太陽電池封止材
【課題】 太陽電池モジュールの形成が容易で、透明性、耐熱性、柔軟性等に優れた太陽電池封止材及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】 エチレン重合単位を５０〜９０モル％、エチレン以外のα−オレフィン重合単位を ５０〜１０モル％、必要に応じてジエンモノマー重合単位を２モル％以下含有するエチレンを主成分とする共重合体であって、Ｘ線による結晶化度が４０％以下の非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体と、架橋剤を予めドライブレンドして押出機に供給し、シート状に押出成形して得られる太陽電池封止材及びそれを用いた太陽電池モジュール。
【解決手段】 エチレン重合単位を５０〜９０モル％、エチレン以外のα−オレフィン重合単位を ５０〜１０モル％、必要に応じてジエンモノマー重合単位を２モル％以下含有するエチレンを主成分とする共重合体であって、Ｘ線による結晶化度が４０％以下の非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体と、架橋剤を予めドライブレンドして押出機に供給し、シート状に押出成形して得られる太陽電池封止材及びそれを用いた太陽電池モジュール。
【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における太陽電池素子の封止材及びそれを用いた太陽電池モジュールに関する。さらに詳しくは、太陽電池モジュールの形成が容易で、透明性、耐熱性、柔軟性等に優れた太陽電池封止材に関する。
【背景技術】
【０００２】
無尽蔵な自然エネルギーを利用し、二酸化炭素の削減やその他の環境問題の改善が図れる水力発電、風力発電並びに太陽光発電などが脚光を浴びている。このうち太陽光発電は、太陽電池モジュールの発電効率等の性能向上が著しい一方、価格の低下が進んだこと、国や自治体が住宅用太陽光発電システム導入促進事業を進めてきたことから、近年その普及が著しく進んでいる。しかしながら更なる普及には一層の低コスト化が必要であり、そのため発電効率の一層の向上に向けた研究も日夜続けられている。
【０００３】
太陽電池モジュールは、一般にシリコン、ガリウムー砒素、銅ーインジウムーセレンなどの太陽電池素子を上部透明保護材と下部基板保護材とで保護し、太陽電池素子と保護材とを封止材で固定し、パッケージ化したものである。このため太陽電池封止材としては、発電効率を高めるためにも、透明性が良好であることが求められている。また太陽電池モジュールの使用時に温度上昇しても、封止材が流動したり変形したりするトラブルを避けるために、耐熱性を有することが求められている。また近年では、太陽電池素子の薄肉化に伴い、一層柔軟性に優れた封止材も求められている。
【０００４】
現在、太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の封止材としては、柔軟性、透明性等の観点から、酢酸ビニル含量の高いエチレン・酢酸ビニル共重合体が使用されている。しかしながら、耐熱性が不足しているところから、有機過酸化物を併用する必要があった。そのため有機過酸化物を配合したエチレン・酢酸ビニル共重合体のシートを予め作成し、得られたシートを用いて太陽電池素子を封止するという２段階の工程を採用する必要があった。このシートの製造段階では、有機過酸化物が分解しないような低温度での成形が必要であるため、押出成形速度を高くすることができず、また太陽電池素子の封止段階では、ラミネーターにおいて数分乃至十数分かけて仮接着する工程と、オーブン内において有機過酸化物が分解する高温度で数十分ないし１時間かけて本接着する工程とからなる２段階の時間をかけての接着工程を経る必要があった。そのため太陽電池モジュールの製造には手間と時間がかかり、その製造コストを上昇させる要因の一つとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭２−４０７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明者らは、このような有機過酸化物の使用を必要とせず、したがって太陽電池モジュールの生産効率を顕著に改善することができ、しかも太陽電池用封止材として優れた特性を有する代替材料につき検討を行った。また有機過酸化物を使用する場合においても、エチレン・酢酸ビニル共重合体に代わる柔軟性に優れた代替材料につき検討を行った。その結果、後記する材料が、これら代替材料として適していることを見出し、本発明に到達した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、Ｘ線による結晶化度が４０％以下の非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体からなる太陽電池封止材（太陽電池素子封止材）に関する。上記非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体としては、完全非晶質ではなく低結晶性のものであって、融点が８５℃以上、１５０℃の損失弾性率が１０３Ｐａ以上のものが好ましい。またショアＤ硬度が６０以下のものが好ましく、０．５ｍｍ厚みにおけるＨＡＺＥが１０％以下のものであることが好ましい。
【０００８】
上記非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体には、好ましくは、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び耐候安定剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤が配合される。また非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体が、エチレンを主成分とする共重合体である場合には、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び耐候安定剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤に加え、架橋剤又は架橋剤と架橋助剤を配合するのが好ましい。
【０００９】
本発明においてはまた、上記太陽電池封止材を用いて作成された太陽電池モジュールが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の封止材は、透明性、耐熱性、柔軟性などに優れている。とくに適当な非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体を選択することにより、融点が８５℃以上、１５０℃の貯蔵弾性率が１０３Ｐａ以上、ショア Ｄ硬度が６０以下、０．５ｍｍ厚みにおけるＨＡＺＥが１０％以下の封止材を容易に得ることができる。したがって本発明によれば、太陽電池モジュールの使用時に温度上昇しても、封止材が流動したり変形したりするトラブルを回避することが可能であり、太陽電池の外観を損なうことも無い。また上記のような有機過酸化物の使用が省略できるので、太陽電池モジュール製造工程における生産性を著しく高めることが可能であり、太陽電池モジュールの製造コストを大幅に低減させることが可能である。また非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体として、エチレンを主成分とする共重合体を選び、架橋剤を配合する場合は、上記製造上の利点はないが、柔軟性に優れた封止材層を形成することができるので、太陽電池素子の薄肉化にも充分対応することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の封止材として使用される非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体は、炭素数が２〜１０のα−オレフィンの二種以上を構成成分とし、Ｘ線回折法によって測定される結晶化度が４０％以下（０〜４０％）の共重合体であって、ゴム的な性質を有するものである。耐熱性の点からは、完全非晶質のものより、いわゆる低結晶性共重合体に該当するような、結晶化度が１〜４０％程度のものを使用するのが好ましい。しかしながらエチレンを主成分とするもので、有機過酸化物を配合する場合には、完全非晶質（結晶化度０）のものでもよい。
【００１２】
その共重合体の代表例は、エチレン又はプロピレンを主成分とし、それらに炭素数２〜１０の他のα−オレフィン１種または２種以上を副成分とし、必要に応じてジエンモノマーを少量共重合させた構成の共重合体である。
【００１３】
エチレンを主成分とする共重合体としては、エチレン重合単位を５０〜９０モル％、好ましくは７０〜８５モル％、エチレン以外のα−オレフィン重合単位を５０〜１０モル％、好ましくは３０〜１５モル％、必要に応じてジエンモノマー重合単位を２モル％以下、好ましくは１モル％以下含有するものを挙げることができる。そのようなエチレン系共重合体として、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン・１−ヘキセン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクペンタジエン共重合体、エチレン・プロピレン・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・１，６−ヘキサジエン共重合体等を例示することができる。これらの中ではとくに、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体又はエチレン・１−ブテン共重合体が好ましい。
【００１４】
またプロピレンを主成分とする共重合体は、プロピレン重合単位を７０〜９５モル％、好ましくは７２〜９０モル％、プロピレン以外のα−オレフィンの重合単位を５〜３０モル％、好ましくは１０〜２８モル％含有するものを例示することができる。そのようなプロピレン系共重合体としては、プロピレン・エチレン共重合体およびプロピレン・１−ブテン共重合体を例示することができる。
【００１５】
上記非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体としては、成形性、機械的強度などを考慮すると、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に準拠し、２３０℃、２１６０ｇ荷重下で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が、０．１〜５０ｇ／１０分、とくに０．５〜２０ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【００１６】
上記非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体は、エチレンを主成分とする共重合体の場合は、可溶性バナジウム化合物と有機アルミニウムハライドとからなるバナジウム系触媒、あるいはシクロペンタジエニル基等が配位したジルコニウム化合物等のメタロセン化合物と有機アルミニウムオキシ化合物とからなるメタロセン系触媒の存在下に、エチレン及びその他α−オレフィン類を共重合させることによって製造することができる。またプロピレンを主成分とする共重合体の場合は、高活性チタン触媒成分あるいはメタロセン系触媒成分などの遷移金属化合物成分、有機アルミニウム成分、必要に応じて電子供与体、担体等を含む立体規則性オレフィン重合触媒の存在下に、プロピレンと他のα−オレフィンを共重合させることによって製造することができる。
【００１７】
太陽電池封止材として使用するに際して、必要に応じ、他の重合体や種々の添加剤を配合することができる。このような添加剤として具体的には、架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、ヒンダードフェノール系やホスファイト系の酸化防止剤、ヒンダードアミン系の光安定剤、光拡散剤、難燃剤、変色防止剤などを例示することができる。本発明においては、非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体は、通常、架橋剤や架橋助剤を配合する必要はないが、高度な耐熱性を要求される場合は、架橋剤あるいは架橋剤及び架橋助剤を配合してもよく、これらの配合によって、封止材が太陽電池素子に当接するようにして太陽電池モジュールに組み込まれる状態において、非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体を架橋することができ、封止材層の透明性を維持しつつ、高温での使用時における溶融流れ防止等の耐熱性を付与することができる。
【００１８】
使用可能な架橋剤としては、分解温度（半減期が１時間である温度）が７０〜１８０℃、とくに９０〜１６０℃の有機過酸化物を用いるのが好ましい。このような有機過酸化物として、例えば、第３ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、第３ブチルパーオキシアセテート、第３ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（第３ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ第３ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（第３ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，１−ビス（第３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−ビス（第３ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、第３ブチルハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｐ−クロルベンゾイルパーオキサイド、第３ブチルパーオキシイソブチレート、ヒドロキシヘプチルパーオキサイド、ジクロヘキサノンパーオキサイドなどが挙げられる。架橋剤の好適な配合量は、架橋剤の種類によっても異なるが、エチレンを主成分とする非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体１００重量部に対し、０．１〜５重量部、とくに０．５〜３重量部の割合とするのが効果的である。
【００１９】
また架橋助剤は、架橋反応を促進させ、エチレンを主成分とする非晶性α−オレフィン系共重合体の架橋度を高めるのに有効であり、その具体例としては、ポリアリル化合物やポリ（メタ）アクリロキシ化合物のような多不飽和化合物を例示することができる。より具体的には、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルフマレート、ジアリルマレエートのようなポリアリル化合物、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートのようなポリ（メタ）アクリロキシ化合物、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。架橋助剤は、非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体１００重量部に対し、０．５〜５重量部程度の割合で配合するのが効果的である。
【００２０】
シランカップリング剤は、封止材の保護材や太陽電池素子等に対する接着性を向上させるのに有用であり、その例としては、ビニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基などの不飽和基、アミノ基、エポキシ基などとともに、アルコキシ基のような加水分解可能な基を有する化合物を挙げることができる。シランカップリング剤として具体的には、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、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを例示することができる。シランカップリング剤は、非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体１００重量部に対し、０．１〜５重量部程度配合することが望ましい。
【００２１】
本発明の太陽電池封止材に添加することができる紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系など各種タイプのものを挙げることができる。ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−２’−カルボキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクタデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−５−クロロベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどを挙げることができる。
【００２２】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール化合物であって、例えば、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３−メチル−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、などを挙げることができる。またトリアジン系紫外線吸収剤としては、２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−（オクチルオキシ）フェノール、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（ヘキシルオキシ）フェノールなどを挙げることができる。サリチル酸エステル系としては、フェニルサリチレート、ｐ−オクチルフェニルサリチレートなどを挙げることができる。これら紫外線吸収剤は、非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体１００重量部に対し０〜２．０重量部配合することが好ましい。
【００２３】
本発明の太陽電池封止材を用い、太陽電池素子を上下の保護材で固定することにより太陽電池モジュールを製作することができる。このような太陽電池モジュールとしては、種々のタイプのものを例示することができる。例えば上部透明保護材／封止材／太陽電池素子／封止材／下部保護材のように太陽電池素子の両側から封止材で挟む構成のもの、下部基板保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止材と上部透明保護材を形成させるような構成のもの、上部透明保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子、例えばフッ素樹脂系透明保護材材上にアモルファス太陽電池素子をスパッタリング等で作成したものの上に封止材と下部保護材を形成させるような構成のものなどを挙げることができる。
【００２４】
太陽電池素子としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、ガリウムー砒素、銅ーインジウムーセレン、カドミウムーテルルなどのIIIーＶ族やIIーVI族化合物半導体系等の各種太陽電池素子を用いることができる。
【００２５】
太陽電池モジュールを構成する上部保護材としては、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、フッ素含有樹脂などを例示することができる。下部保護材としては、金属や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単体もしくは多層のシートであり、例えば、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、ガラス等の無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの１層もしくは多層の保護材を例示することができる。このような上部及び／又は下部の保護材には、封止材との接着性を高めるためにプライマー処理を施すことができる。
【００２６】
本発明の太陽電池封止材は、通常、０．１〜１ｍｍ程度の厚みのシート状で使用される。シート状太陽電池封止材は、Ｔ−ダイ押出機、カレンダー成形機などを使用する公知のシート成形法によって製造することができる。例えば非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体に、必要に応じて添加される架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等の添加剤を予めドライブレンドしてＴ−ダイ押出機のホッパーから供給し、シート状に押出成形することによって得ることができる。勿論、これらドライブレンドに際して、一部又は全部の添加剤は、マスターバッチの形で使用することができる。またＴ−ダイ押出やカレンダー成形において、予め非晶性α−オレフィン系共重合体に一部又は全部の添加剤を、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて溶融混合して得た樹脂組成物を使用することもできる。
【００２７】
太陽電池モジュールの製造に当たっては、本発明の封止材のシートを予め作っておき、封止材料が溶融する温度で圧着するという従来同様の方法によって、すでに述べたような構成のモジュールを形成することができる。この場合、封止材に有機過酸化物のような架橋剤を含有させない場合は、封止材のシート成形を高温で生産性よく行うことができるとともに、モジュールの形成においても２段階の接着工程を経る必要はなく、高温度で短時間に完結することができる。また本発明の封止材を押出コーティングすることによって太陽電池素子や上部保護材あるいは下部保護材と積層する方法を採用すれば、わざわざシート成形することなく一段階で太陽電池モジュールを製造することが可能である。したがって本発明の封止材を使用すれば、モジュールの生産性を格段に改良することができる。
【００２８】
一方、封止材に過酸化物を配合する場合は、架橋剤が実質的に分解せず、かつ本発明の封止材料が溶融するような温度で、太陽電池素子や保護材に該封止材を仮接着し、次いで昇温して充分な接着と非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体の架橋を行えばよい。この場合は、封止材層の融点（ＤＳＣ法）が８５℃以上、１５０℃の貯蔵弾性率が１０３Ｐａ以上の耐熱性良好な太陽電池モジュールを得るために、封止材層におけるゲル分率（試料１ｇをキシレン１００ｍｌに浸漬し、１１０℃、２４時間加熱した後、２０メッシュ金網で濾過し未溶融分の質量分率を測定）が５０〜９８％、好ましくは７０〜９５％程度になるように架橋するのがよい。したがってこれら諸条件を満足できるような添加剤処方を選べばよく、例えば架橋剤等の種類及び配合量を適宜選択すればよい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。尚、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるものではない。
本発明の諸物性は、下記の方法で測定した。
【００３０】
（１）貯蔵弾性率（Ｅ’）
１５０℃で１５分の条件で２ｍｍのプレスシートを作成し、下記の条件で１５０℃の貯蔵弾性率（Ｅ’）を測定した。
・装置：ユービーエム社製ＤＶＥ−Ｖ４
・測定モード：引張り
・サンプルサイズ：３０ｍｍ×５ｍｍ
・周波数：１０Ｈｚ
・昇温速度：３℃／ｍｉｎ
・振幅：２μｍ
【００３１】
（２）ＨＡＺＥ、全光線透過率
２枚の３ｍｍの青色ガラスに０．５ｍｍシートを挟み、真空貼り合わせ機にて１５０℃で１５分間張り合わせ、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準じてＨＡＺＥおよび全光線透過率を測定した。
（３）６０°傾斜試験
３ｍｍの青色ガラスとアルミ板に０．５ｍｍシートを挟み、真空貼り合わせ機にて１５０℃で１５分間張り合わせ、１００℃で６０°に傾斜して、シートが溶融してガラスからずれないかを５００時間まで観察した。
（４）ゲル分率
１５０℃で３０分の条件で１ｍｍのプレスシートを作成し、約１ｇを切り取り精秤した。キシレン１００ｃｃに浸漬し１１０℃で２４時間処理し、ろ過後残渣を乾燥し精秤した。処理前の重量で割りゲル分率を算出した。
【００３２】
（実施例１）
非晶質又は低結晶性プロピレン・ブテン共重合体（ＰＢＲ）（三井化学（株）製、非晶質又は低結晶性α−オレフィン系共重合体、商品名：タフマーＸＲ１１０Ｔ、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）：３．２ｇ／１０分（１９０℃）、６．０ｇ／１０分（２３０℃）、融点：１１０℃、ショアＤ硬度：５６）を、異型押出機（スクリュー径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２６、スクリューフルフライト ＣＲ＝２．６）を用いて加工温度１６０℃で厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
（実施例２）
実施例１のプロピレン・ブテン−１共重合体に代えて、同プロピレン・ブテン−１共重合体と脂環族系粘着剤（商品名：アルコンＡＭ−１、荒川化学社製、軟化点：１２５℃）の、重量比９０：１０の混合物を用いるほかは同様にして厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３４】
（実施例３）
非晶質又は低結晶性エチレン・ブテン共重合体（ＥＢＲ）（三井化学（株）製、非晶質又は低結晶性α−オレフィン系共重合体、商品名：タフマーＡ４０８５、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）：３．６ｇ／１０分（１９０℃）、６．７ｇ／１０分（２３０℃）、融点：７２℃、ＪＩＳ Ａ硬度：８４）１００重量部に、架橋剤として２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを１．５重量部および架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレートを２重量部混合した混合物を、異型押出機（スクリュー径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２６、スクリューフルフライト ＣＲ＝２．６）を用いて加工温度１００℃で厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３５】
（実施例４）
実施例３において、架橋剤を１．２重量部とし、架橋助剤の使用を省略するほかは同様にして、同様にして厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３６】
（実施例５）
実施例４において、エチレン・ブテン共重合体に代えて非晶質又は低結晶性エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＲ）（三井化学（株）製、非晶質又は低結晶性α−オレフィン系共重合体、商品名：タフマーＰ０２７５、三井化学（株）製、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）：２．５ｇ／１０分（１９０℃）、融点：３０℃、ＪＩＳ Ａ硬度：５６）を用いるほかは同様にして、同様にして厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によって提供される太陽電池用封止材は、透明性、耐熱性、柔軟性などに優れている太陽電池用封止材である。
本発明によって提供される太陽電池用封止材は、有機過酸化物の使用を必須としないので、太陽電池モジュール製造工程における生産性を著しく高めることが可能であり、太陽電池モジュールの製造コストを大幅に低減させることが可能である。
本発明により提供される太陽電池封止材は、１５０℃の貯蔵弾性率が高く、ＨＡＺＥが低い上に、適度の硬度を有するので、それから得られる太陽電池モジュールの使用時に温度上昇しても、封止材が流動したり変形したりするトラブルを回避することが可能であり、太陽電池の外観を損なうことも無い。
また非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体として、エチレンを主成分とする共重合体を選び、架橋剤を配合する場合は、上記製造上の利点はないが、柔軟性に優れた封止材層を形成することができるので、太陽電池素子の薄肉化にも充分対応することができる。
本発明によれば、本発明の太陽電池用封止材を用いたすぐれた性能を有する太陽電池モジュールが提供される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の封止材及びそれを用いた太陽電池モジュールに関する。さらに詳しくは、太陽電池モジュールの形成が容易で、透明性、耐熱性、柔軟性等に優れた太陽電池封止材に関する。
【背景技術】
【０００２】
無尽蔵な自然エネルギーを利用し、二酸化炭素の削減やその他の環境問題の改善が図れる水力発電、風力発電並びに太陽光発電などが脚光を浴びている。このうち太陽光発電は、太陽電池モジュールの発電効率等の性能向上が著しい一方、価格の低下が進んだこと、国や自治体が住宅用太陽光発電システム導入促進事業を進めてきたことから、近年その普及が著しく進んでいる。しかしながら更なる普及には一層の低コスト化が必要であり、そのため発電効率の一層の向上に向けた研究も日夜続けられている。
【０００３】
太陽電池モジュールは、一般にシリコン、ガリウムー砒素、銅ーインジウムーセレンなどの太陽電池素子を上部透明保護材と下部基板保護材とで保護し、太陽電池素子と保護材とを封止材で固定し、パッケージ化したものである。このため太陽電池封止材としては、発電効率を高めるためにも、透明性が良好であることが求められている。また太陽電池モジュールの使用時に温度上昇しても、封止材が流動したり変形したりするトラブルを避けるために、耐熱性を有することが求められている。また近年では、太陽電池素子の薄肉化に伴い、一層柔軟性に優れた封止材も求められている。
【０００４】
現在、太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の封止材としては、柔軟性、透明性等の観点から、酢酸ビニル含量の高いエチレン・酢酸ビニル共重合体が使用されている。しかしながら、耐熱性が不足しているところから、有機過酸化物を併用する必要があった。そのため有機過酸化物を配合したエチレン・酢酸ビニル共重合体のシートを予め作成し、得られたシートを用いて太陽電池素子を封止するという２段階の工程を採用する必要があった。このシートの製造段階では、有機過酸化物が分解しないような低温度での成形が必要であるため、押出成形速度を高くすることができず、また太陽電池素子の封止段階では、ラミネーターにおいて数分乃至十数分かけて仮接着する工程と、オーブン内において有機過酸化物が分解する高温度で数十分ないし１時間かけて本接着する工程とからなる２段階の時間をかけての接着工程を経る必要があった。そのため太陽電池モジュールの製造には手間と時間がかかり、その製造コストを上昇させる要因の一つとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭２−４０７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明者らは、このような有機過酸化物の使用を必要とせず、したがって太陽電池モジュールの生産効率を顕著に改善することができ、しかも太陽電池用封止材として優れた特性を有する代替材料につき検討を行った。また有機過酸化物を使用する場合においても、エチレン・酢酸ビニル共重合体に代わる柔軟性に優れた代替材料につき検討を行った。その結果、後記する材料が、これら代替材料として適していることを見出し、本発明に到達した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、Ｘ線による結晶化度が４０％以下の非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体からなる太陽電池封止材（太陽電池素子封止材）に関する。上記非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体としては、完全非晶質ではなく低結晶性のものであって、融点が８５℃以上、１５０℃の損失弾性率が１０３Ｐａ以上のものが好ましい。またショアＤ硬度が６０以下のものが好ましく、０．５ｍｍ厚みにおけるＨＡＺＥが１０％以下のものであることが好ましい。
【０００８】
上記非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体には、好ましくは、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び耐候安定剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤が配合される。また非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体が、エチレンを主成分とする共重合体である場合には、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び耐候安定剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤に加え、架橋剤又は架橋剤と架橋助剤を配合するのが好ましい。
【０００９】
本発明においてはまた、上記太陽電池封止材を用いて作成された太陽電池モジュールが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の封止材は、透明性、耐熱性、柔軟性などに優れている。とくに適当な非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体を選択することにより、融点が８５℃以上、１５０℃の貯蔵弾性率が１０３Ｐａ以上、ショア Ｄ硬度が６０以下、０．５ｍｍ厚みにおけるＨＡＺＥが１０％以下の封止材を容易に得ることができる。したがって本発明によれば、太陽電池モジュールの使用時に温度上昇しても、封止材が流動したり変形したりするトラブルを回避することが可能であり、太陽電池の外観を損なうことも無い。また上記のような有機過酸化物の使用が省略できるので、太陽電池モジュール製造工程における生産性を著しく高めることが可能であり、太陽電池モジュールの製造コストを大幅に低減させることが可能である。また非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体として、エチレンを主成分とする共重合体を選び、架橋剤を配合する場合は、上記製造上の利点はないが、柔軟性に優れた封止材層を形成することができるので、太陽電池素子の薄肉化にも充分対応することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の封止材として使用される非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体は、炭素数が２〜１０のα−オレフィンの二種以上を構成成分とし、Ｘ線回折法によって測定される結晶化度が４０％以下（０〜４０％）の共重合体であって、ゴム的な性質を有するものである。耐熱性の点からは、完全非晶質のものより、いわゆる低結晶性共重合体に該当するような、結晶化度が１〜４０％程度のものを使用するのが好ましい。しかしながらエチレンを主成分とするもので、有機過酸化物を配合する場合には、完全非晶質（結晶化度０）のものでもよい。
【００１２】
その共重合体の代表例は、エチレン又はプロピレンを主成分とし、それらに炭素数２〜１０の他のα−オレフィン１種または２種以上を副成分とし、必要に応じてジエンモノマーを少量共重合させた構成の共重合体である。
【００１３】
エチレンを主成分とする共重合体としては、エチレン重合単位を５０〜９０モル％、好ましくは７０〜８５モル％、エチレン以外のα−オレフィン重合単位を５０〜１０モル％、好ましくは３０〜１５モル％、必要に応じてジエンモノマー重合単位を２モル％以下、好ましくは１モル％以下含有するものを挙げることができる。そのようなエチレン系共重合体として、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン・１−ヘキセン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクペンタジエン共重合体、エチレン・プロピレン・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・１，６−ヘキサジエン共重合体等を例示することができる。これらの中ではとくに、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体又はエチレン・１−ブテン共重合体が好ましい。
【００１４】
またプロピレンを主成分とする共重合体は、プロピレン重合単位を７０〜９５モル％、好ましくは７２〜９０モル％、プロピレン以外のα−オレフィンの重合単位を５〜３０モル％、好ましくは１０〜２８モル％含有するものを例示することができる。そのようなプロピレン系共重合体としては、プロピレン・エチレン共重合体およびプロピレン・１−ブテン共重合体を例示することができる。
【００１５】
上記非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体としては、成形性、機械的強度などを考慮すると、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に準拠し、２３０℃、２１６０ｇ荷重下で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が、０．１〜５０ｇ／１０分、とくに０．５〜２０ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【００１６】
上記非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体は、エチレンを主成分とする共重合体の場合は、可溶性バナジウム化合物と有機アルミニウムハライドとからなるバナジウム系触媒、あるいはシクロペンタジエニル基等が配位したジルコニウム化合物等のメタロセン化合物と有機アルミニウムオキシ化合物とからなるメタロセン系触媒の存在下に、エチレン及びその他α−オレフィン類を共重合させることによって製造することができる。またプロピレンを主成分とする共重合体の場合は、高活性チタン触媒成分あるいはメタロセン系触媒成分などの遷移金属化合物成分、有機アルミニウム成分、必要に応じて電子供与体、担体等を含む立体規則性オレフィン重合触媒の存在下に、プロピレンと他のα−オレフィンを共重合させることによって製造することができる。
【００１７】
太陽電池封止材として使用するに際して、必要に応じ、他の重合体や種々の添加剤を配合することができる。このような添加剤として具体的には、架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、ヒンダードフェノール系やホスファイト系の酸化防止剤、ヒンダードアミン系の光安定剤、光拡散剤、難燃剤、変色防止剤などを例示することができる。本発明においては、非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体は、通常、架橋剤や架橋助剤を配合する必要はないが、高度な耐熱性を要求される場合は、架橋剤あるいは架橋剤及び架橋助剤を配合してもよく、これらの配合によって、封止材が太陽電池素子に当接するようにして太陽電池モジュールに組み込まれる状態において、非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体を架橋することができ、封止材層の透明性を維持しつつ、高温での使用時における溶融流れ防止等の耐熱性を付与することができる。
【００１８】
使用可能な架橋剤としては、分解温度（半減期が１時間である温度）が７０〜１８０℃、とくに９０〜１６０℃の有機過酸化物を用いるのが好ましい。このような有機過酸化物として、例えば、第３ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、第３ブチルパーオキシアセテート、第３ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（第３ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ第３ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（第３ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，１−ビス（第３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−ビス（第３ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、第３ブチルハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｐ−クロルベンゾイルパーオキサイド、第３ブチルパーオキシイソブチレート、ヒドロキシヘプチルパーオキサイド、ジクロヘキサノンパーオキサイドなどが挙げられる。架橋剤の好適な配合量は、架橋剤の種類によっても異なるが、エチレンを主成分とする非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体１００重量部に対し、０．１〜５重量部、とくに０．５〜３重量部の割合とするのが効果的である。
【００１９】
また架橋助剤は、架橋反応を促進させ、エチレンを主成分とする非晶性α−オレフィン系共重合体の架橋度を高めるのに有効であり、その具体例としては、ポリアリル化合物やポリ（メタ）アクリロキシ化合物のような多不飽和化合物を例示することができる。より具体的には、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルフマレート、ジアリルマレエートのようなポリアリル化合物、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートのようなポリ（メタ）アクリロキシ化合物、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。架橋助剤は、非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体１００重量部に対し、０．５〜５重量部程度の割合で配合するのが効果的である。
【００２０】
シランカップリング剤は、封止材の保護材や太陽電池素子等に対する接着性を向上させるのに有用であり、その例としては、ビニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基などの不飽和基、アミノ基、エポキシ基などとともに、アルコキシ基のような加水分解可能な基を有する化合物を挙げることができる。シランカップリング剤として具体的には、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、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを例示することができる。シランカップリング剤は、非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体１００重量部に対し、０．１〜５重量部程度配合することが望ましい。
【００２１】
本発明の太陽電池封止材に添加することができる紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系など各種タイプのものを挙げることができる。ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−２’−カルボキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクタデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−５−クロロベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどを挙げることができる。
【００２２】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール化合物であって、例えば、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３−メチル−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、などを挙げることができる。またトリアジン系紫外線吸収剤としては、２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−（オクチルオキシ）フェノール、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（ヘキシルオキシ）フェノールなどを挙げることができる。サリチル酸エステル系としては、フェニルサリチレート、ｐ−オクチルフェニルサリチレートなどを挙げることができる。これら紫外線吸収剤は、非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体１００重量部に対し０〜２．０重量部配合することが好ましい。
【００２３】
本発明の太陽電池封止材を用い、太陽電池素子を上下の保護材で固定することにより太陽電池モジュールを製作することができる。このような太陽電池モジュールとしては、種々のタイプのものを例示することができる。例えば上部透明保護材／封止材／太陽電池素子／封止材／下部保護材のように太陽電池素子の両側から封止材で挟む構成のもの、下部基板保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止材と上部透明保護材を形成させるような構成のもの、上部透明保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子、例えばフッ素樹脂系透明保護材材上にアモルファス太陽電池素子をスパッタリング等で作成したものの上に封止材と下部保護材を形成させるような構成のものなどを挙げることができる。
【００２４】
太陽電池素子としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、ガリウムー砒素、銅ーインジウムーセレン、カドミウムーテルルなどのIIIーＶ族やIIーVI族化合物半導体系等の各種太陽電池素子を用いることができる。
【００２５】
太陽電池モジュールを構成する上部保護材としては、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、フッ素含有樹脂などを例示することができる。下部保護材としては、金属や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単体もしくは多層のシートであり、例えば、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、ガラス等の無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの１層もしくは多層の保護材を例示することができる。このような上部及び／又は下部の保護材には、封止材との接着性を高めるためにプライマー処理を施すことができる。
【００２６】
本発明の太陽電池封止材は、通常、０．１〜１ｍｍ程度の厚みのシート状で使用される。シート状太陽電池封止材は、Ｔ−ダイ押出機、カレンダー成形機などを使用する公知のシート成形法によって製造することができる。例えば非晶性又は低結晶性α−オレフィン系共重合体に、必要に応じて添加される架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等の添加剤を予めドライブレンドしてＴ−ダイ押出機のホッパーから供給し、シート状に押出成形することによって得ることができる。勿論、これらドライブレンドに際して、一部又は全部の添加剤は、マスターバッチの形で使用することができる。またＴ−ダイ押出やカレンダー成形において、予め非晶性α−オレフィン系共重合体に一部又は全部の添加剤を、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて溶融混合して得た樹脂組成物を使用することもできる。
【００２７】
太陽電池モジュールの製造に当たっては、本発明の封止材のシートを予め作っておき、封止材料が溶融する温度で圧着するという従来同様の方法によって、すでに述べたような構成のモジュールを形成することができる。この場合、封止材に有機過酸化物のような架橋剤を含有させない場合は、封止材のシート成形を高温で生産性よく行うことができるとともに、モジュールの形成においても２段階の接着工程を経る必要はなく、高温度で短時間に完結することができる。また本発明の封止材を押出コーティングすることによって太陽電池素子や上部保護材あるいは下部保護材と積層する方法を採用すれば、わざわざシート成形することなく一段階で太陽電池モジュールを製造することが可能である。したがって本発明の封止材を使用すれば、モジュールの生産性を格段に改良することができる。
【００２８】
一方、封止材に過酸化物を配合する場合は、架橋剤が実質的に分解せず、かつ本発明の封止材料が溶融するような温度で、太陽電池素子や保護材に該封止材を仮接着し、次いで昇温して充分な接着と非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体の架橋を行えばよい。この場合は、封止材層の融点（ＤＳＣ法）が８５℃以上、１５０℃の貯蔵弾性率が１０３Ｐａ以上の耐熱性良好な太陽電池モジュールを得るために、封止材層におけるゲル分率（試料１ｇをキシレン１００ｍｌに浸漬し、１１０℃、２４時間加熱した後、２０メッシュ金網で濾過し未溶融分の質量分率を測定）が５０〜９８％、好ましくは７０〜９５％程度になるように架橋するのがよい。したがってこれら諸条件を満足できるような添加剤処方を選べばよく、例えば架橋剤等の種類及び配合量を適宜選択すればよい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。尚、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるものではない。
本発明の諸物性は、下記の方法で測定した。
【００３０】
（１）貯蔵弾性率（Ｅ’）
１５０℃で１５分の条件で２ｍｍのプレスシートを作成し、下記の条件で１５０℃の貯蔵弾性率（Ｅ’）を測定した。
・装置：ユービーエム社製ＤＶＥ−Ｖ４
・測定モード：引張り
・サンプルサイズ：３０ｍｍ×５ｍｍ
・周波数：１０Ｈｚ
・昇温速度：３℃／ｍｉｎ
・振幅：２μｍ
【００３１】
（２）ＨＡＺＥ、全光線透過率
２枚の３ｍｍの青色ガラスに０．５ｍｍシートを挟み、真空貼り合わせ機にて１５０℃で１５分間張り合わせ、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準じてＨＡＺＥおよび全光線透過率を測定した。
（３）６０°傾斜試験
３ｍｍの青色ガラスとアルミ板に０．５ｍｍシートを挟み、真空貼り合わせ機にて１５０℃で１５分間張り合わせ、１００℃で６０°に傾斜して、シートが溶融してガラスからずれないかを５００時間まで観察した。
（４）ゲル分率
１５０℃で３０分の条件で１ｍｍのプレスシートを作成し、約１ｇを切り取り精秤した。キシレン１００ｃｃに浸漬し１１０℃で２４時間処理し、ろ過後残渣を乾燥し精秤した。処理前の重量で割りゲル分率を算出した。
【００３２】
（実施例１）
非晶質又は低結晶性プロピレン・ブテン共重合体（ＰＢＲ）（三井化学（株）製、非晶質又は低結晶性α−オレフィン系共重合体、商品名：タフマーＸＲ１１０Ｔ、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）：３．２ｇ／１０分（１９０℃）、６．０ｇ／１０分（２３０℃）、融点：１１０℃、ショアＤ硬度：５６）を、異型押出機（スクリュー径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２６、スクリューフルフライト ＣＲ＝２．６）を用いて加工温度１６０℃で厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
（実施例２）
実施例１のプロピレン・ブテン−１共重合体に代えて、同プロピレン・ブテン−１共重合体と脂環族系粘着剤（商品名：アルコンＡＭ−１、荒川化学社製、軟化点：１２５℃）の、重量比９０：１０の混合物を用いるほかは同様にして厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３４】
（実施例３）
非晶質又は低結晶性エチレン・ブテン共重合体（ＥＢＲ）（三井化学（株）製、非晶質又は低結晶性α−オレフィン系共重合体、商品名：タフマーＡ４０８５、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）：３．６ｇ／１０分（１９０℃）、６．７ｇ／１０分（２３０℃）、融点：７２℃、ＪＩＳ Ａ硬度：８４）１００重量部に、架橋剤として２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを１．５重量部および架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレートを２重量部混合した混合物を、異型押出機（スクリュー径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２６、スクリューフルフライト ＣＲ＝２．６）を用いて加工温度１００℃で厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３５】
（実施例４）
実施例３において、架橋剤を１．２重量部とし、架橋助剤の使用を省略するほかは同様にして、同様にして厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３６】
（実施例５）
実施例４において、エチレン・ブテン共重合体に代えて非晶質又は低結晶性エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＲ）（三井化学（株）製、非晶質又は低結晶性α−オレフィン系共重合体、商品名：タフマーＰ０２７５、三井化学（株）製、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）：２．５ｇ／１０分（１９０℃）、融点：３０℃、ＪＩＳ Ａ硬度：５６）を用いるほかは同様にして、同様にして厚み０．５ｍｍのシートを作成した。得られたシートについて、各種の物性を測定した。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によって提供される太陽電池用封止材は、透明性、耐熱性、柔軟性などに優れている太陽電池用封止材である。
本発明によって提供される太陽電池用封止材は、有機過酸化物の使用を必須としないので、太陽電池モジュール製造工程における生産性を著しく高めることが可能であり、太陽電池モジュールの製造コストを大幅に低減させることが可能である。
本発明により提供される太陽電池封止材は、１５０℃の貯蔵弾性率が高く、ＨＡＺＥが低い上に、適度の硬度を有するので、それから得られる太陽電池モジュールの使用時に温度上昇しても、封止材が流動したり変形したりするトラブルを回避することが可能であり、太陽電池の外観を損なうことも無い。
また非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体として、エチレンを主成分とする共重合体を選び、架橋剤を配合する場合は、上記製造上の利点はないが、柔軟性に優れた封止材層を形成することができるので、太陽電池素子の薄肉化にも充分対応することができる。
本発明によれば、本発明の太陽電池用封止材を用いたすぐれた性能を有する太陽電池モジュールが提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン重合単位を５０〜９０モル％、エチレン以外のα−オレフィン重合単位を ５０〜１０モル％、必要に応じてジエンモノマー重合単位を２モル％以下含有するエチレンを主成分とする共重合体であって、Ｘ線による結晶化度が４０％以下の非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体と、架橋剤を予めドライブレンドして押出機に供給し、シート状に押出成形して得られる太陽電池封止材。
【請求項２】
非晶性α−オレフィン系共重合体に、架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤が配合されてなる請求項１に記載の太陽電池封止材。
【請求項３】
０．５ｍｍ厚みにおけるＨＡＺＥが１０％以下である請求項１又は２記載の太陽電池封止材。
【請求項４】
前記押出機がＴ−ダイ押出機である請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池封止材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池封止材を用いて作成された太陽電池モジュール。
【請求項６】
太陽電池封止材層が架橋されてなる請求項５記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
太陽電池封止材層の融点もしくは軟化点が８５℃以上、１５０℃の貯蔵弾性率が１０３Ｐａ以上である請求項４又は５記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
太陽電池封止材層のショアＤ硬度が６０以下である請求項５〜８のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項１】
エチレン重合単位を５０〜９０モル％、エチレン以外のα−オレフィン重合単位を ５０〜１０モル％、必要に応じてジエンモノマー重合単位を２モル％以下含有するエチレンを主成分とする共重合体であって、Ｘ線による結晶化度が４０％以下の非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体と、架橋剤を予めドライブレンドして押出機に供給し、シート状に押出成形して得られる太陽電池封止材。
【請求項２】
非晶性α−オレフィン系共重合体に、架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤が配合されてなる請求項１に記載の太陽電池封止材。
【請求項３】
０．５ｍｍ厚みにおけるＨＡＺＥが１０％以下である請求項１又は２記載の太陽電池封止材。
【請求項４】
前記押出機がＴ−ダイ押出機である請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池封止材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池封止材を用いて作成された太陽電池モジュール。
【請求項６】
太陽電池封止材層が架橋されてなる請求項５記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
太陽電池封止材層の融点もしくは軟化点が８５℃以上、１５０℃の貯蔵弾性率が１０３Ｐａ以上である請求項４又は５記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
太陽電池封止材層のショアＤ硬度が６０以下である請求項５〜８のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【公開番号】特開２０１２−１２６９０９（Ｐ２０１２−１２６９０９Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０２９０（Ｐ２０１２−２０２９０）
【出願日】平成２４年２月１日（２０１２．２．１）
【分割の表示】特願２００５−３７７８８８（Ｐ２００５−３７７８８８）の分割
【原出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（０００２２００９９）三井化学東セロ株式会社 (177)
【出願人】（０００１７４８６２）三井・デュポンポリケミカル株式会社 (174)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１日（２０１２．２．１）
【分割の表示】特願２００５−３７７８８８（Ｐ２００５−３７７８８８）の分割
【原出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（０００２２００９９）三井化学東セロ株式会社 (177)
【出願人】（０００１７４８６２）三井・デュポンポリケミカル株式会社 (174)
【Ｆターム（参考）】
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