太陽電池モジュール用充填材の製造方法
【課題】本発明は、例えばホットスポット現象等に伴う温度変化が生じた場合であっても、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる太陽電池モジュール用充填材の製造方法を提供することを主目的とする。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、エチレン性不飽和シラン化合物と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである重合用ポリエチレンと、を重合させてなるシラン変性樹脂を含む充填材用樹脂に、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、熱安定化剤と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであるマスターバッチ用ポリエチレンと、を含むマスターバッチを加熱溶融させる工程を有することを特徴とする太陽電池モジュール用充填材の製造方法を提供する。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、エチレン性不飽和シラン化合物と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである重合用ポリエチレンと、を重合させてなるシラン変性樹脂を含む充填材用樹脂に、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、熱安定化剤と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであるマスターバッチ用ポリエチレンと、を含むマスターバッチを加熱溶融させる工程を有することを特徴とする太陽電池モジュール用充填材の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホットスポット現象等に伴う温度変化が生じた場合であっても、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる太陽電池モジュール用充填材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。
太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また屋外に太陽電池を取り付けた場合に雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を接続し透明基板および充填材で封入して太陽電池モジュールを作製することが通常行われている。一般に太陽電池モジュールは、透明前面基板、充填材、太陽電池素子、充填材および裏面保護シート等を順次積層し、これらを真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等を利用して製造される。
【０００３】
太陽電池モジュールに用いられる充填材としては、その加工性、施工性、製造コスト、その他等の観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）が、最も一般的なものとして使用されている。しかしながら、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂からなる充填材は、太陽電池素子との接着強度が必ずしも十分ではなく、長時間使用により剥離を生じたり、加熱時に酢ビガスが発生し異臭の元となったり発泡したりする等の問題があった。そこで、充填材に接着性を付与し、酢ビガスの発生をなくす方法として、樹脂にシラン化合物を重合させる方法が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
屋外に設置された太陽電池モジュールでは、発電中の太陽電池モジュールの複数の太陽電池素子のうち、ある１つの太陽電池素子が何かの影になって発電が不十分になった場合、この太陽電池素子は抵抗となる。このときこの太陽電池素子の両電極にはその抵抗値と流れる電流との積の電位差が発生する。すなわち、太陽電池素子に逆方向のバイアス電圧がかかることとなり、この太陽電池素子は発熱するようになる。このような現象はホットスポットと呼ばれている。
【０００５】
そして、ホットスポット現象が発生して太陽電池素子の温度が上昇すると、これに伴い充填材の温度も上昇する。充填材として、ポリエチレン系樹脂を用いた場合に、充填材の融点を超える温度変化があった場合、ポリエチレン系樹脂が一旦融解し、再度固化する際、その一部が結晶化し、白濁してしまい、外観が著しく損なわれる。
【０００６】
ホットスポット現象が発生したときの太陽電池モジュールの温度上昇を抑制する方法としては、例えば太陽電池モジュールの裏面側に表面が凹凸状の熱放射率の高いフィルムを設けることや太陽電池モジュールの周囲に配設されるモジュール枠に通風口を設けることが提案されている（例えば特許文献３参照）。また、裏面側充填材にアルミナやジルコニアなどの熱伝導率を大きくする粒子を含有させることで、ホットスポット現象が発生したときでも太陽電池モジュール内部の熱伝導率を向上させて太陽電池素子の温度上昇を抑制する方法が提案されている（例えば特許文献４参照）。太陽電池モジュールや太陽電池素子の温度上昇を抑えることができれば、結果的に充填材の温度上昇も抑えられるので、充填材の白濁を抑制することが可能であると考えられる。しかしながら、いずれの特許文献においてもホットスポット現象の発生に伴う充填材の白濁を防止することについては述べられていない。
【０００７】
また、従来の充填材としては上述したようにエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂が中心であり、接着性のよい、樹脂にシラン化合物を重合させた共重合体樹脂を用いた充填材の白濁防止についての提案は行われていないのが現状である。
【０００８】
【特許文献１】特公昭６２−１４１１１号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４６４１号公報
【特許文献３】特開平６−１８１３３３号公報
【特許文献４】特開２００４−３２７６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、例えばホットスポット現象等に伴う温度変化が生じた場合であっても、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる太陽電池モジュール用充填材の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、エチレン性不飽和シラン化合物と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである重合用ポリエチレンと、を重合させてなるシラン変性樹脂を含む充填材用樹脂に、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、熱安定化剤と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであるマスターバッチ用ポリエチレンと、を含むマスターバッチを加熱溶融させる工程を有することを特徴とする太陽電池モジュール用充填材の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明によれば、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンの密度が比較的低いので、ホットスポット現象などで発生した熱により温度が上昇し、その後、外気温の降下などで冷却された場合のように温度変化があった場合でも、ポリエチレンの結晶化が妨げられ、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンの密度が比較的低いので、ホットスポット現象などで温度変化があった場合でも、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の太陽電池モジュール用充填材の製造方法について説明する。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュール用充填材の製造方法は、エチレン性不飽和シラン化合物と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである重合用ポリエチレンと、を重合させてなるシラン変性樹脂を含む充填材用樹脂に、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、熱安定化剤と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであるマスターバッチ用ポリエチレンと、を含むマスターバッチを加熱溶融させる工程を有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンの密度が比較的低いので、ホットスポット現象などで発生した熱により温度が上昇し、その後、外気温の降下などで冷却された場合のように温度変化があった場合でも、ポリエチレンの結晶化が妨げられ、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる。このような太陽電池用モジュール充填材においては、温度が上昇した太陽電池モジュール用充填材が冷却された場合のヘイズ（曇度）の上昇が抑制されるので、温度の変化によるヘイズの変化が少なくなり、外観が損なわれにくいという利点を有する。
【００１６】
さらに、本発明においては、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンとして、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが用いられる。メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンは、シングルサイト触媒であるメタロセン触媒を用いて合成されるものであり、分子量分布が小さいことが知られている。本発明においては、分子量分布が小さく、かつ低密度であるポリエチレンを用いることで、充填材の白濁等を抑制することができる。すなわち、ホットスポット現象などで発生した熱により温度が上昇し、その後、外気温の降下などで冷却された場合に、分子量分布が大きく、密度の高いポリエチレンを用いると、融点が高く結晶化しやすいポリエチレンが先に結晶化し、それが核となることで、充填材の白濁が生じ易くなると考えられるが、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンのように分子量分布が小さく、かつ低密度であるポリエチレンを用いることによって、充填材の白濁を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明における充填材用樹脂に含まれるシラン変性樹脂は、上述したように透明前面基板や裏面保護シート、例えばガラス等との密着性に優れ、かつ主鎖がポリエチレンからなるものであることから有害なガスを発生させず、作業環境を悪化させないという利点を有する。
【００１８】
さらに、本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材は、紫外線吸収剤と光安定化剤と熱安定化剤とを含有するので、長期にわたり安定した機械強度、接着強度、黄変防止、ひび割れ防止、優れた加工適性を得ることができる。
以下、本発明の太陽電池モジュール用充填材の製造方法について、構成ごとに説明する。
【００１９】
１．充填材用樹脂
まず、本発明に用いられる充填材用樹脂について説明する。本発明に用いられる充填材用樹脂は、エチレン性不飽和シラン化合物および所定の重合用ポリエチレンを重合させてなるシラン変性樹脂を含むものである。さらに、上記充填材用樹脂は、必要に応じて、添加用ポリエチレンを含有することが好ましい。上記シラン変性樹脂はコストが高いため、添加用ポリエチレンを併用することでコストの低減を図ることができるからである。
以下、充填材用樹脂に含まれるシラン変性樹脂および添加用ポリエチレン、ならびに充填材用樹脂のその他の点について説明する。
【００２０】
（１）シラン変性樹脂
本発明における充填材用樹脂に含まれるシラン変性樹脂は、エチレン性不飽和シラン化合物および所定の重合用ポリエチレンを重合させてなるものである。このようなシラン変性樹脂は、例えばエチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとラジカル発生剤とを混合し、高温で溶融、混練し、エチレン性不飽和シラン化合物を重合用ポリエチレンにグラフト重合させることにより得ることができる。
【００２１】
本発明においては、上記重合用ポリエチレンとして、０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有するメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが用いられる。このようなメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンは、密度が比較的低く、分子量分布が小さいことから、温度変化によるポリエチレンの結晶化を妨げ、充填材の白濁を抑制することができる。
【００２２】
また、上記重合用ポリエチレンは、上述したように０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有するものであるが、中でも密度が０．８９８〜０．９０５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましい。
【００２３】
このような重合用ポリエチレンとしては、メタロセン触媒を用いて合成された直鎖状のポリエチレンであって、上記密度を有するものであれば特に限定されるものではなく、一般的なメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを用いることができる。また、上記重合用ポリエチレンは１種単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００２４】
一方、上記シラン変性樹脂に用いられるエチレン性不飽和シラン化合物としては、上記重合用ポリエチレンとグラフト重合するものであれば特に限定されるものではなく、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリエチレンジオキシシラン、ビニルプロピオニルオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、および、ビニルトリカルボキシシランからなる群から選択される少なくとも１種類のものを用いることができる。中でも、ビニルトリメトキシシランが好適に用いられる。
【００２５】
本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材中のエチレン性不飽和シラン化合物の含有量は、１０ｐｐｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｐｐｍ以上である。上記エチレン性不飽和シラン化合物の含有量が上記範囲に満たない場合は、ガラス等との密着性が不足する。
一方、エチレン性不飽和シラン化合物の含有量は、４０００ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましくは３０００ｐｐｍ以下である。上限値は、ガラス等との密着性の観点からは限定されるものではないが、上記範囲を超えるとガラス等との密着性は変わらずコストが高くなる。
【００２６】
上記シラン変性樹脂は、太陽電池モジュール用充填材中に好ましくは１〜８０重量％の範囲内、さらに５〜７０重量％の範囲内で含有されることが好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材は、上記シラン変性樹脂を含有することによりガラス等との密着性が高くなる。したがって、ガラス等との密着性、かつコストの点から、上記範囲内が好適である。
【００２７】
また、上記シラン変性樹脂は、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材の成形性、および透明前面基板や裏面保護シートとの接着性等に優れるからである。
さらに、上記シラン変性樹脂の融点は、１１０℃以下であることが好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材を用いた太陽電池モジュールの製造時において、加工性等の面から上記範囲が好適である。なお、上記融点は、プラスチックの転移温度測定方法（ＪＩＳ Ｋ ７１２１）に準拠し、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定した値とする。この際、融点ピークが２つ以上存在する場合は高い温度の方を融点とする。
【００２８】
上記シラン変性樹脂に添加するラジカル発生剤としては、例えばジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ヒドロパーオキシ）ヘキサン等のヒドロパーオキサイド類；ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、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、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−パーオキシ）ヘキシン−３等のジアルキルパーオキサイド類；ビス−３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｏ−メチルベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類；ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシオクトエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシフタレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキシン−３等のパーオキシエステル類；メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類等の有機過酸化物、または、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物等が挙げられる。
【００２９】
上記ラジカル発生剤は、上記シラン変性樹脂中に０．００１重量％以上含まれることが好ましい。上記範囲未満では、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとのラジカル重合が起こりにくいからである。
【００３０】
なお、本発明に用いられるシラン変性樹脂は、合わせガラス用途にも使用できるものである。合わせガラスは、ガラスとガラスとの間に柔軟で強靭な樹脂等をはさんで加熱圧着して作製されるものであるので、ガラスとの密着性の点から、上記シラン変性樹脂を用いることができる。
【００３１】
また、上記シラン変性樹脂の調製方法としては、特に限定されるものではないが、例えばエチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとラジカル発生剤との混合物を、加熱溶融混合し、エチレン性不飽和シラン化合物を重合用ポリエチレンにグラフト重合させる方法を挙げることができる。この際、加熱温度は３００℃以下が好ましく、さらには２７０℃以下が好ましく、最も好ましい温度は２３０℃以下である。
【００３２】
（２）添加用ポリエチレン
次に、本発明に用いられる添加用ポリエチレンについて説明する。上述したように、上記充填材用樹脂は、必要に応じて、添加用ポリエチレンを含有することが好ましい。上記添加用ポリエチレンとしては、具体的には、上記シラン変性樹脂に用いられる重合用ポリエチレンと同様のもの、すなわち、０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有するメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを挙げることができる。本発明においては、特に、添加用ポリエチレンが上記重合用ポリエチレンと同一のポリエチレンであることが好ましい。
【００３３】
添加用ポリエチレンの含有量は、上記シラン変性樹脂１００重量部に対し、０．０１重量部〜９９００重量部が好ましく、９０重量部〜９，９００重量部がより好ましい。また、上記シラン変性樹脂を２種以上用いる場合には、その合計量１００重量部に対し、添加用ポリエチレンの含有量が上記範囲となることが好ましい。
【００３４】
また、上記添加用ポリエチレンは、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材の成形性等に優れるからである。
さらに、上記添加用ポリエチレンの融点は、１３０℃以下であることが好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材を用いた太陽電池モジュールの製造時における加工性等の面から上記範囲が好適である。なお、上記融点は、上述した方法により測定した値とする。
【００３５】
（３）その他
本発明に用いられる充填材用樹脂は、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。太陽電池モジュール用充填材の成形性、透明前面基板および裏面保護シートとの接着性等に優れるからである。
また、充填材用樹脂の融点は１３０℃以下であることが好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材を用いた太陽電池モジュールの製造時において、加工性等の面から上記範囲が好適である。また、太陽電池モジュールの構成部材、例えば太陽電池素子や透明前面基板を再利用する場合に、融点がこの程度であれば容易に再利用することができるからである。なお、上記融点は、上述した方法により測定した値とする。
【００３６】
２．マスターバッチ
次に、本発明に用いられるマスターバッチについて説明する。本発明に用いられるマスターバッチは、紫外線吸収剤、光安定化剤、熱安定化剤およびマスターバッチ用ポリエチレンを含むものである。
以下、マスターバッチに含まれるマスターバッチ用ポリエチレン、紫外線吸収剤、光安定化剤および熱安定化剤について説明する。
【００３７】
（１）マスターバッチ用ポリエチレン
まず、本発明に用いられるマスターバッチ用ポリエチレンについて説明する。本発明においては、マスターバッチ用ポリエチレンとして、０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有するメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが用いられる。従来、マスターバッチを作製する際には、熱安定化剤等の添加剤の分散性をよくするために、パウダー状のマスターバッチ用ポリエチレンと、添加剤とを混合する場合が多く、この際には比較的密度の高いポリエチレンを用いるのが主流であった。これは、高密度のポリエチレンの方が粉砕しやすく加工性に優れているからである。しかしながら、高密度のポリエチレンは結晶化しやすいという欠点があり、充填材が白濁する要因となっていた。本発明においては、密度が比較的低く、分子量分布が小さいメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを用いることから、温度変化によるポリエチレンの結晶化を妨げ、充填材の白濁を抑制することができる。
【００３８】
上記マスターバッチ用ポリエチレンとしては、上記「１．充填材用樹脂」に記載した重合用ポリエチレンと同様のものを用いることができるので、ここでの説明は省略する。
【００３９】
また、上記マスターバッチ用ポリエチレンは、例えば、ペレット状ポリエチレンであっても良く、パウダー状ポリエチレンであっても良いが、中でも本発明においては、ペレット状ポリエチレンおよびパウダー状ポリエチレンを両方用いることが好ましい。特に単軸押出機、二軸押出機を使ってマスターバッチペレットを製造する場合、パウダー状ポリエチレンは表面積が多いので添加剤の展着が容易であるが、パウダー状ポリエチレン単独では嵩密度が低いので連続押出し工程で、ブリッジングを起こすなどしてトラブルの発生があった。また、本発明に用いられるパウダー状ポリエチレンは、密度が低いため、重合直後のポリマーをそのまま使うことはできず、一端ペレット化したものを粉砕することにより製造されているため、コストが高くなる場合があった。これらの理由より、パウダー状ポリエチレンとペレット状ポリエチレンとを混合することで、押し出しも良く安定生産できる。ペレット状ポリエチレンおよびパウダー状ポリエチレンの比率としては、特に限定されるものではないが、重量比で０〜１０：１、中でも１．５〜４：１であることが好ましい。また、マスターバッチを作製する際に、例えばペレット状ポリエチレンの比率が比較的高い場合には、一旦マスターバッチペレットを作製した後に、さらに、マスターバッチペレットを撹拌、混合するアフターブレンド工程を行っても良い。このアフターブレンド工程は、ペレット状ポリエチレンの比率等を考慮し、必要に応じて行うことが好ましい。
【００４０】
本発明において、ペレット状のマスターバッチ用ポリエチレンの平均粒径としては、特に限定されるものではないが、例えば１ｍｍ以上、中でも１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内、特に３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
一方、パウダー状のマスターバッチ用ポリエチレンの平均粒径としては、特に限定されるものではないが、例えば１ｍｍ未満、中でも０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内、特に０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００４１】
（２）紫外線吸収剤
次に、本発明に用いられる紫外線吸収剤について説明する。本発明に用いられる紫外線吸収剤は、太陽光中の有害な紫外線を吸収して、分子内で無害な熱エネルギーへと変換し、太陽電池モジュール用充填材中の光劣化開始の活性種が励起されるのを防止するものである。具体的には、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サルチレート系、アクリルニトリル系、金属錯塩系、ヒンダードアミン系、あるいは、超微粒子酸化チタン（粒子径：０．０１μｍ〜０．０６μｍ）および超微粒子酸化亜鉛（粒子径：０．０１μｍ〜０．０４μｍ）等の無機系などの紫外線吸収剤が挙げられる。
【００４２】
太陽電池モジュール用充填材中の紫外線吸収剤の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、具体的には０．０７５重量％〜０．３重量％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１重量％〜０．２重量％の範囲内である。なお、マスターバッチ中の紫外線吸収剤の含有量としては、特に限定されるものではないが、太陽電池モジュール用充填材中の紫外線吸収剤の含有量が上記の範囲となるように、マスターバッチ中の紫外線吸収剤の含有量を選択することが好ましい。
【００４３】
（３）光安定化剤
次に、本発明に用いられる光安定化剤について説明する。本発明に用いられる光安定化剤は、太陽電池モジュール用充填材中の光劣化開始の活性種を捕捉し、光酸化を防止するものである。具体的には、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダードピペリジン系化合物などの光安定化剤が挙げられる。
【００４４】
太陽電池モジュール用充填材中の光安定化剤の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、具体的には０．１重量％〜０．４重量％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１５重量％〜０．３重量％の範囲内である。なお、マスターバッチ中の光安定化剤の含有量としては、特に限定されるものではないが、太陽電池モジュール用充填材中の光安定化剤の含有量が上記の範囲となるように、マスターバッチ中の光安定化剤の含有量を選択することが好ましい。
【００４５】
（４）熱安定化剤
次に、本発明に用いられる熱安定化剤について説明する。本発明に用いられる熱安定化剤は、太陽電池モジュール用充填材の酸化劣化を防止するものである。具体的には、トリス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）フォスファイト、ビス［２，４−ビス（１，１−ジメチルエチル）−６−メチルフェニル］エチルエステル亜リン酸、テトラキス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）［１，１−ビフェニル］−４，４´−ジイルビスホスフォナイト、および、ビス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジフォスファイト等のリン系熱安定化剤；８−ヒドロキシ−５，７−ジ−tert−ブチル−フラン−２−オンとｏ−キシレンとの反応生成物等のラクトン系熱安定化剤；フェノール系熱安定化剤；アミン系熱安定化剤；硫黄系熱安定化剤；などを挙げることができる。また、これらを１種または２種以上を用いることもできる。中でも、リン系熱安定化剤およびラクトン系熱安定化剤を併用して用いることが好ましい。
【００４６】
太陽電池モジュール用充填材中の熱安定化剤の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、具体的には０．０１重量％〜０．１６重量％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．０１重量％〜０．１７重量％の範囲内である。なお、マスターバッチ中の熱安定化剤の含有量としては、特に限定されるものではないが、太陽電池モジュール用充填材中の熱安定化剤の含有量が上記の範囲となるように、マスターバッチ中の熱安定化剤の含有量を選択することが好ましい。
【００４７】
なお、上記熱安定化剤の含有量の測定方法としては、還流・再沈殿法による前処理を行い、定性分析および定量分析を行う方法を用いるものとする。すなわち、（１）太陽電池モジュール用充填材に溶媒を加えて還流抽出を行い、樹脂成分および添加剤成分を溶解させる。（２）この溶解液に貧溶媒を加えて樹脂成分を沈殿させた後、ろ過を行う。（３）ろ液を濃縮、定容したものを供試液とする。（４）得られた供試液について、定性分析および定量分析を行う。この際、定性分析には、ガスクロマトグラフ／質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）、および高速液体クロマトグラフ／紫外線検出器（ＨＰＬＣ／ＵＶＤ）を用い、定量分析には、ガスクロマトグラフ／水素炎イオン化検出器（ＧＣ／ＦＩＤ）を用いるものとする。
【００４８】
３．太陽電池モジュール用充填材の作製方法
次に、太陽電池モジュール用充填材の作製方法について説明する。本発明においては、上記充填材用樹脂に上記マスターバッチを加熱溶融させる工程を行うことによって、太陽電池モジュール用充填材を作製する。
この際、添加用ポリエチレンを含む充填材用樹脂と、マスターバッチとを加熱溶融させても良いし、添加ポリエチレンを含まない充填材用樹脂と、添加用ポリエチレンと、マスターバッチとを加熱溶融させても良い。
【００４９】
また、これらの加熱溶融方法としては、特に限定されるものではない。加熱温度は３００℃以下が好ましく、さらには２７０℃以下が好ましく、最も好ましい温度は２３０℃以下である。また、本発明においては、加熱溶融した後に、太陽電池モジュール用充填材をシート状に成形してもよい。この場合には、加熱溶融後にＴダイ、インフレなどの既存の方法を用いることができる。
【００５０】
４．太陽電池モジュール用充填材
本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材は、その密度が０．８９５ｇ／ｃｍ３〜０．９１０ｇ／ｃｍ３程度であることが好ましく、より好ましくは０．８９８ｇ／ｃｍ３〜０．９０５ｇ／ｃｍ３程度である。上述したように、本発明においては、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンの密度が所定の範囲であることから、太陽電池モジュール用充填材全体の密度としては上記範囲内であることが好ましいのである。
【００５１】
なお、上記密度は、ＪＩＳ Ｋ ７１１２に規定の密度勾配管法により測定した値とする。具体的には、比重の異なる液体を入れた試験管の中へサンプルを投入し、止まった位置を読み取ることにより密度を測定した。
【００５２】
さらに、太陽電池モジュール用充填材は、光線透過性が高いことが好ましい。具体的には、太陽電池モジュール用充填材の全光線透過率が、７０％〜１００％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは８０％〜１００％、最も好ましくは９０％〜１００％の範囲内である。なお、上記全光線透過率は、通常の方法により測定することができ、例えばカラーコンピュータにより測定することができる。
【００５３】
また、太陽電池モジュール用充填材がシート状に成形されたものである場合、その厚みは、５０〜２０００μｍの範囲内であることが好ましく、特に１００〜１２５０μｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲より薄い場合はセルを支持することができずセルの破損が生じやすくなり、上記範囲より厚い場合はモジュール重量が重くなり設置時などの作業性が悪いばかりでなく、コスト面でも不利となる場合もあるからである。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５５】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに説明する。
［実施例１］
（シラン変性樹脂の調製）
密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン２．５重量部と、ラジカル発生剤（反応触媒）としてのジクミルパーオキサイド０．１重量部とを混合し、２００℃で溶融、混練し、シラン変性樹脂を得た。
【００５６】
（マスターバッチの調製）
密度０．９００ｇ／ｃｍ３のパウダー状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン５０重量部に対して、密度０．９００ｇ／ｃｍ３のペレット状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン５０重量部と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤５重量部と、リン系熱安定化剤０．５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。
【００５７】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
上記シラン変性樹脂２０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．９０５ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン８０重量部とを混合し、φ１５０ｍｍ押出し機、１０００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度２３０℃、引き取り速度２．３ｍ／ｍｉｎで総厚６００μｍの太陽電池モジュール用充填材を作製した。
【００５８】
（太陽電池モジュールの作製）
厚み３ｍｍのガラス板（透明前面基板）と、厚み６００μｍの太陽電池モジュール用充填材と、多結晶シリコンからなる太陽電池素子と、厚み６００μｍの太陽電池モジュール用充填材と、厚み３８μｍのポリフッ化ビニル系樹脂シート（ＰＶＦ）、厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートシートおよび厚み３８μｍのポリフッ化ビニル系樹脂シート（ＰＶＦ）からなる積層シート（裏面保護シート）とをこの順に積層し、太陽電池素子面を上に向けて、太陽電池モジュールの製造用の真空ラミネータにて１５０℃で１５分間圧着して、太陽電池モジュールを作製した。
【００５９】
［実施例２］
（マスターバッチの調製）
密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のパウダー状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン３０重量部に対して、密度０．９００ｇ／ｃｍ３のペレット状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン７０重量部と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤７重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤１０重量部と、リン系熱安定化剤１重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。
【００６０】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
実施例１で用いたシラン変性樹脂４０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．９００ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン６０重量部とを混合し、φ１５０ｍｍ押出し機、１０００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度２３０℃、引き取り速度２．３ｍ／ｍｉｎで総厚４００μｍの太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００６１】
［実施例３］
（マスターバッチの調製）
密度０．８９６ｇ／ｃｍ３のパウダー状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１０重量部に対して、密度０．８９６ｇ／ｃｍ３のペレット状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン９０重量部と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤２．５重量部と、リン系熱安定化剤０．２５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。
【００６２】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
実施例１で用いたシラン変性樹脂１０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．９００ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン９０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００６３】
［実施例４］
（シラン変性樹脂の調製）
密度０．８９６ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン２．５重量部と、ラジカル発生剤（反応触媒）としてのジクミルパーオキサイド０．１重量部とを混合し、２００℃で溶融、混練し、シラン変性樹脂を得た。
【００６４】
（マスターバッチの調製）
密度０．９０４ｇ／ｃｍ３のパウダー状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤１．８８重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤１０重量部と、リン系熱安定化剤０．５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを作製した。
【００６５】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
上記シラン変性樹脂２０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン８０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００６６】
［実施例５］
（シラン変性樹脂の調製）
密度０．９０４ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン２．５重量部と、ラジカル発生剤（反応触媒）としてのジクミルパーオキサイド０．１重量部とを混合し、２００℃で溶融、混練し、シラン変性樹脂を得た。
【００６７】
（マスターバッチの調製）
密度０．８９６ｇ／ｃｍ３のペレット状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤２０重量部と、リン系熱安定化剤０．５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを作製した。
【００６８】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
上記シラン変性樹脂２０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン８０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００６９】
［比較例１］
（マスターバッチの調製）
密度０．９４０ｇ／ｃｍ３のパウダー状の中密度ポリエチレン１００重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤１０重量部と、リン系熱安定化剤１重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを作製した。
【００７０】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
実施例１で用いたシラン変性樹脂１０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとして密度０．９００ｇ／ｃｍ３のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン９０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００７１】
［比較例２］
（マスターバッチの調製）
密度０．９１０ｇ／ｃｍ３のパウダー状のチーグラー触媒系直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤５重量部と、リン系熱安定化剤０．５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化した耐候剤マスターバッチを作製した。
【００７２】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
実施例１で用いたシラン変性樹脂１０重量部に対して、上記耐候剤マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとして密度０．９００ｇ／ｃｍ３のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン９０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００７３】
［比較例３］
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
比較例１と同様の方法でマスターバッチを作製した。
実施例１で用いたシラン変性樹脂２０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、酢酸ビニル(ＶＡ)含量１２％のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）８０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００７４】
［特性の評価］
実施例１〜５および比較例１〜３における太陽電池モジュール用充填材および太陽電池モジュールについて、下記の試験を行った。各試験の測定結果を下記表１に示す。
【００７５】
（１）ヘイズの測定
（室温放置）
太陽電池モジュール用充填材について、スガ試験機（株）製 ＳＭカラーコンピュータ（ＳＭ−Ｃ）によりヘイズ（％）を測定した。具体的には、太陽電池モジュール用充填材を、表裏全光線透過率９１％、ヘイズ０．２％、厚み３ｍｍの青板フロートガラスで挟みこみ、太陽電池モジュール製造用の真空ラミネータにより１５０℃で１５分間圧着した後、室温（２５℃）で放置することにより冷却して、ヘイズ測定用のサンプルを作製し、このサンプルについてヘイズを測定した。
【００７６】
（急冷）
上記のヘイズ測定用のサンプルを１５０℃のオーブンに１時間投入し、取出した後、即座に−２０℃の冷凍庫に投入して１０分間放置した。冷凍庫から取り出し、室温（２５℃）で放置し、サンプル温度が室温になった後にスガ試験機（株）製 ＳＭカラーコンピュータ（ＳＭ−Ｃ）によりヘイズを測定した。
【００７７】
（徐冷）
上記のヘイズ測定用のサンプルを１５０℃のオーブンに１時間投入した後、オーブンの設定温度を徐々に下げ、冷却速度１℃／ｍｉｎで室温（２５℃）まで冷却した。その後、スガ試験機（株）製 ＳＭカラーコンピュータ（ＳＭ−Ｃ）によりヘイズを測定した。
【００７８】
（２）密着性の測定
太陽電池モジュールの製造後、太陽電池モジュール用充填材層と透明前面基板との室温（２５℃）下での剥離強度（Ｎ／１５ｍｍ幅）を測定した。
【００７９】
（３）ホットスポット試験
太陽電池モジュールについてＪＩＳ規格Ｃ８９１７に基づいてホットスポット試験を行い、試験後の外観を評価した。
【００８０】
【表１】
【００８１】
表１から明らかなように、実施例１〜５における太陽電池モジュール用充填材のヘイズは冷却速度による違いが少なく、ホットスポット試験後に白濁が生じにくかった。
これに対し、比較例１〜３における太陽電池モジュール用充填材では、冷却速度によるヘイズの差が大きく、ホットスポット試験後に白濁した。
尚、以上の効果については、上記実施例及び比較例で挙げた透明前面基板、裏面保護シートの構成によらず他の構成においても同様な効果がある。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホットスポット現象等に伴う温度変化が生じた場合であっても、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる太陽電池モジュール用充填材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。
太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また屋外に太陽電池を取り付けた場合に雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を接続し透明基板および充填材で封入して太陽電池モジュールを作製することが通常行われている。一般に太陽電池モジュールは、透明前面基板、充填材、太陽電池素子、充填材および裏面保護シート等を順次積層し、これらを真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等を利用して製造される。
【０００３】
太陽電池モジュールに用いられる充填材としては、その加工性、施工性、製造コスト、その他等の観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）が、最も一般的なものとして使用されている。しかしながら、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂からなる充填材は、太陽電池素子との接着強度が必ずしも十分ではなく、長時間使用により剥離を生じたり、加熱時に酢ビガスが発生し異臭の元となったり発泡したりする等の問題があった。そこで、充填材に接着性を付与し、酢ビガスの発生をなくす方法として、樹脂にシラン化合物を重合させる方法が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
屋外に設置された太陽電池モジュールでは、発電中の太陽電池モジュールの複数の太陽電池素子のうち、ある１つの太陽電池素子が何かの影になって発電が不十分になった場合、この太陽電池素子は抵抗となる。このときこの太陽電池素子の両電極にはその抵抗値と流れる電流との積の電位差が発生する。すなわち、太陽電池素子に逆方向のバイアス電圧がかかることとなり、この太陽電池素子は発熱するようになる。このような現象はホットスポットと呼ばれている。
【０００５】
そして、ホットスポット現象が発生して太陽電池素子の温度が上昇すると、これに伴い充填材の温度も上昇する。充填材として、ポリエチレン系樹脂を用いた場合に、充填材の融点を超える温度変化があった場合、ポリエチレン系樹脂が一旦融解し、再度固化する際、その一部が結晶化し、白濁してしまい、外観が著しく損なわれる。
【０００６】
ホットスポット現象が発生したときの太陽電池モジュールの温度上昇を抑制する方法としては、例えば太陽電池モジュールの裏面側に表面が凹凸状の熱放射率の高いフィルムを設けることや太陽電池モジュールの周囲に配設されるモジュール枠に通風口を設けることが提案されている（例えば特許文献３参照）。また、裏面側充填材にアルミナやジルコニアなどの熱伝導率を大きくする粒子を含有させることで、ホットスポット現象が発生したときでも太陽電池モジュール内部の熱伝導率を向上させて太陽電池素子の温度上昇を抑制する方法が提案されている（例えば特許文献４参照）。太陽電池モジュールや太陽電池素子の温度上昇を抑えることができれば、結果的に充填材の温度上昇も抑えられるので、充填材の白濁を抑制することが可能であると考えられる。しかしながら、いずれの特許文献においてもホットスポット現象の発生に伴う充填材の白濁を防止することについては述べられていない。
【０００７】
また、従来の充填材としては上述したようにエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂が中心であり、接着性のよい、樹脂にシラン化合物を重合させた共重合体樹脂を用いた充填材の白濁防止についての提案は行われていないのが現状である。
【０００８】
【特許文献１】特公昭６２−１４１１１号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４６４１号公報
【特許文献３】特開平６−１８１３３３号公報
【特許文献４】特開２００４−３２７６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、例えばホットスポット現象等に伴う温度変化が生じた場合であっても、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる太陽電池モジュール用充填材の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、エチレン性不飽和シラン化合物と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである重合用ポリエチレンと、を重合させてなるシラン変性樹脂を含む充填材用樹脂に、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、熱安定化剤と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであるマスターバッチ用ポリエチレンと、を含むマスターバッチを加熱溶融させる工程を有することを特徴とする太陽電池モジュール用充填材の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明によれば、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンの密度が比較的低いので、ホットスポット現象などで発生した熱により温度が上昇し、その後、外気温の降下などで冷却された場合のように温度変化があった場合でも、ポリエチレンの結晶化が妨げられ、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンの密度が比較的低いので、ホットスポット現象などで温度変化があった場合でも、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の太陽電池モジュール用充填材の製造方法について説明する。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュール用充填材の製造方法は、エチレン性不飽和シラン化合物と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである重合用ポリエチレンと、を重合させてなるシラン変性樹脂を含む充填材用樹脂に、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、熱安定化剤と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであるマスターバッチ用ポリエチレンと、を含むマスターバッチを加熱溶融させる工程を有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンの密度が比較的低いので、ホットスポット現象などで発生した熱により温度が上昇し、その後、外気温の降下などで冷却された場合のように温度変化があった場合でも、ポリエチレンの結晶化が妨げられ、白濁しにくい太陽電池モジュール用充填材を得ることができる。このような太陽電池用モジュール充填材においては、温度が上昇した太陽電池モジュール用充填材が冷却された場合のヘイズ（曇度）の上昇が抑制されるので、温度の変化によるヘイズの変化が少なくなり、外観が損なわれにくいという利点を有する。
【００１６】
さらに、本発明においては、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンとして、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが用いられる。メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンは、シングルサイト触媒であるメタロセン触媒を用いて合成されるものであり、分子量分布が小さいことが知られている。本発明においては、分子量分布が小さく、かつ低密度であるポリエチレンを用いることで、充填材の白濁等を抑制することができる。すなわち、ホットスポット現象などで発生した熱により温度が上昇し、その後、外気温の降下などで冷却された場合に、分子量分布が大きく、密度の高いポリエチレンを用いると、融点が高く結晶化しやすいポリエチレンが先に結晶化し、それが核となることで、充填材の白濁が生じ易くなると考えられるが、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンのように分子量分布が小さく、かつ低密度であるポリエチレンを用いることによって、充填材の白濁を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明における充填材用樹脂に含まれるシラン変性樹脂は、上述したように透明前面基板や裏面保護シート、例えばガラス等との密着性に優れ、かつ主鎖がポリエチレンからなるものであることから有害なガスを発生させず、作業環境を悪化させないという利点を有する。
【００１８】
さらに、本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材は、紫外線吸収剤と光安定化剤と熱安定化剤とを含有するので、長期にわたり安定した機械強度、接着強度、黄変防止、ひび割れ防止、優れた加工適性を得ることができる。
以下、本発明の太陽電池モジュール用充填材の製造方法について、構成ごとに説明する。
【００１９】
１．充填材用樹脂
まず、本発明に用いられる充填材用樹脂について説明する。本発明に用いられる充填材用樹脂は、エチレン性不飽和シラン化合物および所定の重合用ポリエチレンを重合させてなるシラン変性樹脂を含むものである。さらに、上記充填材用樹脂は、必要に応じて、添加用ポリエチレンを含有することが好ましい。上記シラン変性樹脂はコストが高いため、添加用ポリエチレンを併用することでコストの低減を図ることができるからである。
以下、充填材用樹脂に含まれるシラン変性樹脂および添加用ポリエチレン、ならびに充填材用樹脂のその他の点について説明する。
【００２０】
（１）シラン変性樹脂
本発明における充填材用樹脂に含まれるシラン変性樹脂は、エチレン性不飽和シラン化合物および所定の重合用ポリエチレンを重合させてなるものである。このようなシラン変性樹脂は、例えばエチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとラジカル発生剤とを混合し、高温で溶融、混練し、エチレン性不飽和シラン化合物を重合用ポリエチレンにグラフト重合させることにより得ることができる。
【００２１】
本発明においては、上記重合用ポリエチレンとして、０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有するメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが用いられる。このようなメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンは、密度が比較的低く、分子量分布が小さいことから、温度変化によるポリエチレンの結晶化を妨げ、充填材の白濁を抑制することができる。
【００２２】
また、上記重合用ポリエチレンは、上述したように０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有するものであるが、中でも密度が０．８９８〜０．９０５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましい。
【００２３】
このような重合用ポリエチレンとしては、メタロセン触媒を用いて合成された直鎖状のポリエチレンであって、上記密度を有するものであれば特に限定されるものではなく、一般的なメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを用いることができる。また、上記重合用ポリエチレンは１種単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００２４】
一方、上記シラン変性樹脂に用いられるエチレン性不飽和シラン化合物としては、上記重合用ポリエチレンとグラフト重合するものであれば特に限定されるものではなく、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリエチレンジオキシシラン、ビニルプロピオニルオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、および、ビニルトリカルボキシシランからなる群から選択される少なくとも１種類のものを用いることができる。中でも、ビニルトリメトキシシランが好適に用いられる。
【００２５】
本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材中のエチレン性不飽和シラン化合物の含有量は、１０ｐｐｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｐｐｍ以上である。上記エチレン性不飽和シラン化合物の含有量が上記範囲に満たない場合は、ガラス等との密着性が不足する。
一方、エチレン性不飽和シラン化合物の含有量は、４０００ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましくは３０００ｐｐｍ以下である。上限値は、ガラス等との密着性の観点からは限定されるものではないが、上記範囲を超えるとガラス等との密着性は変わらずコストが高くなる。
【００２６】
上記シラン変性樹脂は、太陽電池モジュール用充填材中に好ましくは１〜８０重量％の範囲内、さらに５〜７０重量％の範囲内で含有されることが好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材は、上記シラン変性樹脂を含有することによりガラス等との密着性が高くなる。したがって、ガラス等との密着性、かつコストの点から、上記範囲内が好適である。
【００２７】
また、上記シラン変性樹脂は、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材の成形性、および透明前面基板や裏面保護シートとの接着性等に優れるからである。
さらに、上記シラン変性樹脂の融点は、１１０℃以下であることが好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材を用いた太陽電池モジュールの製造時において、加工性等の面から上記範囲が好適である。なお、上記融点は、プラスチックの転移温度測定方法（ＪＩＳ Ｋ ７１２１）に準拠し、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定した値とする。この際、融点ピークが２つ以上存在する場合は高い温度の方を融点とする。
【００２８】
上記シラン変性樹脂に添加するラジカル発生剤としては、例えばジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ヒドロパーオキシ）ヘキサン等のヒドロパーオキサイド類；ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、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、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−パーオキシ）ヘキシン−３等のジアルキルパーオキサイド類；ビス−３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｏ−メチルベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類；ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシオクトエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシフタレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキシン−３等のパーオキシエステル類；メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類等の有機過酸化物、または、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物等が挙げられる。
【００２９】
上記ラジカル発生剤は、上記シラン変性樹脂中に０．００１重量％以上含まれることが好ましい。上記範囲未満では、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとのラジカル重合が起こりにくいからである。
【００３０】
なお、本発明に用いられるシラン変性樹脂は、合わせガラス用途にも使用できるものである。合わせガラスは、ガラスとガラスとの間に柔軟で強靭な樹脂等をはさんで加熱圧着して作製されるものであるので、ガラスとの密着性の点から、上記シラン変性樹脂を用いることができる。
【００３１】
また、上記シラン変性樹脂の調製方法としては、特に限定されるものではないが、例えばエチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとラジカル発生剤との混合物を、加熱溶融混合し、エチレン性不飽和シラン化合物を重合用ポリエチレンにグラフト重合させる方法を挙げることができる。この際、加熱温度は３００℃以下が好ましく、さらには２７０℃以下が好ましく、最も好ましい温度は２３０℃以下である。
【００３２】
（２）添加用ポリエチレン
次に、本発明に用いられる添加用ポリエチレンについて説明する。上述したように、上記充填材用樹脂は、必要に応じて、添加用ポリエチレンを含有することが好ましい。上記添加用ポリエチレンとしては、具体的には、上記シラン変性樹脂に用いられる重合用ポリエチレンと同様のもの、すなわち、０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有するメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを挙げることができる。本発明においては、特に、添加用ポリエチレンが上記重合用ポリエチレンと同一のポリエチレンであることが好ましい。
【００３３】
添加用ポリエチレンの含有量は、上記シラン変性樹脂１００重量部に対し、０．０１重量部〜９９００重量部が好ましく、９０重量部〜９，９００重量部がより好ましい。また、上記シラン変性樹脂を２種以上用いる場合には、その合計量１００重量部に対し、添加用ポリエチレンの含有量が上記範囲となることが好ましい。
【００３４】
また、上記添加用ポリエチレンは、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材の成形性等に優れるからである。
さらに、上記添加用ポリエチレンの融点は、１３０℃以下であることが好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材を用いた太陽電池モジュールの製造時における加工性等の面から上記範囲が好適である。なお、上記融点は、上述した方法により測定した値とする。
【００３５】
（３）その他
本発明に用いられる充填材用樹脂は、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。太陽電池モジュール用充填材の成形性、透明前面基板および裏面保護シートとの接着性等に優れるからである。
また、充填材用樹脂の融点は１３０℃以下であることが好ましい。本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材を用いた太陽電池モジュールの製造時において、加工性等の面から上記範囲が好適である。また、太陽電池モジュールの構成部材、例えば太陽電池素子や透明前面基板を再利用する場合に、融点がこの程度であれば容易に再利用することができるからである。なお、上記融点は、上述した方法により測定した値とする。
【００３６】
２．マスターバッチ
次に、本発明に用いられるマスターバッチについて説明する。本発明に用いられるマスターバッチは、紫外線吸収剤、光安定化剤、熱安定化剤およびマスターバッチ用ポリエチレンを含むものである。
以下、マスターバッチに含まれるマスターバッチ用ポリエチレン、紫外線吸収剤、光安定化剤および熱安定化剤について説明する。
【００３７】
（１）マスターバッチ用ポリエチレン
まず、本発明に用いられるマスターバッチ用ポリエチレンについて説明する。本発明においては、マスターバッチ用ポリエチレンとして、０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有するメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが用いられる。従来、マスターバッチを作製する際には、熱安定化剤等の添加剤の分散性をよくするために、パウダー状のマスターバッチ用ポリエチレンと、添加剤とを混合する場合が多く、この際には比較的密度の高いポリエチレンを用いるのが主流であった。これは、高密度のポリエチレンの方が粉砕しやすく加工性に優れているからである。しかしながら、高密度のポリエチレンは結晶化しやすいという欠点があり、充填材が白濁する要因となっていた。本発明においては、密度が比較的低く、分子量分布が小さいメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを用いることから、温度変化によるポリエチレンの結晶化を妨げ、充填材の白濁を抑制することができる。
【００３８】
上記マスターバッチ用ポリエチレンとしては、上記「１．充填材用樹脂」に記載した重合用ポリエチレンと同様のものを用いることができるので、ここでの説明は省略する。
【００３９】
また、上記マスターバッチ用ポリエチレンは、例えば、ペレット状ポリエチレンであっても良く、パウダー状ポリエチレンであっても良いが、中でも本発明においては、ペレット状ポリエチレンおよびパウダー状ポリエチレンを両方用いることが好ましい。特に単軸押出機、二軸押出機を使ってマスターバッチペレットを製造する場合、パウダー状ポリエチレンは表面積が多いので添加剤の展着が容易であるが、パウダー状ポリエチレン単独では嵩密度が低いので連続押出し工程で、ブリッジングを起こすなどしてトラブルの発生があった。また、本発明に用いられるパウダー状ポリエチレンは、密度が低いため、重合直後のポリマーをそのまま使うことはできず、一端ペレット化したものを粉砕することにより製造されているため、コストが高くなる場合があった。これらの理由より、パウダー状ポリエチレンとペレット状ポリエチレンとを混合することで、押し出しも良く安定生産できる。ペレット状ポリエチレンおよびパウダー状ポリエチレンの比率としては、特に限定されるものではないが、重量比で０〜１０：１、中でも１．５〜４：１であることが好ましい。また、マスターバッチを作製する際に、例えばペレット状ポリエチレンの比率が比較的高い場合には、一旦マスターバッチペレットを作製した後に、さらに、マスターバッチペレットを撹拌、混合するアフターブレンド工程を行っても良い。このアフターブレンド工程は、ペレット状ポリエチレンの比率等を考慮し、必要に応じて行うことが好ましい。
【００４０】
本発明において、ペレット状のマスターバッチ用ポリエチレンの平均粒径としては、特に限定されるものではないが、例えば１ｍｍ以上、中でも１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内、特に３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
一方、パウダー状のマスターバッチ用ポリエチレンの平均粒径としては、特に限定されるものではないが、例えば１ｍｍ未満、中でも０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内、特に０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００４１】
（２）紫外線吸収剤
次に、本発明に用いられる紫外線吸収剤について説明する。本発明に用いられる紫外線吸収剤は、太陽光中の有害な紫外線を吸収して、分子内で無害な熱エネルギーへと変換し、太陽電池モジュール用充填材中の光劣化開始の活性種が励起されるのを防止するものである。具体的には、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サルチレート系、アクリルニトリル系、金属錯塩系、ヒンダードアミン系、あるいは、超微粒子酸化チタン（粒子径：０．０１μｍ〜０．０６μｍ）および超微粒子酸化亜鉛（粒子径：０．０１μｍ〜０．０４μｍ）等の無機系などの紫外線吸収剤が挙げられる。
【００４２】
太陽電池モジュール用充填材中の紫外線吸収剤の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、具体的には０．０７５重量％〜０．３重量％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１重量％〜０．２重量％の範囲内である。なお、マスターバッチ中の紫外線吸収剤の含有量としては、特に限定されるものではないが、太陽電池モジュール用充填材中の紫外線吸収剤の含有量が上記の範囲となるように、マスターバッチ中の紫外線吸収剤の含有量を選択することが好ましい。
【００４３】
（３）光安定化剤
次に、本発明に用いられる光安定化剤について説明する。本発明に用いられる光安定化剤は、太陽電池モジュール用充填材中の光劣化開始の活性種を捕捉し、光酸化を防止するものである。具体的には、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダードピペリジン系化合物などの光安定化剤が挙げられる。
【００４４】
太陽電池モジュール用充填材中の光安定化剤の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、具体的には０．１重量％〜０．４重量％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１５重量％〜０．３重量％の範囲内である。なお、マスターバッチ中の光安定化剤の含有量としては、特に限定されるものではないが、太陽電池モジュール用充填材中の光安定化剤の含有量が上記の範囲となるように、マスターバッチ中の光安定化剤の含有量を選択することが好ましい。
【００４５】
（４）熱安定化剤
次に、本発明に用いられる熱安定化剤について説明する。本発明に用いられる熱安定化剤は、太陽電池モジュール用充填材の酸化劣化を防止するものである。具体的には、トリス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）フォスファイト、ビス［２，４−ビス（１，１−ジメチルエチル）−６−メチルフェニル］エチルエステル亜リン酸、テトラキス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）［１，１−ビフェニル］−４，４´−ジイルビスホスフォナイト、および、ビス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジフォスファイト等のリン系熱安定化剤；８−ヒドロキシ−５，７−ジ−tert−ブチル−フラン−２−オンとｏ−キシレンとの反応生成物等のラクトン系熱安定化剤；フェノール系熱安定化剤；アミン系熱安定化剤；硫黄系熱安定化剤；などを挙げることができる。また、これらを１種または２種以上を用いることもできる。中でも、リン系熱安定化剤およびラクトン系熱安定化剤を併用して用いることが好ましい。
【００４６】
太陽電池モジュール用充填材中の熱安定化剤の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、具体的には０．０１重量％〜０．１６重量％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．０１重量％〜０．１７重量％の範囲内である。なお、マスターバッチ中の熱安定化剤の含有量としては、特に限定されるものではないが、太陽電池モジュール用充填材中の熱安定化剤の含有量が上記の範囲となるように、マスターバッチ中の熱安定化剤の含有量を選択することが好ましい。
【００４７】
なお、上記熱安定化剤の含有量の測定方法としては、還流・再沈殿法による前処理を行い、定性分析および定量分析を行う方法を用いるものとする。すなわち、（１）太陽電池モジュール用充填材に溶媒を加えて還流抽出を行い、樹脂成分および添加剤成分を溶解させる。（２）この溶解液に貧溶媒を加えて樹脂成分を沈殿させた後、ろ過を行う。（３）ろ液を濃縮、定容したものを供試液とする。（４）得られた供試液について、定性分析および定量分析を行う。この際、定性分析には、ガスクロマトグラフ／質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）、および高速液体クロマトグラフ／紫外線検出器（ＨＰＬＣ／ＵＶＤ）を用い、定量分析には、ガスクロマトグラフ／水素炎イオン化検出器（ＧＣ／ＦＩＤ）を用いるものとする。
【００４８】
３．太陽電池モジュール用充填材の作製方法
次に、太陽電池モジュール用充填材の作製方法について説明する。本発明においては、上記充填材用樹脂に上記マスターバッチを加熱溶融させる工程を行うことによって、太陽電池モジュール用充填材を作製する。
この際、添加用ポリエチレンを含む充填材用樹脂と、マスターバッチとを加熱溶融させても良いし、添加ポリエチレンを含まない充填材用樹脂と、添加用ポリエチレンと、マスターバッチとを加熱溶融させても良い。
【００４９】
また、これらの加熱溶融方法としては、特に限定されるものではない。加熱温度は３００℃以下が好ましく、さらには２７０℃以下が好ましく、最も好ましい温度は２３０℃以下である。また、本発明においては、加熱溶融した後に、太陽電池モジュール用充填材をシート状に成形してもよい。この場合には、加熱溶融後にＴダイ、インフレなどの既存の方法を用いることができる。
【００５０】
４．太陽電池モジュール用充填材
本発明により得られる太陽電池モジュール用充填材は、その密度が０．８９５ｇ／ｃｍ３〜０．９１０ｇ／ｃｍ３程度であることが好ましく、より好ましくは０．８９８ｇ／ｃｍ３〜０．９０５ｇ／ｃｍ３程度である。上述したように、本発明においては、重合用ポリエチレンおよびマスターバッチ用ポリエチレンの密度が所定の範囲であることから、太陽電池モジュール用充填材全体の密度としては上記範囲内であることが好ましいのである。
【００５１】
なお、上記密度は、ＪＩＳ Ｋ ７１１２に規定の密度勾配管法により測定した値とする。具体的には、比重の異なる液体を入れた試験管の中へサンプルを投入し、止まった位置を読み取ることにより密度を測定した。
【００５２】
さらに、太陽電池モジュール用充填材は、光線透過性が高いことが好ましい。具体的には、太陽電池モジュール用充填材の全光線透過率が、７０％〜１００％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは８０％〜１００％、最も好ましくは９０％〜１００％の範囲内である。なお、上記全光線透過率は、通常の方法により測定することができ、例えばカラーコンピュータにより測定することができる。
【００５３】
また、太陽電池モジュール用充填材がシート状に成形されたものである場合、その厚みは、５０〜２０００μｍの範囲内であることが好ましく、特に１００〜１２５０μｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲より薄い場合はセルを支持することができずセルの破損が生じやすくなり、上記範囲より厚い場合はモジュール重量が重くなり設置時などの作業性が悪いばかりでなく、コスト面でも不利となる場合もあるからである。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５５】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに説明する。
［実施例１］
（シラン変性樹脂の調製）
密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン２．５重量部と、ラジカル発生剤（反応触媒）としてのジクミルパーオキサイド０．１重量部とを混合し、２００℃で溶融、混練し、シラン変性樹脂を得た。
【００５６】
（マスターバッチの調製）
密度０．９００ｇ／ｃｍ３のパウダー状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン５０重量部に対して、密度０．９００ｇ／ｃｍ３のペレット状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン５０重量部と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤５重量部と、リン系熱安定化剤０．５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。
【００５７】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
上記シラン変性樹脂２０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．９０５ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン８０重量部とを混合し、φ１５０ｍｍ押出し機、１０００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度２３０℃、引き取り速度２．３ｍ／ｍｉｎで総厚６００μｍの太陽電池モジュール用充填材を作製した。
【００５８】
（太陽電池モジュールの作製）
厚み３ｍｍのガラス板（透明前面基板）と、厚み６００μｍの太陽電池モジュール用充填材と、多結晶シリコンからなる太陽電池素子と、厚み６００μｍの太陽電池モジュール用充填材と、厚み３８μｍのポリフッ化ビニル系樹脂シート（ＰＶＦ）、厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートシートおよび厚み３８μｍのポリフッ化ビニル系樹脂シート（ＰＶＦ）からなる積層シート（裏面保護シート）とをこの順に積層し、太陽電池素子面を上に向けて、太陽電池モジュールの製造用の真空ラミネータにて１５０℃で１５分間圧着して、太陽電池モジュールを作製した。
【００５９】
［実施例２］
（マスターバッチの調製）
密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のパウダー状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン３０重量部に対して、密度０．９００ｇ／ｃｍ３のペレット状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン７０重量部と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤７重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤１０重量部と、リン系熱安定化剤１重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。
【００６０】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
実施例１で用いたシラン変性樹脂４０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．９００ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン６０重量部とを混合し、φ１５０ｍｍ押出し機、１０００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度２３０℃、引き取り速度２．３ｍ／ｍｉｎで総厚４００μｍの太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００６１】
［実施例３］
（マスターバッチの調製）
密度０．８９６ｇ／ｃｍ３のパウダー状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１０重量部に対して、密度０．８９６ｇ／ｃｍ３のペレット状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン９０重量部と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤２．５重量部と、リン系熱安定化剤０．２５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。
【００６２】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
実施例１で用いたシラン変性樹脂１０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．９００ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン９０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００６３】
［実施例４］
（シラン変性樹脂の調製）
密度０．８９６ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン２．５重量部と、ラジカル発生剤（反応触媒）としてのジクミルパーオキサイド０．１重量部とを混合し、２００℃で溶融、混練し、シラン変性樹脂を得た。
【００６４】
（マスターバッチの調製）
密度０．９０４ｇ／ｃｍ３のパウダー状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤１．８８重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤１０重量部と、リン系熱安定化剤０．５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを作製した。
【００６５】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
上記シラン変性樹脂２０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン８０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００６６】
［実施例５］
（シラン変性樹脂の調製）
密度０．９０４ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン２．５重量部と、ラジカル発生剤（反応触媒）としてのジクミルパーオキサイド０．１重量部とを混合し、２００℃で溶融、混練し、シラン変性樹脂を得た。
【００６７】
（マスターバッチの調製）
密度０．８９６ｇ／ｃｍ３のペレット状のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤２０重量部と、リン系熱安定化剤０．５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを作製した。
【００６８】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
上記シラン変性樹脂２０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとしての密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン８０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００６９】
［比較例１］
（マスターバッチの調製）
密度０．９４０ｇ／ｃｍ３のパウダー状の中密度ポリエチレン１００重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤１０重量部と、リン系熱安定化剤１重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを作製した。
【００７０】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
実施例１で用いたシラン変性樹脂１０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとして密度０．９００ｇ／ｃｍ３のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン９０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００７１】
［比較例２］
（マスターバッチの調製）
密度０．９１０ｇ／ｃｍ３のパウダー状のチーグラー触媒系直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部と、ヒンダードアミン系光安定化剤５重量部と、リン系熱安定化剤０．５重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化した耐候剤マスターバッチを作製した。
【００７２】
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
実施例１で用いたシラン変性樹脂１０重量部に対して、上記耐候剤マスターバッチ５重量部と、添加用ポリエチレンとして密度０．９００ｇ／ｃｍ３のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン９０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００７３】
［比較例３］
（太陽電池モジュール用充填材の作製）
比較例１と同様の方法でマスターバッチを作製した。
実施例１で用いたシラン変性樹脂２０重量部に対して、上記マスターバッチ５重量部と、酢酸ビニル(ＶＡ)含量１２％のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）８０重量部とを混合し、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュール用充填材を作製した。
さらに、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。
【００７４】
［特性の評価］
実施例１〜５および比較例１〜３における太陽電池モジュール用充填材および太陽電池モジュールについて、下記の試験を行った。各試験の測定結果を下記表１に示す。
【００７５】
（１）ヘイズの測定
（室温放置）
太陽電池モジュール用充填材について、スガ試験機（株）製 ＳＭカラーコンピュータ（ＳＭ−Ｃ）によりヘイズ（％）を測定した。具体的には、太陽電池モジュール用充填材を、表裏全光線透過率９１％、ヘイズ０．２％、厚み３ｍｍの青板フロートガラスで挟みこみ、太陽電池モジュール製造用の真空ラミネータにより１５０℃で１５分間圧着した後、室温（２５℃）で放置することにより冷却して、ヘイズ測定用のサンプルを作製し、このサンプルについてヘイズを測定した。
【００７６】
（急冷）
上記のヘイズ測定用のサンプルを１５０℃のオーブンに１時間投入し、取出した後、即座に−２０℃の冷凍庫に投入して１０分間放置した。冷凍庫から取り出し、室温（２５℃）で放置し、サンプル温度が室温になった後にスガ試験機（株）製 ＳＭカラーコンピュータ（ＳＭ−Ｃ）によりヘイズを測定した。
【００７７】
（徐冷）
上記のヘイズ測定用のサンプルを１５０℃のオーブンに１時間投入した後、オーブンの設定温度を徐々に下げ、冷却速度１℃／ｍｉｎで室温（２５℃）まで冷却した。その後、スガ試験機（株）製 ＳＭカラーコンピュータ（ＳＭ−Ｃ）によりヘイズを測定した。
【００７８】
（２）密着性の測定
太陽電池モジュールの製造後、太陽電池モジュール用充填材層と透明前面基板との室温（２５℃）下での剥離強度（Ｎ／１５ｍｍ幅）を測定した。
【００７９】
（３）ホットスポット試験
太陽電池モジュールについてＪＩＳ規格Ｃ８９１７に基づいてホットスポット試験を行い、試験後の外観を評価した。
【００８０】
【表１】
【００８１】
表１から明らかなように、実施例１〜５における太陽電池モジュール用充填材のヘイズは冷却速度による違いが少なく、ホットスポット試験後に白濁が生じにくかった。
これに対し、比較例１〜３における太陽電池モジュール用充填材では、冷却速度によるヘイズの差が大きく、ホットスポット試験後に白濁した。
尚、以上の効果については、上記実施例及び比較例で挙げた透明前面基板、裏面保護シートの構成によらず他の構成においても同様な効果がある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン性不飽和シラン化合物と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである重合用ポリエチレンと、を重合させてなるシラン変性樹脂を含む充填材用樹脂に、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、熱安定化剤と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであるマスターバッチ用ポリエチレンと、を含むマスターバッチを加熱溶融させる工程を有することを特徴とする太陽電池モジュール用充填材の製造方法。
【請求項１】
エチレン性不飽和シラン化合物と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである重合用ポリエチレンと、を重合させてなるシラン変性樹脂を含む充填材用樹脂に、紫外線吸収剤と、光安定化剤と、熱安定化剤と、密度が０．８９５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、かつ、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであるマスターバッチ用ポリエチレンと、を含むマスターバッチを加熱溶融させる工程を有することを特徴とする太陽電池モジュール用充填材の製造方法。
【公開番号】特開２００７−１５００９４（Ｐ２００７−１５００９４Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４４３４６（Ｐ２００５−３４４３４６）
【出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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