説明

封止用および/又は接着用樹脂シートおよびそれを用いて得られる太陽電池モジュール

【課題】熱溶融加工性(封止性と接着性)と太陽電池の運転時の耐熱性を両立させることが出来る、太陽電池モジュールに用いる封止用および/又は接着用樹脂シートを提供する。
【解決手段】密度が0.910〜0.940g/cmであり、且つ、融点が110〜127℃の範囲にあるポリエチレン又はそのα−オレフィン共重合樹脂をA、融点が75〜105℃の範囲にあるエチレンと極性基含有単量体の共重合樹脂をBとし、A/Bの重量比が90/10〜30/70で混合された樹脂を用いて形成されたシート。

【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を製造するために用いられる熱可塑型の封止および/
又は接着用の樹脂シートおよびそれを用いて得られる太陽電池モジュールに関する
ものである。
【背景技術】
【0002】
近年、資源枯渇問題および地球温暖化問題の観点から、太陽電池が注目されている。
一般に太陽電池モジュールはガラス板などの透明前面基板、前面封止用樹脂シート、
単結晶あるいは多結晶シリコン半導体などの発電素子、背面封止用樹脂シート、プ
ラスチック積層シートなどの背面保護シートをこの順に重ね、真空下で加熱加圧し、
積層一体化して製造される。
この内、封止用樹脂シートは上記モジュール製造時には、良好な熱溶融性、封止性、
接着性が必要であると同時に、使用時には、90℃以上の耐熱性、電気絶縁性、水分
遮断性、耐候(光)性、接着性、更に前面封止樹脂シートには透明性が要求される。
【0003】
これらを満足させる封止用樹脂シートとしてエチレンなどのオレフィン単量体と酢酸
ビニル、(メタ)アクリル酸又はその誘導体の単量体の共重合樹脂を用い、過酸化物
と、場合により、多官能不飽和化合物を併用する熱ラジカル架橋やアルコキシシリル
基を利用した水架橋などを封止後に行い、溶融・封止性と使用時の耐熱性を両立させ
ている(特許文献1および2)。
しかしながら、上記の熱ラジカル架橋や水架橋反応は常温でも起こるため、封止用樹
脂シートの溶融・封止・接着などの特性が経時的に変化すること、使用可能期間が制
限されることが問題となっている。又、背面保護シートと封止樹脂シートの接着剤と
して上記封止用樹脂と同様の樹脂が用いられるが、その場合も上記と同様の問題を抱
えている。これらの樹脂シートは製造時には架橋が起こらないよう管理が必要な上、
製造後のシートの管理にも煩わされる。
【特許文献1】特開2006−36875
【特許文献2】特開2009−94320
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、上記の現在の封止用樹脂シート、接着用樹脂シー
トに存在する上記の問題点および製造上および保存上の取り扱いの煩わしさをなくす
ことである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は上記課題を解決するため、(1)密度が0.910〜0.940g/cm3
であり、且つ、融点が110〜127℃の範囲にあるポリエチレン又はそのα−オレ
フィン共重合樹脂をA、融点が75〜105℃の範囲にある、エチレンと極性基含有
単量体の共重合樹脂をBとし、A/Bの重量比が90/10〜30/70で混合され
た樹脂を用いて形成されたシートから成ることを特徴とする太陽電池モジュールの封
止用および/又は接着用混合樹脂シート、(2)上記(1)の混合樹脂シートが極性
基含有単量体に基づく樹脂分を2〜20重量%含有することを特徴とする太陽電池
モジュールの封止用および/又は接着用混合樹脂シート、(3)上記(1)および
(2)の混合樹脂シートを再溶融したときの190℃でのメルトフローレートが
0.5g/10分〜15g/10分の範囲にあることを特徴とする太陽電池モジュー
ルの封止用および/又は接着用混合樹脂シート、(4)上記(1)、(2)および(3)
の混合樹脂シートが結晶核剤を含有することを特徴とする太陽電池モジュールの封止
用および/又は接着用混合樹脂シート、(5)上記(1)、(2)、(3)および(4)
の混合樹脂シートが、太陽電池モジュール用背面保護シート上に形成されていること
を特徴とする太陽電池モジュールの封止および/又は接着用混合樹脂シートを提供す
ることである。
【発明の効果】
【0006】
本発明の太陽電池モジュールの封止および/又は接着用混合樹脂シートは従来の本用
途樹脂シートと異なり、樹脂を架橋することなく封止時の熱溶融性と太陽電池モジュ
ールに求められる耐熱性を付与することができ、従来の問題を解決できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
本発明を更に詳しく説明する。本発明に使用するポリエチレン又はそのα−オレフィ
ン共重合樹脂Aはポリエチレン又はエチレンと炭素数3〜10のα−オレフィンとの
共重合体であり、該α−オレフィンとしては、n−ブテン−1、n−へキセン−1、
n−オクテン−1、4−メチルペンテン−1などを例示できる。樹脂は、高圧ラジカ
ル重合法やチグラー・ナッタ触媒やメタロセン触媒を用いる(配位)イオン重合法に
より公知の方法で製造され、市販されているものを利用できる。樹脂Aの密度は
0.910〜0.940g/cm3であり、且つ、融点が110〜127℃の範囲に
ある。密度が0.910g/cm3未満であるものは製造が困難で、0.940g/
cm3を超えるものは樹脂が硬くなり、封止用および接着用として好ましくなく、そ
の上、透明性が悪くなり、特に前面封止用樹脂の要求を満足できなくなる。融点が
110℃未満であると、太陽電池モジュールの運転時に要求される耐熱性を満足でき
なく、又、融点が127℃を超えると通常の封止温度で充分に封止することができな
くなり、封止性、接着性、透明性を満足できない。
【0008】
本発明に使用する融点が75〜105℃の範囲にある、エチレンと極性基含有単量体
との共重合樹脂Bは、エチレンと極性基含有単量体が化学的結合で樹脂に組み込まれ
ているという意味であって、既存の重合法で製造した樹脂に、ポリマー反応やポリマ
ー変性反応で得られる樹脂を含む。極性基含有単量体としては、酢酸ビニル、アクリ
ル酸、メタクリル酸、メタ又はアクリル酸のメチルエステル・エチルエステル・金属
塩、無水マレイン酸などを挙げることができる。更に、メタ又はアクリル酸を共重合
した後、金属塩化したアイオノマーや酢酸ビニルを共重合した樹脂からポリマー反応
で誘導されるビニルアルコール共重合体やポリビニルブチラール重合体などを含む。
樹脂Bの融点は75〜105℃の範囲にある。融点が75℃未満の樹脂は、A樹脂と
混合しても、太陽電池モジュールの使用時に要求される耐熱性を満足できない。融点
が105℃を超える樹脂は、太陽電池素子に対する接着性を満足できない。
【0009】
上記の樹脂AおよびBを混合し、公知の溶融押出法でシート化できる。AとBを前
もって混合・押出し、ペレットにしたものを用いても良い。本発明において、A/
Bの重量比が90/10〜30/70で混合された樹脂から形成されたシートが用い
られる。この比が90/10より大きいと樹脂シートを再溶融して封止する場合の封
止性が悪くなり、又、透明性や太陽電池素子に対する接着性が悪くなる。一方、Aと
Bの重量比が30/70より小さくなると、太陽電池モジュールに要求される耐熱性
を満足させることが出来なくなる。本発明の混合樹脂シート中の極性基含有単量体に
基づく樹脂分の量が、本発明のシートおよび太陽電池モジュールの中での封止樹脂層
の特性に影響しており、極性基含有単量体に基づく樹脂分の量は通常2〜20重量%
である。2重量%未満であると、封止性や太陽電池素子に対する接着性が悪くなり、
20重量%を超えると太陽電池モジュールの運転時に要求される耐熱性を満足できな
くなるからである。極性基含有単量体に基づく樹脂分の量は、好ましくは5〜15重
量%である。
【0010】
本発明の樹脂シートを再溶融したときの190℃でのメルトフローレートは0.5g
/10分〜15g/10分の範囲にあり、好ましくは1g/10分〜10g/10分
である。この値が0.5g/10分未満であると、太陽電池モジュールを製造する封
止工程で、気泡のない均一な封止ができなく、又、15g/10分を超えると、封止
工程で樹脂のはみ出しが多くなり、不都合である。
【0011】
本発明の樹脂シートは、特に前面封止用樹脂シートとして用いる場合、透明性が要求
される。透明性を改良するために、結晶化核剤を含有する混合樹脂シートを提供する
ことは、本発明の好ましい態様の一つである。結晶化核剤としては、ソルビトール系
の、例えばビス(p−メチルベンジリデン)ソルビトールなどを挙げることができる。
その使用量は樹脂に対して、0.1〜1.0重量%であり、通常は、あらかじめ高濃
度の結晶化核剤を含有するマスターペレットを作り、それを、含有しないペレットと
混合し押出成形すればよい。このマスターペレットには他の添加剤を同時に含んでい
てもよい。
【0012】
本発明の樹脂シートは、太陽電池モジュール用背面保護シートに積層・一体化されて
いる状態であっても良く、これは本発明の好ましい態様の一つである。本発明の混合
樹脂シートを別に製造し、該シートを太陽電池モジュール用背面保護シートに接着剤
を用いて貼り合わせたり、接着剤を用いることなく再溶融し圧着することも出来る。
又、背面保護シートの表面に混合樹脂を直接溶融押出しコーティング・積層すること
によって、背面保護シート上に混合樹脂シートを積層・一体化することも出来る。
これらの場合、背面保護シートの表面をコロナ処理、プラズマ処理、火炎処理などの
物理的前処理を施して接着性を改善することが出来る他、接着剤を塗工することも出
来る。接着剤としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン(又はイソシア
ネート)樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂などが単独で、
あるいは二種以上の樹脂を併用して用いることが出来る。
【0013】
太陽電池モジュール用背面保護シートには、電気絶縁性、耐熱性、耐水性、封止樹脂
に対する接着性、耐光性、水分遮断性などの多くの機能が要求されるので、単独のシ
ートでこれらの機能を満足させることが難しく、複数の合成樹脂フィルム(シート)
や塗工層を積層した複合シートが使用される。一般には、電気絶縁性、耐熱性の優れ
た厚めの合成樹脂フィルム(シート)を主材料として、その片面又は両面に、耐候性
の優れたフィルム又は塗工層、水遮断性の優れた膜材料、モジュールの封止樹脂シー
トに対する接着性の優れたフィルム(シート)又は塗工層などが適宜積層された複合
シートである。
【0014】
主材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−4−メチルペンテン−1などの
ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ
シクロヘキサンジメタノールエステル、芳香族ポリエステルなどのポリエステル、ポ
リカーボネート、ポリアルキレンアミドや芳香族ポリアミドなどのポリアミド、ポリ
イミド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンエーテルやこれらの共
重合樹脂や混合樹脂、樹脂アロイなどからなるフィルム(シート)が用いられる。
耐候性の優れたフィルム又は塗工層には、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、
ポリ(エチレン−テトラフルオロエチレン)、テトラフルオロエチレン−ヒドロキシ
ブチルビニエーテル共重合体、クロロトリフルオロエチレン−ヒドロキシブチルビニ
ルエーテルの共重合体、フッ化ビニリデン−ヒドロキシブチルビニルエーテルの共重
合体などのフッ素樹脂、ポリメチルシロキサン、ポリフェニルシロキサン、ポリ(メ
チル−フェニルシロキサン)などのシリコーン樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポ
リアクリロニトリルなどアクリル樹脂、あるいはこれらの共重合樹脂や混合樹脂、樹
脂アロイ、架橋剤との硬化物からなるフィルム(シート)や塗工層が用いられる。水
遮断性の優れた膜材料には、アルミニウム箔などの金属箔、塩化ビニリデン樹脂やポ
リクロロトリフルオロエチレン樹脂のフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィル
ムなどの合成樹脂フィルム上に無機酸化物薄膜や塩化ビニリデン樹脂、ポリクロロト
リフルオロエチレンエチレン樹脂などの有機樹脂が塗工されたフィルムを挙げること
ができる。又、これら無機酸化物薄膜や塗工層が背面保護シートを構成する上記フィ
ルム(シート)上に直接又は接着剤層を介して積層されていてもよい。
【0015】
本発明の好ましい態様の一つは、上記太陽電池背面保護シートとモジュール背面封止
用樹脂シートが一体化された複合シートを提供することであり、これは太陽電池モジ
ュール製造工程の省力化、省コスト化に貢献できる。
【0016】
本発明の樹脂シートには、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、難燃剤、
太陽電池素子に対する接着促進剤(シランカップリング剤など)として、有機化合物、
無機化合物を含有させることは勿論できる。
【0017】
次に本発明を実施例で説明する。実施例中記載の測定値は、下記方法によって測定し
た。
融点:JIS K7121
密度:JIS K7112
メルトフローレート:JIS K6922−2
【実施例1】
【0018】
1.マスターペレットの製造
揚子石化製ポリエチレン(LLDPE 7042:融点121℃、密度0.918g
/cm3)30kg、北京燕山樹脂製エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA−
14−2:融点95℃、酢酸ビニル単位14%)10kg、デュポン製酸化チタン
(R−706)60kgを用い、170℃〜180℃で溶融混練押出し、マスターペ
レットを製造した。
2.混合樹脂シートの製造
揚子石化製ポリエチレン(LLDPE 7042:融点121℃、密度0.918g
/cm3)40kg、北京燕山樹脂製エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA−14
−2:融点95℃、酢酸ビニル分14%)60kg、上記マスターペレット9kgを
用い、T−タ゛イを接続した溶融押出機により、245℃〜250℃で押出し、40℃の
チルロール上に製膜した。チルロールから剥がしながら、30m/分で巻き取り、厚
さ80μmの混合樹脂シートを製造した。本シートのメルトフローレートは2.4g
/10分であった。
3.太陽電池モジュール用背面保護シートと混合樹脂シートの貼り合わせ
250μmのアクリル樹脂コート耐候性ポリエチレンテレフタレートフィルムの反コ
ート面に東洋紡共重合ポリエステル樹脂(バイロン560)1kgと旭化成ケミカル
製多官能イソシアネート(TPA90SB)0.1kgを酢酸エチルに溶解した接着
剤を塗工し、100℃で5分乾燥後(接着剤層の厚さ15μm)、上記混合樹脂シート
を80℃のプレスロールで貼り合わせた。次いでこの複合シートを80℃で50時間
キュアし、接着剤層が積層された太陽電池モジュール用背面保護シートを製造した。
4.接着剤層付き太陽電池モジュール用背面保護シートと封止樹脂シートの貼り合わ

硝子板上にブリジストン製エバセーフ(標準キュアタイプ)を重ね、その上に上記太
陽電池背面保護シートの混合樹脂シート面を合わせ、150℃、3kg/cm2で、
15分間、圧着し貼りあわせた。
4.太陽電池モジュール封止樹脂との接着力の測定
上記の貼り合わせシートの封止樹脂面と混合樹脂シート面の間で剥離するように太陽
電池モジュール用背面保護シートを10cm/分で引っ張って180度剥離した。
剥離強度は107N/cm(25℃)であった。
【実施例2】
【0019】
台塑美国製ポリエチレン(LLDPE L42022E2:融点124℃、密度
0.919g/cm3)40kg、台塑美国製エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂73
50F:融点84℃、酢酸ビニル分18%)60kg、実施例1のマスターペレット
6kgを用い、実施例1と同様にして、引き取り速度10m/分で、厚さ300μm
の混合樹脂シートを製造した。本シートのメルトフローレートは1.8g/10分で
あった。実施例1と同様に、本シートを貼り合せた太陽電池モジュール用背面保護シ
ートを製造した。
1.太陽電池モジュールの組み立てと初期発電効率の測定(JIS C8917準拠)
太陽電池モジュール用前面透明硝子板、前面封止樹脂シート(ブリジストン社製エバ
セーフ(標準キュアタイプ))、シリコン単結晶型太陽電池素子、実施例2で製造した
混合樹脂シート付き太陽電池モジュール用背面保護シートを、混合樹脂シート面を素
子面側にして重ね、150℃、30分間真空プレスし、積層した。本モジュールの初
期発電効率は14.9%であった。
【実施例3】
【0020】
揚子石化製ポリエチレン(LLDPE 7042:融点121℃、密度0.918g
/cm3)/日本ポリエチレン製エチレン−アクリル酸エチル共重合樹脂(レクスパ
ールEEA A6200:融点94℃、アクリル酸エチル分 20%)/実施例1の
マスターペレットを60/40/6(重量部)で使用し、実施例1と同様に混合樹脂
シ―トを製造し、接着剤層付き太陽電池モジュール用背面保護シートを製造した。
実施例1と同様に、本保護シートと太陽電池モジュール用封止樹脂シート(エバセー
フ)との貼り合わせ部の引き剥がし強度は88N/cmであった。





【特許請求の範囲】
【請求項1】
密度が0.910〜0.940g/cm3であり、且つ、融点が110〜127℃の
範囲にあるポリエチレン又はそのα−オレフィン共重合樹脂をA、融点が75〜
105℃の範囲にある、エチレンと極性基含有単量体の共重合樹脂をBとし、A/B
の重量比が90/10〜30/70で混合された樹脂を用いて形成されたシートから
成ることを特徴とする太陽電池モジュールの封止用および/又は接着用混合樹脂シー
ト及びそれを用いた太陽電池モジュール。
【請求項2】
請求項1の混合樹脂シートが極性基含有単量体に基づく樹脂分を2〜20重量%含
有することを特徴とする太陽電池モジュールの封止用および/又は接着用混合樹脂シ
ート及びそれを用いた太陽電池モジュール。
【請求項3】
請求項1および請求項2の混合樹脂シートを再溶融したときの190℃でのメルトフ
ローレートが0.5g/10分〜15g/10分の範囲にあることを特徴とする太陽
電池モジュールの封止用および/又は接着用混合樹脂シート及びそれを用いた太陽電
池モジュール。
【請求項4】
請求項1、請求項2、および請求項3の混合樹脂シートが結晶核剤を含有することを
特徴とする太陽電池モジュールの封止用および/又は接着用混合樹脂シート及びそれ
を用いた太陽電池モジュール。
【請求項5】
請求項1、請求項2、請求項3、および請求項4の混合樹脂シートが、太陽電池モジ
ュール用背面保護シート上に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの
封止および/又は接着用混合樹脂シート及びそれを用いた太陽電池モジュール。





【公開番号】特開2012−23155(P2012−23155A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−159079(P2010−159079)
【出願日】平成22年7月13日(2010.7.13)
【出願人】(598052920)
【Fターム(参考)】