太陽電池用封止膜及びこれを用いた太陽電池
【課題】太陽電池の膨れの発生を抑制することができる太陽電池用封止膜を提供する。
【解決手段】エチレン酢酸ビニル共重合体および架橋剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記架橋剤が１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有する有機過酸化物であり、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する前記有機過酸化物の含有量と前記有機過酸化物の理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８を満たすことを特徴とする太陽電池用封止膜。
【解決手段】エチレン酢酸ビニル共重合体および架橋剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記架橋剤が１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有する有機過酸化物であり、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する前記有機過酸化物の含有量と前記有機過酸化物の理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８を満たすことを特徴とする太陽電池用封止膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に太陽電池の膨れの発生を抑制することができる太陽電池用封止膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接、変換する太陽電池が広く使用され、さらなる開発が進められている。
【０００３】
太陽電池は、一般に、図１に示すように、表面側透明保護部材１１と裏面側保護部材（バックカバー）１２との間に表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、シリコン発電素子などの太陽電池用セル１４を複数、封止した構成とされている。このように太陽電池では、高い発電量を得るために、電池内部で複数の太陽電池用セル１４を直列接続又は並列接続し、絶縁性の表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂで封止される。
【０００４】
従来の太陽電池に用いられる表面側透明保護部材には、電池内に太陽光をなるべく効率よく入射させて太陽電池用セルに集光するために、ガラス基板などの透明基板が用いられている。一方、裏面側保護部材には、電池内部への水分侵入などを防止するために、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルムや、これらのプラスチックフィルム表面に銀からなる蒸着膜が形成されたものが用いられている。
【０００５】
また、表面側および裏面側に用いられる封止膜には、電池内部への異物や水分の侵入を防止するとともに、太陽電池セルや電極間の絶縁性を確保できることが求められる。このような観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）などのエチレン−極性モノマー共重合体からなるフィルムが用いられている。エチレン−極性モノマー共重合体のなかでもＥＶＡフィルムは、安価であり、透明性に優れることから封止膜として好ましく用いられる。
【０００６】
例えば、ＥＶＡからなる封止膜を用いた太陽電池は、一般的には、ＥＶＡおよび架橋剤などを含むＥＶＡ組成物を成膜することにより封止膜を形成した後、表面側透明保護部材、表面側封止膜、太陽電池用セル、裏面側封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層し、加熱圧着して封止膜を架橋硬化させて接着一体化することにより製造される。
【０００７】
このように従来の封止膜では、有機過酸化物などの架橋剤を用いて架橋密度を向上させることにより、透明性、柔軟性及び易成形性などを向上させている。架橋剤の活性化方法には、熱分解法、レドックス分解法及びイオン分解法などがあるが、熱分解法を用いるのが一般的である（特許文献１）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１８３３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
太陽電池には、幅広い研究開発が行われているが、普及を促進させるためには、屋外などの高温、高湿度、風雨に曝される極めて厳しい自然環境下であっても、数十年以上とも言われるほど長い期間に亘って高い発電性能及び外観意匠性を維持できることが必要とされている。しかしながら、従来の太陽電池では膨れが経時的に発生し、結果として発電性能及び外観意匠性を十分に維持することができない場合があった。
【００１０】
本発明者等の検討によれば、このような太陽電池の膨れは、封止膜に含まれるＥＶＡの酸化劣化に起因することを見出した。すなわち、ＥＶＡを用いた封止膜の作製では、モノマーの架橋密度を向上させるために、有機過酸化物などの架橋剤が用いられる。しかしながら、有機過酸化物の使用は、ＥＶＡの架橋密度を向上させて封止膜の耐光性などを向上できる一方で、封止膜中に反応残渣と未反応物を残留させることになる。このような残留物は不安定なため、前記残留物を含む封止膜に紫外線を含む光が照射されたり長期間に亘り加熱されたりすると、前記残留物は容易に分解してラジカルを発生し、一度、ラジカルが発生すると新たなラジカルの生成が連鎖的に生じ、ＥＶＡの酸化劣化を招く。ＥＶＡの酸化劣化により電池内部に発生した分解生成ガスは、封止膜と太陽電池用セルとの界面や裏面側保護部材と封止膜との界面に留まり、太陽電池の膨れを招く。したがって、長期に亘って高い発電性能及び外観意匠性を維持することが可能な耐久性に優れる太陽電池を提供するためには、太陽電池用封止膜におけるＥＶＡの酸化劣化による分解生成ガスの発生を低減させて、太陽電池の膨れの発生を抑制することが有効な手段である。
【００１１】
そこで、本発明は、太陽電池の膨れの発生を抑制することができる太陽電池用封止膜を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、前記太陽電池用封止膜を用いた太陽電池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】
【００１３】
本発明者等は、上記知見に基づき種々の検討を行った結果、架橋剤として所定の活性化エネルギーを有する有機過酸化物を用い、これを所定の量で配合することにより、エチレン酢酸ビニル共重合体間の架橋密度を低下させることなく、太陽電池への紫外線を含む光の照射や加熱による分解生成ガスの発生が低減し、太陽電池の膨れの発生を抑制することができる太陽電池用封止膜が得られることを見出した。
【００１４】
すなわち、本発明は、エチレン酢酸ビニル共重合体および架橋剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記架橋剤が１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有する有機過酸化物であり、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する前記有機過酸化物の含有量と前記有機過酸化物の理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８を満たすことを特徴とする太陽電池用封止膜により上記課題を解決する。
【００１５】
本発明の太陽電池用封止膜の好ましい態様を以下に列記する。
【００１６】
（１）前記架橋剤が、ジアルキルパーオキサイド系有機過酸化物である。
【００１７】
（２）前記エチレン酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含有量が、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して２０〜３５質量部である。
【００１８】
（３）さらに架橋助剤を、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．１〜５．０質量部含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の太陽電池用封止膜は、長期間に亘る使用において太陽電池に照射される光や熱などにより容易に分解しない有機過酸化物を架橋剤として用いることを特徴とする。また、このような有機過酸化物を、含有量と理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８となるように配合することで、架橋密度を低下させることなくエチレン酢酸ビニル共重合体を架橋させることができる。このような太陽電池用封止膜によれば、膨れの発生が抑制され、長期間に亘り優れた発電性能及び外観意匠性を維持することが可能な太陽電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の太陽電池用封止膜は、エチレン酢酸ビニル共重合体の他に、架橋剤として１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有する有機過酸化物を架橋剤として含む。このような活性化エネルギーを有する有機過酸化物は、太陽電池の使用時に紫外線や熱などのエネルギーが加わっても容易には分解しないため、エチレン酢酸ビニル共重合体の酸化劣化の原因となるパーオキシラジカルの発生が抑制される。したがって、このような有機過酸化物が反応残渣、未反応物などとして残留している封止膜を用いた太陽電池に紫外線や熱などのエネルギーが加わったとしても、エチレン酢酸ビニル共重合体の酸化劣化に伴う分解生成ガスの発生を抑制することができる。
【００２１】
さらに、本発明の太陽電池用封止膜では前記有機過酸化物を、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する有機過酸化物の含有量と、前記有機過酸化物の理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８となるように配合することで、エネルギー照射により容易には分解しない有機過酸化物であってもエチレン酢酸ビニル共重合体を十分な密度で架橋させることが可能となる。
【００２２】
したがって、本発明によれば、透明性、柔軟性及び易成形性などの特性が低下することなく、太陽電池の膨れを抑制することが可能な太陽電池用封止膜を提供することが可能となる。
【００２３】
以下、本発明の太陽電池用封止膜についてより詳細に説明する。
【００２４】
（架橋剤）
本発明の封止膜に用いられる架橋剤の活性化エネルギーは、１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上、好ましくは１５０ｋＪ／ｍｏｌ以上、より好ましくは１５０〜１８０ｋＪ／ｍｏｌ、特に好ましくは１５０〜１７５ｋＪ／ｍｏｌである。
【００２５】
なお、本発明において架橋剤の活性化エネルギーは、以下の式（１）により決定される値とする。
【００２６】
【化１】
【００２７】
（式中、ｋcは分解速度定数、Ａは頻度因子、Ｅは活性化エネルギー、ｋはボルツマン定数、Ｔは温度［Ｋ］を表す。）
さらに、本発明の太陽電池用封止膜では、前記有機過酸化物を、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する有機過酸化物の含有量（Ｃｐ）と、前記有機過酸化物の理論活性酸素量（Ａｗ）とを掛けた値（Ｃｐ×Ａｗ）が３〜１８、好ましくは３〜１５、特に好ましくは３〜１０を満たすように含む。ＣｐとＡｗとを掛けた値が、３未満では遊離ラジカルによるエチレン酢酸ビニル共重合体間の架橋を十分な密度で形成することができない恐れがあり、１８を超える場合には紫外線や熱などのエネルギーの照射により遊離ラジカルが発生する恐れがある。
【００２８】
なお、本発明において、有機過酸化物の理論活性酸素量とは、下記式（２）により算出した値とする。
【００２９】
【化２】
【００３０】
本発明の封止膜に用いられる架橋剤としては、１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有するものであれば特に制限されず、従来公知の架橋剤を用いることができる。前記架橋剤としては、次のものが好ましく挙げられ、括弧内には各架橋剤の活性化エネルギーを記載する。
【００３１】
２，２−ジ（４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキシル）プロパン（１４１．２ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（１４２．１ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート（１４１．０ｋＪ／ｍｏｌ）、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン（１４６．２ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ブチルパーオキシアセテート（１４８．９ｋＪ／ｍｏｌ）、２，２−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン（１５２．４ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（１４１．３ｋＪ／ｍｏｌ）、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン（１６６．３ｋＪ／ｍｏｌ）、ジクミルパーオキサイド（１５８．０ｋＪ／ｍｏｌ）、ジ−ｔ−ヘキシルパーオキサイド（１５４．５ｋＪ／ｍｏｌ）、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）へキサン（１５２．０ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド（１７３．１ｋＪ／ｍｏｌ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド（１５５．８ｋＪ／ｍｏｌ）、ｐ−メンタンヒドロパーオキサイド（１４１．０ｋＪ／ｍｏｌ）及び２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３（１５１．３ｋＪ／ｍｏｌ）。なお、これらの架橋剤は一種単独で用いられてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
【００３２】
なかでも、前記架橋剤としては、ジアルキルパーオキサイド系有機過酸化物を用いるのが好ましい。このような架橋剤は、上述した通り分解生成ガスの発生が生じ難いとともに、エチレン酢酸ビニル共重合体の架橋密度を十分に向上させることができ、得られる太陽電池用封止膜の耐久性をさらに向上させることができる。
【００３３】
ジアルキルパーオキサイド系有機過酸化物としては、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ヘキシルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）へキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド及びジ−ｔ−ブチルパーオキサイドが挙げられる。
【００３４】
（エチレン酢酸ビニル共重合体）
本発明の封止膜は、上述した架橋剤の他、さらにエチレン酢酸ビニル共重合体を含む。前記封止膜には、エチレン酢酸ビニル共重合体の他に必要に応じて、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などのポリビニルアセタール系樹脂、塩化ビニル樹脂を併用しても良いが、エチレン酢酸ビニル共重合体のみを用いることが好ましい。
【００３５】
前記エチレン酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの含有量は、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して２０〜３５質量部、特に２４〜２８質量部とするのが好ましい。酢酸ビニルの含有量が、２０質量部未満であると高温で架橋硬化させる場合に得られる樹脂膜の透明度が充分でない恐れがあり、３５質量部を超えると紫外線や熱などのエネルギーが封止膜に加わった場合に分解生成ガスが発生しやすくなる恐れがある。
【００３６】
（架橋助剤）
さらに、本発明の太陽電池用封止膜は、必要に応じて、架橋助剤を含んでいてもよい。前記架橋助剤は、エチレン酢酸ビニル共重合体の架橋密度を向上させることができる。
【００３７】
前記架橋助剤（官能基としてラジカル重合性基を有する化合物）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等の３官能の架橋助剤の他、（メタ）アクリルエステル（例、ＮＫエステル等）の単官能又は２官能の架橋助剤等を挙げることができる。なかでも、トリアリルシアヌレートが好ましい。
【００３８】
前記架橋助剤は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５．０質量部、より好ましくは０．１〜２．５質量部で使用される。
【００３９】
（接着向上剤）
本発明の太陽電池用封止膜は、太陽電池内部の封止性能を考慮すると、優れた接着力を有するのが好ましい。したがって、前記封止膜は、接着向上剤をさらに含んでいるのがよい。
【００４０】
前記接着向上剤としては、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。前記シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、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、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を挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。なかでも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましく挙げられる。
【００４１】
前記シランカップリング剤の含有量は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜１．０質量部、特に０．３〜０．８質量部であることが好ましい。
【００４２】
（その他）
本発明の太陽電池用封止膜は、膜の種々の物性（機械的強度、透明性等の光学的特性、耐熱性、耐光性、架橋速度等）の改良あるいは調整のため、必要に応じて、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／又はエポキシ基含有化合物などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００４３】
前記可塑剤としては、特に限定されるものではないが、一般に多塩基酸のエステル、多価アルコールのエステルが使用される。その例としては、ジオクチルフタレート、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルブチレート、ブチルセバケート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、トリエチレングリコールジペラルゴネートを挙げることができる。可塑剤は一種用いてもよく、二種以上組み合わせて使用しても良い。可塑剤の含有量は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。
【００４４】
前記アクリロキシ基含有化合物及び前記メタクリロキシ基含有化合物としては、一般にアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体であり、例えばアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルやアミドを挙げることができる。エステル残基の例としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等の直鎖状のアルキル基、シクロヘキシル基、テトラヒドルフルフリル基、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−ヒドロキシプオピル基を挙げることができる。アミドの例としては、ジアセトンアクリルアミドを挙げることができる。また、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルも挙げることができる。
【００４５】
前記エポキシ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（エチレンオキシ）5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、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を挙げることができる。
【００４６】
前記アクリロキシ基含有化合物、前記メタクリロキシ基含有化合物、または前記エポキシ基含有化合物は、それぞれエチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対してそれぞれ一般に０．５〜５．０質量部、特に１．０〜４．０質量部含まれていることが好ましい。
【００４７】
さらに、前記太陽電池用封止膜は、紫外線吸収剤、光安定剤および老化防止剤を含んでいてもよい。
【００４８】
本発明の太陽電池用封止膜が紫外線吸収剤を含むことにより、照射された光などの影響によってＥＶＡの劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。前記紫外線吸収剤としては、特に制限されないが、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−ｎ−ドデシロキシベンゾフェノン、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−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく挙げられる。なお、上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の配合量は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。
【００４９】
本発明の太陽電池用封止膜が光安定剤を含むことによっても、照射された光などの影響によってエチレン酢酸ビニル共重合体の劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。前記光安定剤としてはヒンダードアミン系と呼ばれる光安定剤を用いることが好ましく、例えば、ＬＡ−５２、ＬＡ−５７、ＬＡ−６２、ＬＡ−６３ＬＡ―６３ｐ、ＬＡ−６７、ＬＡ−６８（いずれも（株）ＡＤＥＫＡ製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７７０、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７６５、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ６２２ＬＤ、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ ９４４ＬＤ（いずれもチバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）社製）、ＵＶ−３０３４（Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社製）等を挙げることができる。なお、上記光安定剤は、単独で使用しても、２種以上組み合わせて用いてもよく、その配合量は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。
【００５０】
前記老化防止剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド〕等のヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、ラクトン系熱安定剤、ビタミンＥ系熱安定剤、イオウ系熱安定剤等が挙げられる。
【００５１】
上述した本発明の太陽電池用封止膜を形成するには、上述した各種成分を含む組成物を用いて公知の方法に準じて行えばよい。例えば、前記組成物を、通常の押出成形又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により製造することができる。また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。なお、製膜時の加熱温度は、架橋剤が反応しない或いはほとんど反応しない温度とすることが好ましい。例えば、５０〜９０℃、特に４０〜８０℃とするのが好ましい。その後に、加熱加圧など常法に従って太陽電池用封止膜を封止のために架橋硬化させればよい。
【００５２】
太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であればよい。
【００５３】
本発明の太陽電池用封止膜は、エネルギー照射により容易には分解しない有機過酸化物を架橋剤として含むことにより、エチレン酢酸ビニル共重合体の酸化劣化に伴う分解生成ガスの発生を抑制することができる。したがって、前記太陽電池用封止膜を用いた太陽電池では、紫外線や熱などのエネルギーが照射されても膨れの発生が抑制され、長期間に亘り優れた発電性能及び外観意匠性を維持することが可能となる。
【００５４】
本発明による太陽電池用封止膜を用いた太陽電池の構造は、特に制限されないが、表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、前記太陽電池用封止膜を介して太陽電池用セルが封止された構造などが挙げられる。なお、本発明において、太陽電池用セルに対して受光面側を「表面側」と称し、太陽電池セルの受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。
【００５５】
本発明の太陽電池用封止膜を用いて太陽電池を製造するには、図１に示すように表面側透明保護部材１１と裏面側保護部材１２との間に二枚の封止膜１３Ａ及び１３Ｂ、及び二枚の封止膜１３Ａ及び１３Ｂの間に太陽電池用セル１４を狭持して積層体を得、前記積層体を常法に従って加熱して太陽電池用セルを封止すればよい。
【００５６】
この加熱時に、表面側封止膜および裏面側封止膜に含まれるエチレン酢酸ビニル共重合体を架橋させることにより、表面側封止膜及び裏面側封止膜を介して、表面側透明保護部材、裏面側透明部材、及び太陽電池用セルを一体化させて、太陽電池用セルを封止することができる。
【００５７】
前記加熱は、１３０〜１８０℃、さらに１４０〜１８０℃、特に１５０〜１８０℃の温度で、５〜６０分間、行われるのが好ましい。本発明の太陽電池用封止膜は上述の通りエネルギー照射により容易には分解しない有機過酸化物を用いるが、このような有機過酸化物を用いても前記加熱圧着条件によればエチレン酢酸ビニル共重合体を十分に架橋させることが可能となる。
【００５８】
さらに、前記加熱に先立って、前記積層体を真空ラミネーターなどを用いて予備加熱圧着するのが好ましい。前記予備加熱圧着は、８０〜１２０℃の温度で、０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ2程度のプレス圧力で、５〜１５分間、行われるのが好ましい。これにより、太陽電池における各層を十分に接着することができる。
【００５９】
本発明の太陽電池に使用される表面側透明保護部材は、通常、珪酸塩ガラスなどのガラス基板であるのがよい。ガラス基板の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。ガラス基板は、一般に、化学的に、或いは熱的に強化させたものであってもよい。
【００６０】
また、裏面側保護部材は、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、フッ化ポリエチレン、ＰＥＴなどのプラスチックフィルムであるが、耐熱性、耐湿熱性を考慮してプラスチックフィルム表面に銀やアルミニウムなどの金属からなる蒸着膜を形成した積層体、特にプラスチックフィルム／金属蒸着膜／プラスチックフィルムをこの順で積層させた積層体が好ましい。
【００６１】
なお、本発明の太陽電池は、上述した通り、表面側および裏面側に用いられる封止膜に特徴を有する。したがって、表面側透明保護部材、裏面側保護部材及び太陽電池用セルなどの前記封止膜以外の部材については、従来公知の太陽電池と同様の構成を有していればよく、特に制限されない。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例により説明する。本発明は、以下の実施例により制限されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
（１）エチレン酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量２５質量部）１００質量部
（２）架橋剤１（２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン）０．６質量部
上記配合のＥＶＡ組成物を用いて、８０℃でカレンダ成形してＥＶＡ膜（厚さ５００μｍ）を成膜した。
【００６４】
（実施例２〜５及び比較例１〜２）
架橋剤の種類を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にしてＥＶＡ膜を成膜した。
【００６５】
（ＥＶＡ膜の評価）
実施例１〜５及び比較例１〜２で作製した各ＥＶＡ膜について、下記手順に従って分解生成ガスの発生を評価した。
【００６６】
ＥＶＡ膜２枚を表面側封止膜２３Ａ及び裏面側封止膜２３Ｂとしてそれぞれ用い、これらを図２に示すように、バックシート２２と、裏面側封止膜２３Ｂと、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ株式会社製 ルミラー、厚さ５０μｍ）２４と、アルミニウム基板（厚さ０．５ｍｍ）２５と、表面側封止膜２３Ａと、ガラス基板（厚さ３ｍｍ）２１とをこの順で積層した。得られた積層体を、真空ラミネーターで真空下、９０℃で２分間圧着した後、温度１５５℃の条件で４５分間、加圧加熱することにより、発泡試験用モジュールを得た。なお、バックシート２２としては、ポリフッ化ビニル樹脂膜（デュポン社製 テドラー（商標））、アルミニウム膜、及びポリフッ化ビニル樹脂膜（デュポン社製 テドラー（商標））がこの順で積層された積層体（厚さ１５０μｍ）を使用した。
【００６７】
次に、前記発泡試験用モジュールを１５５℃のオーブンに投入し、前記投入後から、アルミニウム基板２５とポリエチレンテレフタレートフィルム２４との界面にガスが溜まり、発泡試験用モジュールのフクレが目視により認められるまでの時間を記録した。結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】一般的な太陽電池の構造を示すための説明図である。
【図２】実施例で作製した発泡試験用モジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１１ 表面側透明保護部材、
１２ 裏面側保護部材、
１３Ａ 表面側封止膜、
１３Ｂ 裏面側封止膜、
１４ 太陽電池セル、
２１ ガラス基板、
２２ バックシート、
２３Ａ 表面側封止膜、
２３Ｂ 裏面側封止膜、
２４ ポリエチレンテレフタレートフィルム、
２５ アルミニウム基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に太陽電池の膨れの発生を抑制することができる太陽電池用封止膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接、変換する太陽電池が広く使用され、さらなる開発が進められている。
【０００３】
太陽電池は、一般に、図１に示すように、表面側透明保護部材１１と裏面側保護部材（バックカバー）１２との間に表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、シリコン発電素子などの太陽電池用セル１４を複数、封止した構成とされている。このように太陽電池では、高い発電量を得るために、電池内部で複数の太陽電池用セル１４を直列接続又は並列接続し、絶縁性の表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂで封止される。
【０００４】
従来の太陽電池に用いられる表面側透明保護部材には、電池内に太陽光をなるべく効率よく入射させて太陽電池用セルに集光するために、ガラス基板などの透明基板が用いられている。一方、裏面側保護部材には、電池内部への水分侵入などを防止するために、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルムや、これらのプラスチックフィルム表面に銀からなる蒸着膜が形成されたものが用いられている。
【０００５】
また、表面側および裏面側に用いられる封止膜には、電池内部への異物や水分の侵入を防止するとともに、太陽電池セルや電極間の絶縁性を確保できることが求められる。このような観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）などのエチレン−極性モノマー共重合体からなるフィルムが用いられている。エチレン−極性モノマー共重合体のなかでもＥＶＡフィルムは、安価であり、透明性に優れることから封止膜として好ましく用いられる。
【０００６】
例えば、ＥＶＡからなる封止膜を用いた太陽電池は、一般的には、ＥＶＡおよび架橋剤などを含むＥＶＡ組成物を成膜することにより封止膜を形成した後、表面側透明保護部材、表面側封止膜、太陽電池用セル、裏面側封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層し、加熱圧着して封止膜を架橋硬化させて接着一体化することにより製造される。
【０００７】
このように従来の封止膜では、有機過酸化物などの架橋剤を用いて架橋密度を向上させることにより、透明性、柔軟性及び易成形性などを向上させている。架橋剤の活性化方法には、熱分解法、レドックス分解法及びイオン分解法などがあるが、熱分解法を用いるのが一般的である（特許文献１）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１８３３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
太陽電池には、幅広い研究開発が行われているが、普及を促進させるためには、屋外などの高温、高湿度、風雨に曝される極めて厳しい自然環境下であっても、数十年以上とも言われるほど長い期間に亘って高い発電性能及び外観意匠性を維持できることが必要とされている。しかしながら、従来の太陽電池では膨れが経時的に発生し、結果として発電性能及び外観意匠性を十分に維持することができない場合があった。
【００１０】
本発明者等の検討によれば、このような太陽電池の膨れは、封止膜に含まれるＥＶＡの酸化劣化に起因することを見出した。すなわち、ＥＶＡを用いた封止膜の作製では、モノマーの架橋密度を向上させるために、有機過酸化物などの架橋剤が用いられる。しかしながら、有機過酸化物の使用は、ＥＶＡの架橋密度を向上させて封止膜の耐光性などを向上できる一方で、封止膜中に反応残渣と未反応物を残留させることになる。このような残留物は不安定なため、前記残留物を含む封止膜に紫外線を含む光が照射されたり長期間に亘り加熱されたりすると、前記残留物は容易に分解してラジカルを発生し、一度、ラジカルが発生すると新たなラジカルの生成が連鎖的に生じ、ＥＶＡの酸化劣化を招く。ＥＶＡの酸化劣化により電池内部に発生した分解生成ガスは、封止膜と太陽電池用セルとの界面や裏面側保護部材と封止膜との界面に留まり、太陽電池の膨れを招く。したがって、長期に亘って高い発電性能及び外観意匠性を維持することが可能な耐久性に優れる太陽電池を提供するためには、太陽電池用封止膜におけるＥＶＡの酸化劣化による分解生成ガスの発生を低減させて、太陽電池の膨れの発生を抑制することが有効な手段である。
【００１１】
そこで、本発明は、太陽電池の膨れの発生を抑制することができる太陽電池用封止膜を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、前記太陽電池用封止膜を用いた太陽電池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】
【００１３】
本発明者等は、上記知見に基づき種々の検討を行った結果、架橋剤として所定の活性化エネルギーを有する有機過酸化物を用い、これを所定の量で配合することにより、エチレン酢酸ビニル共重合体間の架橋密度を低下させることなく、太陽電池への紫外線を含む光の照射や加熱による分解生成ガスの発生が低減し、太陽電池の膨れの発生を抑制することができる太陽電池用封止膜が得られることを見出した。
【００１４】
すなわち、本発明は、エチレン酢酸ビニル共重合体および架橋剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記架橋剤が１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有する有機過酸化物であり、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する前記有機過酸化物の含有量と前記有機過酸化物の理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８を満たすことを特徴とする太陽電池用封止膜により上記課題を解決する。
【００１５】
本発明の太陽電池用封止膜の好ましい態様を以下に列記する。
【００１６】
（１）前記架橋剤が、ジアルキルパーオキサイド系有機過酸化物である。
【００１７】
（２）前記エチレン酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含有量が、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して２０〜３５質量部である。
【００１８】
（３）さらに架橋助剤を、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．１〜５．０質量部含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の太陽電池用封止膜は、長期間に亘る使用において太陽電池に照射される光や熱などにより容易に分解しない有機過酸化物を架橋剤として用いることを特徴とする。また、このような有機過酸化物を、含有量と理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８となるように配合することで、架橋密度を低下させることなくエチレン酢酸ビニル共重合体を架橋させることができる。このような太陽電池用封止膜によれば、膨れの発生が抑制され、長期間に亘り優れた発電性能及び外観意匠性を維持することが可能な太陽電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の太陽電池用封止膜は、エチレン酢酸ビニル共重合体の他に、架橋剤として１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有する有機過酸化物を架橋剤として含む。このような活性化エネルギーを有する有機過酸化物は、太陽電池の使用時に紫外線や熱などのエネルギーが加わっても容易には分解しないため、エチレン酢酸ビニル共重合体の酸化劣化の原因となるパーオキシラジカルの発生が抑制される。したがって、このような有機過酸化物が反応残渣、未反応物などとして残留している封止膜を用いた太陽電池に紫外線や熱などのエネルギーが加わったとしても、エチレン酢酸ビニル共重合体の酸化劣化に伴う分解生成ガスの発生を抑制することができる。
【００２１】
さらに、本発明の太陽電池用封止膜では前記有機過酸化物を、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する有機過酸化物の含有量と、前記有機過酸化物の理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８となるように配合することで、エネルギー照射により容易には分解しない有機過酸化物であってもエチレン酢酸ビニル共重合体を十分な密度で架橋させることが可能となる。
【００２２】
したがって、本発明によれば、透明性、柔軟性及び易成形性などの特性が低下することなく、太陽電池の膨れを抑制することが可能な太陽電池用封止膜を提供することが可能となる。
【００２３】
以下、本発明の太陽電池用封止膜についてより詳細に説明する。
【００２４】
（架橋剤）
本発明の封止膜に用いられる架橋剤の活性化エネルギーは、１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上、好ましくは１５０ｋＪ／ｍｏｌ以上、より好ましくは１５０〜１８０ｋＪ／ｍｏｌ、特に好ましくは１５０〜１７５ｋＪ／ｍｏｌである。
【００２５】
なお、本発明において架橋剤の活性化エネルギーは、以下の式（１）により決定される値とする。
【００２６】
【化１】
【００２７】
（式中、ｋcは分解速度定数、Ａは頻度因子、Ｅは活性化エネルギー、ｋはボルツマン定数、Ｔは温度［Ｋ］を表す。）
さらに、本発明の太陽電池用封止膜では、前記有機過酸化物を、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する有機過酸化物の含有量（Ｃｐ）と、前記有機過酸化物の理論活性酸素量（Ａｗ）とを掛けた値（Ｃｐ×Ａｗ）が３〜１８、好ましくは３〜１５、特に好ましくは３〜１０を満たすように含む。ＣｐとＡｗとを掛けた値が、３未満では遊離ラジカルによるエチレン酢酸ビニル共重合体間の架橋を十分な密度で形成することができない恐れがあり、１８を超える場合には紫外線や熱などのエネルギーの照射により遊離ラジカルが発生する恐れがある。
【００２８】
なお、本発明において、有機過酸化物の理論活性酸素量とは、下記式（２）により算出した値とする。
【００２９】
【化２】
【００３０】
本発明の封止膜に用いられる架橋剤としては、１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有するものであれば特に制限されず、従来公知の架橋剤を用いることができる。前記架橋剤としては、次のものが好ましく挙げられ、括弧内には各架橋剤の活性化エネルギーを記載する。
【００３１】
２，２−ジ（４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキシル）プロパン（１４１．２ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（１４２．１ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート（１４１．０ｋＪ／ｍｏｌ）、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン（１４６．２ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ブチルパーオキシアセテート（１４８．９ｋＪ／ｍｏｌ）、２，２−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン（１５２．４ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（１４１．３ｋＪ／ｍｏｌ）、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン（１６６．３ｋＪ／ｍｏｌ）、ジクミルパーオキサイド（１５８．０ｋＪ／ｍｏｌ）、ジ−ｔ−ヘキシルパーオキサイド（１５４．５ｋＪ／ｍｏｌ）、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）へキサン（１５２．０ｋＪ／ｍｏｌ）、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド（１７３．１ｋＪ／ｍｏｌ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド（１５５．８ｋＪ／ｍｏｌ）、ｐ−メンタンヒドロパーオキサイド（１４１．０ｋＪ／ｍｏｌ）及び２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３（１５１．３ｋＪ／ｍｏｌ）。なお、これらの架橋剤は一種単独で用いられてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
【００３２】
なかでも、前記架橋剤としては、ジアルキルパーオキサイド系有機過酸化物を用いるのが好ましい。このような架橋剤は、上述した通り分解生成ガスの発生が生じ難いとともに、エチレン酢酸ビニル共重合体の架橋密度を十分に向上させることができ、得られる太陽電池用封止膜の耐久性をさらに向上させることができる。
【００３３】
ジアルキルパーオキサイド系有機過酸化物としては、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ヘキシルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）へキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド及びジ−ｔ−ブチルパーオキサイドが挙げられる。
【００３４】
（エチレン酢酸ビニル共重合体）
本発明の封止膜は、上述した架橋剤の他、さらにエチレン酢酸ビニル共重合体を含む。前記封止膜には、エチレン酢酸ビニル共重合体の他に必要に応じて、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などのポリビニルアセタール系樹脂、塩化ビニル樹脂を併用しても良いが、エチレン酢酸ビニル共重合体のみを用いることが好ましい。
【００３５】
前記エチレン酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの含有量は、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して２０〜３５質量部、特に２４〜２８質量部とするのが好ましい。酢酸ビニルの含有量が、２０質量部未満であると高温で架橋硬化させる場合に得られる樹脂膜の透明度が充分でない恐れがあり、３５質量部を超えると紫外線や熱などのエネルギーが封止膜に加わった場合に分解生成ガスが発生しやすくなる恐れがある。
【００３６】
（架橋助剤）
さらに、本発明の太陽電池用封止膜は、必要に応じて、架橋助剤を含んでいてもよい。前記架橋助剤は、エチレン酢酸ビニル共重合体の架橋密度を向上させることができる。
【００３７】
前記架橋助剤（官能基としてラジカル重合性基を有する化合物）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等の３官能の架橋助剤の他、（メタ）アクリルエステル（例、ＮＫエステル等）の単官能又は２官能の架橋助剤等を挙げることができる。なかでも、トリアリルシアヌレートが好ましい。
【００３８】
前記架橋助剤は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５．０質量部、より好ましくは０．１〜２．５質量部で使用される。
【００３９】
（接着向上剤）
本発明の太陽電池用封止膜は、太陽電池内部の封止性能を考慮すると、優れた接着力を有するのが好ましい。したがって、前記封止膜は、接着向上剤をさらに含んでいるのがよい。
【００４０】
前記接着向上剤としては、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。前記シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、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、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を挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。なかでも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましく挙げられる。
【００４１】
前記シランカップリング剤の含有量は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜１．０質量部、特に０．３〜０．８質量部であることが好ましい。
【００４２】
（その他）
本発明の太陽電池用封止膜は、膜の種々の物性（機械的強度、透明性等の光学的特性、耐熱性、耐光性、架橋速度等）の改良あるいは調整のため、必要に応じて、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／又はエポキシ基含有化合物などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００４３】
前記可塑剤としては、特に限定されるものではないが、一般に多塩基酸のエステル、多価アルコールのエステルが使用される。その例としては、ジオクチルフタレート、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルブチレート、ブチルセバケート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、トリエチレングリコールジペラルゴネートを挙げることができる。可塑剤は一種用いてもよく、二種以上組み合わせて使用しても良い。可塑剤の含有量は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。
【００４４】
前記アクリロキシ基含有化合物及び前記メタクリロキシ基含有化合物としては、一般にアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体であり、例えばアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルやアミドを挙げることができる。エステル残基の例としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等の直鎖状のアルキル基、シクロヘキシル基、テトラヒドルフルフリル基、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−ヒドロキシプオピル基を挙げることができる。アミドの例としては、ジアセトンアクリルアミドを挙げることができる。また、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルも挙げることができる。
【００４５】
前記エポキシ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（エチレンオキシ）5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、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を挙げることができる。
【００４６】
前記アクリロキシ基含有化合物、前記メタクリロキシ基含有化合物、または前記エポキシ基含有化合物は、それぞれエチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対してそれぞれ一般に０．５〜５．０質量部、特に１．０〜４．０質量部含まれていることが好ましい。
【００４７】
さらに、前記太陽電池用封止膜は、紫外線吸収剤、光安定剤および老化防止剤を含んでいてもよい。
【００４８】
本発明の太陽電池用封止膜が紫外線吸収剤を含むことにより、照射された光などの影響によってＥＶＡの劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。前記紫外線吸収剤としては、特に制限されないが、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−ｎ−ドデシロキシベンゾフェノン、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−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく挙げられる。なお、上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の配合量は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。
【００４９】
本発明の太陽電池用封止膜が光安定剤を含むことによっても、照射された光などの影響によってエチレン酢酸ビニル共重合体の劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。前記光安定剤としてはヒンダードアミン系と呼ばれる光安定剤を用いることが好ましく、例えば、ＬＡ−５２、ＬＡ−５７、ＬＡ−６２、ＬＡ−６３ＬＡ―６３ｐ、ＬＡ−６７、ＬＡ−６８（いずれも（株）ＡＤＥＫＡ製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７７０、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７６５、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ６２２ＬＤ、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ ９４４ＬＤ（いずれもチバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）社製）、ＵＶ−３０３４（Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社製）等を挙げることができる。なお、上記光安定剤は、単独で使用しても、２種以上組み合わせて用いてもよく、その配合量は、エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。
【００５０】
前記老化防止剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド〕等のヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、ラクトン系熱安定剤、ビタミンＥ系熱安定剤、イオウ系熱安定剤等が挙げられる。
【００５１】
上述した本発明の太陽電池用封止膜を形成するには、上述した各種成分を含む組成物を用いて公知の方法に準じて行えばよい。例えば、前記組成物を、通常の押出成形又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により製造することができる。また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。なお、製膜時の加熱温度は、架橋剤が反応しない或いはほとんど反応しない温度とすることが好ましい。例えば、５０〜９０℃、特に４０〜８０℃とするのが好ましい。その後に、加熱加圧など常法に従って太陽電池用封止膜を封止のために架橋硬化させればよい。
【００５２】
太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であればよい。
【００５３】
本発明の太陽電池用封止膜は、エネルギー照射により容易には分解しない有機過酸化物を架橋剤として含むことにより、エチレン酢酸ビニル共重合体の酸化劣化に伴う分解生成ガスの発生を抑制することができる。したがって、前記太陽電池用封止膜を用いた太陽電池では、紫外線や熱などのエネルギーが照射されても膨れの発生が抑制され、長期間に亘り優れた発電性能及び外観意匠性を維持することが可能となる。
【００５４】
本発明による太陽電池用封止膜を用いた太陽電池の構造は、特に制限されないが、表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、前記太陽電池用封止膜を介して太陽電池用セルが封止された構造などが挙げられる。なお、本発明において、太陽電池用セルに対して受光面側を「表面側」と称し、太陽電池セルの受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。
【００５５】
本発明の太陽電池用封止膜を用いて太陽電池を製造するには、図１に示すように表面側透明保護部材１１と裏面側保護部材１２との間に二枚の封止膜１３Ａ及び１３Ｂ、及び二枚の封止膜１３Ａ及び１３Ｂの間に太陽電池用セル１４を狭持して積層体を得、前記積層体を常法に従って加熱して太陽電池用セルを封止すればよい。
【００５６】
この加熱時に、表面側封止膜および裏面側封止膜に含まれるエチレン酢酸ビニル共重合体を架橋させることにより、表面側封止膜及び裏面側封止膜を介して、表面側透明保護部材、裏面側透明部材、及び太陽電池用セルを一体化させて、太陽電池用セルを封止することができる。
【００５７】
前記加熱は、１３０〜１８０℃、さらに１４０〜１８０℃、特に１５０〜１８０℃の温度で、５〜６０分間、行われるのが好ましい。本発明の太陽電池用封止膜は上述の通りエネルギー照射により容易には分解しない有機過酸化物を用いるが、このような有機過酸化物を用いても前記加熱圧着条件によればエチレン酢酸ビニル共重合体を十分に架橋させることが可能となる。
【００５８】
さらに、前記加熱に先立って、前記積層体を真空ラミネーターなどを用いて予備加熱圧着するのが好ましい。前記予備加熱圧着は、８０〜１２０℃の温度で、０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ2程度のプレス圧力で、５〜１５分間、行われるのが好ましい。これにより、太陽電池における各層を十分に接着することができる。
【００５９】
本発明の太陽電池に使用される表面側透明保護部材は、通常、珪酸塩ガラスなどのガラス基板であるのがよい。ガラス基板の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。ガラス基板は、一般に、化学的に、或いは熱的に強化させたものであってもよい。
【００６０】
また、裏面側保護部材は、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、フッ化ポリエチレン、ＰＥＴなどのプラスチックフィルムであるが、耐熱性、耐湿熱性を考慮してプラスチックフィルム表面に銀やアルミニウムなどの金属からなる蒸着膜を形成した積層体、特にプラスチックフィルム／金属蒸着膜／プラスチックフィルムをこの順で積層させた積層体が好ましい。
【００６１】
なお、本発明の太陽電池は、上述した通り、表面側および裏面側に用いられる封止膜に特徴を有する。したがって、表面側透明保護部材、裏面側保護部材及び太陽電池用セルなどの前記封止膜以外の部材については、従来公知の太陽電池と同様の構成を有していればよく、特に制限されない。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例により説明する。本発明は、以下の実施例により制限されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
（１）エチレン酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量２５質量部）１００質量部
（２）架橋剤１（２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン）０．６質量部
上記配合のＥＶＡ組成物を用いて、８０℃でカレンダ成形してＥＶＡ膜（厚さ５００μｍ）を成膜した。
【００６４】
（実施例２〜５及び比較例１〜２）
架橋剤の種類を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にしてＥＶＡ膜を成膜した。
【００６５】
（ＥＶＡ膜の評価）
実施例１〜５及び比較例１〜２で作製した各ＥＶＡ膜について、下記手順に従って分解生成ガスの発生を評価した。
【００６６】
ＥＶＡ膜２枚を表面側封止膜２３Ａ及び裏面側封止膜２３Ｂとしてそれぞれ用い、これらを図２に示すように、バックシート２２と、裏面側封止膜２３Ｂと、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ株式会社製 ルミラー、厚さ５０μｍ）２４と、アルミニウム基板（厚さ０．５ｍｍ）２５と、表面側封止膜２３Ａと、ガラス基板（厚さ３ｍｍ）２１とをこの順で積層した。得られた積層体を、真空ラミネーターで真空下、９０℃で２分間圧着した後、温度１５５℃の条件で４５分間、加圧加熱することにより、発泡試験用モジュールを得た。なお、バックシート２２としては、ポリフッ化ビニル樹脂膜（デュポン社製 テドラー（商標））、アルミニウム膜、及びポリフッ化ビニル樹脂膜（デュポン社製 テドラー（商標））がこの順で積層された積層体（厚さ１５０μｍ）を使用した。
【００６７】
次に、前記発泡試験用モジュールを１５５℃のオーブンに投入し、前記投入後から、アルミニウム基板２５とポリエチレンテレフタレートフィルム２４との界面にガスが溜まり、発泡試験用モジュールのフクレが目視により認められるまでの時間を記録した。結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】一般的な太陽電池の構造を示すための説明図である。
【図２】実施例で作製した発泡試験用モジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１１ 表面側透明保護部材、
１２ 裏面側保護部材、
１３Ａ 表面側封止膜、
１３Ｂ 裏面側封止膜、
１４ 太陽電池セル、
２１ ガラス基板、
２２ バックシート、
２３Ａ 表面側封止膜、
２３Ｂ 裏面側封止膜、
２４ ポリエチレンテレフタレートフィルム、
２５ アルミニウム基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン酢酸ビニル共重合体および架橋剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記架橋剤が１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有する有機過酸化物であり、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する前記有機過酸化物の含有量と前記有機過酸化物の理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８を満たすことを特徴とする太陽電池用封止膜。
【請求項２】
前記有機過酸化物が、ジアルキルパーオキサイド系有機過酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用電池用封止膜。
【請求項３】
前記エチレン酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含有量が、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して２０〜３５質量部である請求項１又は２のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項４】
さらに架橋助剤を、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．１〜５．０質量部含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項５】
表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、封止膜を介在させ架橋一体化させることにより太陽電池用セルを封止してなる太陽電池において、
前記封止膜が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜であることを特徴とする太陽電池。
【請求項１】
エチレン酢酸ビニル共重合体および架橋剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記架橋剤が１４０ｋＪ／ｍｏｌ以上の活性化エネルギーを有する有機過酸化物であり、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対する前記有機過酸化物の含有量と前記有機過酸化物の理論活性酸素量とを掛けた値が３〜１８を満たすことを特徴とする太陽電池用封止膜。
【請求項２】
前記有機過酸化物が、ジアルキルパーオキサイド系有機過酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用電池用封止膜。
【請求項３】
前記エチレン酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含有量が、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して２０〜３５質量部である請求項１又は２のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項４】
さらに架橋助剤を、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．１〜５．０質量部含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項５】
表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、封止膜を介在させ架橋一体化させることにより太陽電池用セルを封止してなる太陽電池において、
前記封止膜が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜であることを特徴とする太陽電池。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２３５８８２（Ｐ２００８−２３５８８２Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４１１１６（Ｐ２００８−４１１１６）
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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