤の配合量は、接着性の低下をより防止する点で、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．５質量部以下であることが好ましく、０．３質量部以下であることがより好ましい。
【００３１】
封止用シートには、太陽電池モジュールを構成する表面側の透明ガラス部材との接着性を高めることから、シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
シランカップリング剤の含有量は、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましい。シランカップリング剤の含有量が０．１質量部以上であれば、より接着性を向上させることができ、５質量部以下であれば、充分な耐熱性、耐光性、耐候性が得られる。
【００３２】
また、封止用シートには、接着性及び硬化性を高める点では、エポキシ基含有化合物を含有することが好ましい。
エポキシ基含有化合物としては、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、アクリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フェノールグリシジルエーテル、ｐ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、ｏ−フタル酸ジグリシジルエステル、グリシジルメタクリレート、ブチルグリシジルエーテル等の化合物や、エポキシ基を含有した質量平均分子量が数百から数千のオリゴマーや質量平均分子量が数千から数十万のポリマーなどが挙げられる。
【００３３】
さらに、封止用シートは、その目的を損なわない範囲内で、接着促進剤、老化防止剤、無機又は有機の充填剤等が含まれてもよい。また、無機系、ハロゲン系、リン系の難燃剤が含まれてもよい。
無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、リン酸グアニール尿素、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
ハロゲン系難燃剤としては、塩素化パラフィン、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェニルオキサイド、ヘキサブロモシクロドデカン、オクタブロモジフェニルエーテル、１，２−ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ペンタブロモベンジルポリアクリレート、トリス（２，３−ジブロモプロピル−１）イソシアヌレート等が挙げられる
リン系難燃剤としては、トリフェニルホスフェート、レオフォストリアリルホスフェート、オクチルクレジルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート等が挙げられる。
【００３４】
［厚さ］
封止用シートの厚さは１〜１０００μｍであることが好ましく、５〜５００μｍであることがより好ましい。封止用シートの厚さが１μｍ以上であれば、太陽電池セルの凹凸を隙間なく埋めることができ、太陽電池セルを充分に封止できる。一方、封止用シートの厚さが１０００μｍ以下であれば、太陽電池モジュール全体を薄くでき、収納、組み立てが容易になり、また、光線透過性が高くなる。
【００３５】
［製造方法］
封止用シートの製造方法としては、例えば、透明軟質樹脂と高分子固定型安定剤とを混合し、得られた混合物を各種押出機、ロール、ミキサーなどで混練した後、Ｔダイ押出成形、カレンダー成形、インフレーション成形などのシート成形方法を適用する方法が挙げられる。
上記製造方法では、成形性を向上させるために、機能を低下させない程度に、スリップ剤、離型剤やアンチブロッキング剤等の加工助剤を配合しても構わない。また、製膜時のロールのブロッキングや太陽電池モジュールを製造するときの脱気性を付与するため、表面にエンボス加工を施しても構わない。
【００３６】
［作用・効果］
上述した封止用シートでは、安定剤が高分子固定型であるため、高温高湿の環境下に配置されてもブリードアウトしにくい。そのため、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる。また、高分子固定型安定剤によって、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる。
【００３７】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールの一実施形態例について説明する。
図１に、本実施形態例の太陽電池モジュールを示す。この太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池セル１０と、太陽電池セル１０を封止する層状の封止体２０と、封止体２０の一方の面側（表面側）に配置された透明ガラス部材３０と、封止体２０の他方の面側（裏面側）に配置された裏面保護用シート４０とを具備する。
【００３８】
［太陽電池セル］
太陽電池セル１０は、単結晶シリコン型セル、多結晶シリコン型セル、アモルファスシリコン型セル、化合物半導体型セルのいずれであっても構わない。
太陽電池セル１０の形状は、厚さが１ｍｍ以下、一辺５ｃｍ以上の四角形状の薄板である。
互いに隣接する太陽電池セル１０，１０同士は配線１１で直列に接続されている。
【００３９】
［封止体］
封止体２０は、封止用シート２０ａ，２０ｂが積層され、太陽電池セル１０を封止する層状体である。本実施形態例における封止体２０を構成する封止用シート２０ａ，２０ｂは、上述した本発明の封止用シートからなっている。
【００４０】
［透明ガラス部材］
透明ガラス部材３０は、厚さ０．１〜１０ｍｍの板状の部材である。透明ガラス部材３０の材質としては、ソーダライムガラスが好適に使用される。
【００４１】
［裏面保護用シート］
裏面保護用シート４０の一例を、図２に示す。図２に示す例の裏面保護用シート４０ａは、封止体２０側に配置される第１の基材４１と、封止体２０と反対側に配置される第２の基材４２と、第１の基材４１および第２の基材４２の間の第１の基材４１側に配置され、部分放電電圧を高めるためのスペーサ層４３と、第１の基材４１および第２の基材４２の間の第２の基材４２側に配置されたガスバリア層４４とを備える積層体である。
各層間は各種接着剤、例えば、ウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤などを用いて、ドライラミネート等のラミネート方法により接着させることができる。
【００４２】
第１の基材４１としては、封止体２０との接着性に優れる樹脂が使用される。
具体的には、第１の基材４１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンジメタノール−テレフタレート（ＰＣＴ）、ＰＥＴとＰＥＮの共重合体であるＰＥＴ−Ｇ等のポリエステルからなるポリエステル基材、ポリカーボネートからなるポリカーボネート基材が使用される。
これら基材は、透明であってもよいし、白顔料または黒顔料が練りこまれた基材であってもよい。
また、封止体２０との接着性をより高くできる点では、上記ポリエステル基材またはポリカーボネート基材に下記の塗工層を設けることが好ましい。
【００４３】
塗工層は、水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂とポリアクリル酸あるいはその誘導体とを含有する。
【００４４】
水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂は、親水性官能基を有する化合物がポリウレタンに共重合されている樹脂である。
ここで、ポリウレタンはポリオールと鎖延長剤としてのポリイソシアネート類とを反応させて得たものである。
ポリオールとしては、例えば、多塩基酸またはそのエステル形成誘導体とポリオールまたはそのエステル形成誘導体を用いて得られたポリエステルポリオール、末端／側鎖に水酸基を有するアクリルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールなどが挙げられる。
ポリイソシアネート類としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートあるいはその水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートあるいはその水素添加物、イソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネート類が挙げられる。また、ポリイソシアネート類として、前記ジイソシアネート類を、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールと反応させて得たアダクト体、水と反応させて得たビューレット体、ジイソシアネート類の三量体であるイソシアヌレート体などを使用することもできる。
親水性官能基は、ポリウレタン樹脂をエマルジョン化して水に対する分散性を向上させるための官能基であり、例えば、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、カルボン酸基が挙げられる。これらは塩になっていても構わない。
親水性官能基は分散性の付与だけでなく、各種基材、特にポリエステル基材との接着性向上の効果も有する。基材との接着性という点では、親水性官能基はカルボン酸基、スルホン酸基、あるいはこれらの塩が好ましい。
【００４５】
この水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂は、皮膜化した際の軟化点温度が１００℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましく、１８０℃以上であることが特に好ましい。水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂の、皮膜化した際の軟化点温度が１００℃以上であれば、長期使用（例えば数十年）における耐久性を向上させることができる。
【００４６】
塗工層は、上記ポリウレタン樹脂の架橋密度を高めることによって耐熱性を高めてもよい。架橋密度を高めるためには、例えば、ポリウレタン樹脂を架橋剤によって架橋すればよい。
架橋剤としては、例えば、上記ポリウレタン樹脂を製造する際に用いたポリイソシアネート類と同様のものを用いることができる。また、ポリイソシアネート類をアルコール類、ラクタム類、オキシム類などでブロック化させたブロックポリイソシアネート類を用いることが可能である。
また、アイオノマー型ポリウレタン樹脂の親水性官能基を架橋開始点として利用する架橋剤を用いることもできる。例えば、エポキシ系化合物、メラミン系化合物、一般式：Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ’）３で示されるオルガノシランあるいはこの加水分解物、あるいはこれらの誘導体（ただし、Ｒ＝アルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等）、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基から選択される官能基であり、Ｒ’はアルキル基である）などが挙げられる。
Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ’）３で示されるオルガノシランあるいはこの加水分解物、あるいはこれらの誘導体としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシランなどの各種シランカップリング剤が挙げられる。
【００４７】
架橋剤の添加量は、水分散型アイオノマー型ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましい。架橋剤の添加量が０．１質量部以上であれば、耐熱性をより向上させることができ、１０質量部以下であれば、塗工層を形成する際の塗工性に優れる。
【００４８】
ポリアクリル酸は、（メタ）アクリル酸の重合体である。ポリアクリル酸は塩であってもよい。
ポリアクリル酸の誘導体としては、（メタ）アクリル酸と、アルキル（メタ）アクリレートモノマー、アミド基含有モノマー、水酸基含有モノマー、アミド基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、シラン含有モノマー、イソシアネート基含有モノマーとの共重合体が挙げられる。
アルキル（メタ）アクリレートモノマーとしては、（メタ）アクリル酸のアルキルエステルであって、アルキル基が、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基のいずれかであるモノマーが挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミド（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）、Ｎ−アルコキシ（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジアルコキシ（メタ）アクリルアミド、（アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等）、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミドなどが挙げられる。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
シラン含有モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシランなどが挙げられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリロキシプロピルイソシアネートなどが挙げられる。
ポリアクリル酸あるいはその誘導体の中でも、ポリアクリル酸のナトリウム塩またはアンモニウム塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
【００４９】
ポリアクリル酸あるいはその誘導体の含有量は、水分散型アイオノマー型ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましい。ポリアクリル酸あるいはその誘導体の含有量が０．１質量部以上であれば、耐熱性をより向上させることができ、１０質量部以下であれば、塗工層を形成する際の塗工性に優れる。
【００５０】
塗工層には、必要に応じて、スリップ剤、アンチブロッキング剤、レベリング剤等の加工安定剤が配合されていても構わない。また、
【００５１】
また、第１の基材４１としては、フッ素樹脂フィルムを用いることもできる。フッ素樹脂フィルムを構成するフッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）が挙げられる。
フッ素樹脂フィルム基材には、封止体との接着性をより高めるために、コロナ処理、プラズマ処理、イオンボンバード処理などの表面処理が施されてもよい。
また、フッ素系フィルム基材についても、透明であってもよいし、白顔料または黒顔料が練りこまれたものであってもよい。
【００５２】
第２の基材４２およびスペーサ層４３を構成する樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂等が挙げられる。これらは、耐熱性、強度物性、電気絶縁性等を考慮して適宜選択されるが、耐候性や耐熱性に優れる点では、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂が好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンジメタノール−テレフタレート（ＰＣＴ）、ＰＥＴとＰＥＮの共重合体であるＰＥＴ−Ｇなどが挙げられる。
ポリエステルを用いる場合には、例えば、固相重合などの方法により、末端カルボン酸基の濃度を減少させ、数平均分子量を向上させて、耐久性を向上させることが好ましい。
フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などが挙げられる。
【００５３】
ガスバリア層４４としては、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔等の金属箔、アルミニウム蒸着フィルム等の金属蒸着フィルム、シリカやアルミナなどの無機化合物を蒸着した透明蒸着フィルムなどを用いることができる。これらの蒸着フィルムで用いる基材としては、第２の基材４２およびスペーサ層４３と同様のものが使用される。
【００５４】
なお、裏面保護用シート４０は、図２に示すものに限定されず、図２に示す裏面保護用シート４０ａのガスバリア層４４を省略した裏面保護用シート４０ｂ（図３参照）、図２に示す裏面保護用シート４０ａのスペーサ層４３を省略した裏面保護用シート４０ｃ（図４参照）であっても構わない。
【００５５】
［製造方法］
太陽電池モジュール１は、図５に示す製造装置１００を使用し、以下の工程を経ることにより製造される。
（１）チャンバ１１０内の約１２０〜１６０℃に加熱された天板１２０上に、下から順に、透明ガラス部材３０、封止用シート２０ａ、太陽電池セル１０、封止用シート２０ｂ、裏面保護用シート４０を積み重ねる。
（２）チャンバ１１０内を真空状態にする。
（３）チャンバ１１０内を大気圧に戻し、耐熱性を有するゴムシート１３０を裏面保護用シート４０に上から押し付けて、透明ガラス部材３０、封止用シート２０ａ、太陽電池セル１０、封止用シート２０ｂおよび裏面保護用シート４０を密着させる。これにより、封止用シート２０ａ，２０ｂを溶融させて、太陽電池セル１０を封止用シート２０ａ，２０ｂの間に包埋する。
（４）さらに、加熱・加圧することにより、透明ガラス部材３０と封止用シート２０ａ、２つの封止用シート２０ａ，２０ｂ同士、封止用シート２０ｂと裏面保護用シート４０とを接着すると共に、封止用シート２０ａ，２０ｂの透明軟質樹脂を架橋・固化させることにより一体化させて、封止体２０にする。
上記（３）（４）の工程は、連続的にインラインで行ってもよい（ファストキュア）が、有機過酸化物の種類とチャンバ１１０内の温度によっては、（４）の工程を別のオーブン内で行うことができる（スタンダードキュア）。
【００５６】
［作用・効果］
封止体２０と裏面保護用シート４０とは、濡れ性、あるいは水素結合や双極子−双極子相互作用等の分子間相互作用により接着させているため、封止体２０がシランカップリング剤を含んでも、安定剤のブリードアウトによって接着性が阻害されやすい。封止体２０と裏面保護用シート４０との接着性が低下すると、接着不良部分から水分が浸入しやすくなる。そのため、使用時間が長くなるにつれて太陽電池セル１０が劣化して、発電効率を低下させることがある。しかし、上記太陽電池モジュール１では、封止体２０に含まれる安定剤が高分子固定型であるため、ブリードアウトしにくく、封止体２０と裏面保護用シート４０との接着性が低下しにくい。
なお、封止体２０がシランカップリング剤を含有する場合には、従来使用されていた安定剤を含んでも、透明ガラス部材３０と封止体２０との接着性、太陽電池セル１０と封止体２０との接着性はある程度は確保できる。しかし、封止体２０が高分子固定型安定剤を含むことにより、透明ガラス部材３０と封止体２０との接着性、太陽電池セル１０と封止体２０との接着性を向上させることができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
以下の例においては下記の材料を用いた。
［透明軟質樹脂］
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）
酢酸ビニル単位：３３質量%、ＭＦＲ：３０ｇ／１０分、三井デュポンポリケミカル製商品名エバフレックス。なお、該エチレン−酢酸ビニル共重合体を使用する場合には、後述の有機過酸化物および架橋助剤を配合して、熱架橋型になるようにした。
・エチレン−メタクリル酸共重合体の亜鉛塩（Ｚｎ−ＩＯ）
メタクリル酸単位：１５質量％、ＭＦＲ：１６ｇ／１０分、三井デュポンポリケミカル製商品名ハイミラン。なお、該エチレン−メタクリル酸共重合体を使用する場合には、後述の有機過酸化物および架橋助剤を配合せず、イオン架橋型になるようにした。
【００５８】
［有機過酸化物、架橋助剤、シランカップリング剤］
・有機過酸化物：１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（日油製）
・架橋助剤：トリアリルイソシアヌレート（日本化成製）
・シランカップリング剤：γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウ・シリコーン製）
【００５９】
［安定剤］
・高分子固定型光安定剤（ＨＰ−ＨＡＬＳ）：ハイステープＰ−ＨＡＬＳタイプ（大日精化工業製）
・低分子量型光安定剤（ＨＡＬＳ）：チヌビン７７０（ヒンダードアミンタイプ：チバ・ジャパン製）
・高分子固定型紫外線吸収剤（ＨＰ−ＵＶａｂ）：ハイステープＰ−トリアジンタイプ（大日精化工業製）
・低分子量紫外線吸収剤（ＵＶａｂ）：チヌビン１２０（ベンゾフェノンタイプ：チバ・ジャパン製）
・高分子固定型酸化防止剤（ＨＰ−Ｈ−Ｐｈ）：ハイステープＰ−ヒンダードフェノールタイプ（大日精化工業製）
・低分子量酸化防止剤（Ｈ−Ｐｈ）：イルガノックス１０１０（ヒンダードフェノールタイプ、チバ・ジャパン製）
・低分子量酸化防止剤（Ｐ）：イルガフォス１６８（リンタイプ、チバ・ジャパン製）
【００６０】
＜製造例１〜１０＞
表１に示す割合で各成分をドライブレンドにより混合して、混合物を得た。その際、高分子固定型光安定剤を配合する場合には、エチレン系共重合体に高分子固定型光安定剤濃度５質量％になるように配合したマスターバッチを用いた。
次いで、得られた混合物をＴダイキャスト製膜装置（Ｔダイを備えた押出機）により、樹脂温度が１１０℃を超えないように製膜して、厚さ０．５ｍｍ（うちエンボスの厚み０．１ｍｍ）の封止用シートを得た。
封止用シートと裏面保護用シートとの接着性、封止用シートの耐候性を以下の方法により評価した。評価結果を表２，３に示す。
また、総合評価結果を表３に示す。総合評価結果は、接着強度、耐候性で×が一つでもあった場合には×、△が一つでもあった場合には△とした。×および△がない場合には○とした。
なお、製造例１〜４は、高分子固定型安定剤の安定化成分の含有量を変えた例を評価したものである。製造例５〜８は、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤の少なくとも２つに従来の安定剤を用いた例を評価したものである。製造例９〜１０は、エチレン−メタクリル酸共重合体の亜鉛塩を用いた例を評価したものである。
【００６１】
【表１】
【００６２】
［評価］
（１）接着強度
太陽電池モジュール製造装置の天板の上に、Ａ４サイズの強化ガラス／封止用シート（２枚）／裏面保護用シートを順に積層し、ファストキュアの条件で加熱圧着して、接着強度測定用サンプルを得た。加熱圧着の条件は、温度１５０℃、真空引き４分、熱圧着１０分とした。
上記接着強度測定用サンプルを、プレッシャークッカー試験槽内に配置し、温度１０５℃、相対湿度１００％の環境下として、促進試験を行った。
促進試験後、封止体と裏面保護用シートとの接着強度を、オリエンテック製テンシロンを用いて測定した。
判定基準は、促進試験９６時間でＡ〜Ｃのいずれかの裏面保護用シートに対して浮きが見られた場合には×、１４４時間で浮きが見られた場合には△、１９２時間でも浮きが見られないものを○とした。
【００６３】
裏面保護用シートとしては、以下のＡ，Ｂ，Ｃの３種類を用いた。
Ａ：耐熱ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ７５μｍ、東レ社製ルミラー）／ポリウレタン系接着剤（東洋インキ製造社製ダイナグランド）／シリカ蒸着フィルム（１２μｍ）／ポリウレタン系接着剤／耐熱白ＰＥＴフィルム（厚さ１２５μｍ、東レ社製ルミラー）。耐熱白ＰＥＴフィルムが封止用シート側になる。
Ｂ：Ａの裏面保護用シートの耐熱白ＰＥＴフィルムの表面に、アイオノマー型ポリウレタン樹脂ＤＩＣ製ハイドラン１００質量部／水系イソシアネート化合物２質量部と水系グリシジル化合物５質量部の混合物（ＤＩＣ製ハイドランアシスター）／ポリアクリル酸ナトリウム５質量部を配合して得た組成物を、乾燥塗工量５〜６ｇ／ｍ２になるように塗工した後、１２５℃で焼き付けて、塗工層を形成したシート。
Ｃ：ポリフッ化ビニルフィルム（厚さ３８μｍ、デュポン社製テドラー）／ポリウレタン系接着剤／一般ＰＥＴフィルム（厚さ２５０μｍ、東レ社製ルミラー）／ポリウレタン系接着剤／ポリフッ化ビニル
【００６４】
（２）耐候性
Ａ４サイズの強化ガラス／剥離フィルム／封止用シート（２枚）／ＰＥＴフィルム（厚さ２５０μｍ）を積層し、接着強度測定用サンプルの作製と同様にして積層体を得た。その後、剥離フィルムを利用して、封止用シート／ＰＥＴフィルムのみを剥離し、５０×５０ｍｍのサイズに裁断した。
５０×５０ｍｍに裁断したサンプルについて、封止用シートからＰＥＴフィルムに向かう方向に、岩崎電気製「アイ スーパーＵＶテスター」を用い、照度１００ｍＷ／ｃｍ２、ブラックパネル温度６３℃（相対湿度５０％）、照射／結露サイクル＝６時間／６時間の条件で６００時間の耐候試験を行った。
耐候試験後、東京電色製オートマチックヘーズメーターを用いてイエローインデックス値（ＹＩ値）を測定した。ＹＩが１０以下では○、１０を超え２０以下では△、２０を超えた場合には×とした。
【００６５】
【表２】
【００６６】
【表３】
【００６７】
高分子固定型安定剤を、安定化成分の量が、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．１〜２質量部になる量で含む製造例１〜３，５，６，８〜９の封止用シートを用いた場合には、耐候性を有する上に、長時間使用しても接着性の低下が防止されていた。
これに対し、高分子固定型安定剤を全く含まない製造例７，１０の封止用シートを用いた場合には、接着性が顕著に低下した。
また、高分子固定型安定剤を、安定化成分の量が、透明軟質樹脂１００質量部に対して０．１質量部未満になる量で含む製造例４の封止用シートを用いた場合には、耐候性が得られなかった。
【００６８】
また、製造例１〜４より、高分子固定型安定剤の含有量が少ない程、耐候性が低くなることが判明した。
また、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤のいずれかに高分子固定型安定剤を用いた例（製造例５，６，８）よりも、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤の全てに高分子固定型安定剤を用いた例（製造例１）の方が接着性に優れることが判明した。
また、裏面保護用シートの種類によって接着性が異なることも判明した。すなわち、裏面保護用シートＡよりも、架橋構造を有するアイオノマー型ポリウレタン樹脂を含有する塗工層を有する裏面保護用シートＢ、フッ素樹脂系フィルムである裏面保護用シートＣの方が接着性に優れることが判明した。
【００６９】
（３）太陽電池の発電出力
製造例１の封止用シートおよび製造例７の封止用シートを用いて、太陽電池モジュールを作製し、発電出力を評価した。
具体的には、Ａ４サイズの強化ガラス／封止用シート／太陽電池セル／封止用シート／上記裏面保護用シートＢを積層し、接着強度測定用サンプルの作製と同様に加熱圧着して、太陽電池モジュール用積層体を得た。得られた積層体の裏面保護用シート側に、ジャンクションボックスを設置し、アルミニウムフレームで枠組みした後、シーリング剤で太陽電池モジュールの側面部分を封止して、太陽電池モジュールのサンプルを得た。
得られた太陽電池モジュールを温度８５℃、相対湿度８５％の環境下で、１０００時間、２０００時間、３０００時間保管した。保管後の発電出力低下度合いを評価した。
太陽電池の発電出力は、ＪＩＳ Ｃ８９１３に従って測定した。そして、発電出力変化率を、保管後の出力／保管前の出力×１００（％）の式により求めた。
その結果、製造例１の封止用シートを用いた場合には、３０００時間保管後も発電出力変化率が９２％であったが、製造例７の封止用シートを用いた場合には、２０００時間保管後で発電出力が８２％に低下し、さらに３０００時間保管後では７４％にまで低下した。
【符号の説明】
【００７０】
１ 太陽電池モジュール
１０ 太陽電池セル
２０ 封止体
２０ａ，２０ｂ 封止用シート
３０ 透明ガラス部材
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 裏面保護用シート
４１ 第１の基材
４２ 第２の基材
４３ スペーサ層
４４ ガスバリア層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を含有するシートであり、
高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に、耐熱性、耐光性、耐候性のいずれかを向上させる安定化成分が結合した化合物であり、
高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、前記透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部を超え２質量部以下になる量にされていることを特徴とする太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項２】
透明軟質樹脂が、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項３】
架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項４】
架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−α，β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項５】
高分子固定型安定剤の安定化成分が、光安定剤および／または紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項６】
光安定剤が、ヒンダードアミン系光安定剤であることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項７】
紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項５または６に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項８】
太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する層状の封止体と、該封止体の一方の面側に配置された透明ガラス部材と、前記封止体の他方の面側に配置された裏面保護用シートとを具備し、
前記封止体が、請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シートにより形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１】
透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を含有するシートであり、
高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に、耐熱性、耐光性、耐候性のいずれかを向上させる安定化成分が結合した化合物であり、
高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、前記透明軟質樹脂１００質量部に対して０．０５質量部を超え２質量部以下になる量にされていることを特徴とする太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項２】
透明軟質樹脂が、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項３】
架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項４】
架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−α，β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α，β不飽和カルボン酸−α，β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項５】
高分子固定型安定剤の安定化成分が、光安定剤および／または紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項６】
光安定剤が、ヒンダードアミン系光安定剤であることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項７】
紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項５または６に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
【請求項８】
太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する層状の封止体と、該封止体の一方の面側に配置された透明ガラス部材と、前記封止体の他方の面側に配置された裏面保護用シートとを具備し、
前記封止体が、請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シートにより形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２１２３５６（Ｐ２０１０−２１２３５６Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５１４９（Ｐ２００９−５５１４９）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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