CN102318082A - 太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法、太阳能电池封装材料用树脂组合物、太阳能电池封装材料以及太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法、太阳能电池封装材料用树脂组合物、太阳能电池封装材料以及太阳能电池模块 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其通过缩短加工时间来实现低成本化，并且该树脂组合物具有良好的储存稳定性。本发明的另一目的在于，通过使用所得到的太阳能电池封装材料用树脂组合物，提供一种不会产生起粒且透明度良好的太阳能电池封装材料。本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于，包括：准备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)和交联剂(B)作为原料成分的工序，该乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)具有25～35重量％的醋酸乙烯酯单元，该交联剂(B)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为40～80mg；在15～80℃的温度下，使所述交联剂(B)浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中的工序。

Description

太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法、太阳能电池封装材料用树脂组合物、太阳能电池封装材料以及太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法、太阳能电池封装材料用树脂组合物、太阳能电池封装材料以及太阳能电池模块。
背景技术
近年来，随着环境问题的高涨，太阳能电池备受瞩目。作为其构成单元，太阳能电池一般具有太阳能电池模块。该太阳能电池模块具有：从接收太阳光的一侧依次层叠防护玻璃/太阳能电池封装材料/太阳能电池元件/太阳能电池封装材料/背板的结构。并且，从透明度、力学性能、成本的观点考虑，太阳能电池封装材料一般采用由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物构成的树脂组合物片材。
该树脂组合物、即太阳能电池封装材料用树脂组合物为了使原料成分的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物交联而对太阳能电池封装材料赋予耐久性，一般含有交联剂或含有交联剂与交联助剂。并且，这种太阳能电池封装材料用树脂组合物为了保持与防护玻璃、太阳能电池元件的表面之间的粘结性，还一般含有硅烷偶联剂。
太阳能电池封装材料用树脂组合物通过各种方法制造而成。太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法例如有：使用双螺杆挤出机之类的熔融混炼机，将交联剂、交联助剂及硅烷偶联剂捏合于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的方法(参考专利文献1)；使用搅拌机之类的混合机，将液状交联剂及交联助剂等与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合，得到混合物，之后，为了使它们完全浸渗于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，进一步将该混合物放置一昼夜的方法(参考专利文献2)。
但是，在专利文献1记载的方法中，当熔融混炼原料成分时，需注意交联剂的交联反应，即使以低温进行挤出混炼，实际上也无法避免因熔融的树脂组合物中产生的局部剪切发热而导致的交联剂的交联反应。所以，因乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的局部交联部位(所谓“起粒”)的产生，致使所得到的太阳能电池封装材料因片材厚度不均匀或透明度受阻而引起质量下降。
另一方面，在专利文献2记载的方法中，如上所述，由于需要将混合物放置一昼夜，所以在制造太阳能电池封装材料用树脂组合物时耗费时间，存在生产率差且成本方面处于劣势之类的问题。
专利文献1：日本专利特开2000-84967号公报
专利文献2：日本专利特开2006-186233号公报
发明内容
关于一种用于制造太阳能电池封装材料的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法、太阳能电池封装材料用树脂组合物、太阳能电池封装材料以及太阳能电池模块，本发明的目的在于提供一种太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法、通过该太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法所制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物、使用这种太阳能电池封装材料用树脂组合物的太阳能电池封装材料以及太阳能电池模块，其中，该太阳能电池封装材料用树脂组合物具有良好的储存稳定性、通过缩短制造太阳能电池封装材料时的加工时间来实现成本的降低、并且能够大幅减少起粒的产生且获得透明度良好的太阳能电池封装材料。
在本发明中，第1发明涉及一种太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于，包括：准备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)和交联剂(B)作为原料成分的工序，该乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)具有25～35重量％的醋酸乙烯酯单元，该交联剂(B)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为40～80mg；及
在15～80℃的温度下，使所述交联剂(B)浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中的工序。
第2发明涉及上述发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于：交联剂(B)的表面张力为23～28mN/m。
第3发明涉及上述发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于：在准备所述原料成分的工序中，作为所述原料成分，进一步准备交联助剂(C)，该交联助剂(C)在23℃的温度下在所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为80～120mg、且表面张力为33～38mN/m；及
在所述交联剂(B)的浸渗工序中，使所述交联助剂(C)与所述交联剂(B)一同浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中。
第4发明涉及上述发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于：在准备所述原料成分的工序中，作为所述原料成分，进一步准备硅烷偶联剂(D)，该硅烷偶联剂(D)在23℃的温度下在所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为80～150mg、且表面张力为27～32mN/m；及
在所述交联剂(B)的浸渗工序中，使所述硅烷偶联剂(D)与所述交联剂(B)一同浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中。
第5发明涉及一种太阳能电池封装材料用树脂组合物，其特征在于，通过上述发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法而得到。
第6发明涉及一种太阳能电池封装材料，其特征在于，使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和上述发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物成型而成。
第7发明涉及一种太阳能电池封装材料的制造方法，其特征在于，包括：
准备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)和交联剂(B)作为原料成分的工序，该乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)具有25～35重量％的醋酸乙烯酯单元，该交联剂(B)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为40～80mg；
在15～80℃的温度下，使所述交联剂(B)浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中而得到太阳能电池封装材料用母料的工序；
对所得到的太阳能电池封装材料用母料和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物进行加热混合而得到混合物的工序；及
利用成型机对所得到的混合物进行成型，从而得到太阳能电池封装材料的工序。
第8发明涉及一种太阳能电池模块，其特征在于：使用上述发明的太阳能电池封装材料、或者通过上述发明的太阳能电池封装材料的制造方法而得到的太阳能电池封装材料，封装太阳能电池元件而成。
通过本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法所得到的太阳能电池封装材料用树脂组合物具有良好的储存稳定性，通过将其用于制造太阳能电池封装材料，能够通过缩短加工时间来实现低成本化。并且，通过使用该太阳能电池封装材料用树脂组合物，能够大幅减少起粒的产生且获得透明度良好的太阳能电池封装材料。
具体实施方式
本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，包括：在15～80℃的温度下，使液状交联剂(B)浸渗于具有25～35重量％醋酸乙烯酯单元的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中的工序(以下称“浸渗工序”)。例如，通过使交联剂(B)等高浓度地浸渗于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中，能够获得太阳能电池封装材料用树脂组合物来作为母料(太阳能电池封装材料用母料)。并且，根据本发明，除交联剂(B)之外，还能够获得高浓度地浸渗了交联助剂(C)和/或硅烷偶联剂(D)的母料。
以下，在本实施方式中，以使用料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的情况作为代表进行说明。由此，所制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物也呈料粒状。另外，作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的形态(形状)，除了料粒状之外，还可以列举出例如粉末状、颗粒状、团块状及方块状等。
并且，在以下说明中，有时还将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)料粒记载为“原料料粒”，将得到的太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒仅记载为“料粒”。
本发明中所使用的具有25～35重量％醋酸乙烯酯单元的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)是指，当将单体的乙烯与醋酸乙烯酯的总计重量设为100重量份时，将醋酸乙烯酯的重量调整为25～35重量份，并使乙烯和醋酸乙烯酯聚合而得到的聚合物。
其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(以下，有时也简略成“EVA”)随着醋酸乙烯酯单元的比率(重量％)增加，其结晶度逐渐下降。因此，若醋酸乙烯酯单元不到25重量％，则结晶度变高，交联剂(B)等液状原料成分的浸渗效率变差。另一方面，若醋酸乙烯酯单元超过35重量％，则结晶度过低，浸渗后的交联剂(B)迁移到料粒的表面，有可能导致该料粒相互间缓慢地粘结，引发结块问题。
并且，在本发明中，若考虑成型性和机械性强度等，则优选乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的熔体流动速率(JIS K7210)为0.1～60g/10min，更优选为0.5～45g/10min。而且，若制造太阳能电池封装材料用树脂组合物来作为母料时，除了考虑成型性和机械性强度等以外，还需考虑母料向稀释树脂的扩散效率，因此，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的熔体流动速率(以下，有时也记载为“MFR”)优选为2～50g/10min，更优选为5～45g/10min。通过使用这种范围的熔体流动速率的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)，在得到的料粒中可以使原料成分浸渗至其内部深处，并且可以更可靠地保持于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中，因此该原料成分难以迁移到料粒的表面。另外，关于母料将在后面进行详述。
本发明中重要的是，交联剂(B)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为40～80mg。尤其优选，交联剂(B)的浸渗重量为50～70mg/EVA·1g。通过使用浸渗重量在所述数值范围内的交联剂(B)，除了能够减少结块的产生以及交联剂(B)向料粒表面的迁移等困扰之外，还能够在短时间内制造出太阳能电池封装材料用树脂组合物(料粒)。
其中，浸渗重量可以通过如下方式求出。即，相对于具有30重量％醋酸乙烯酯单元的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)料粒，准备足够量的交联剂(B)，在23℃下使Xg乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)料粒在该交联剂(B)中浸渗24小时之后，从交联剂(B)取出该料粒，并充分擦去附着在料粒表面的交联剂(B)。之后，称量浸渗后料粒的重量，将该称量重量与浸渗前料粒的重量Xg之差、即交联剂(B)的浸渗重量Yg除以浸渗前料粒的重量Xg，从而换算为每1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的量。计算式如下所示。其中，EVA表示乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
浸渗重量(mg/EVA·1g)＝(Y/X)×1000
作为这种交联剂(B)，例如可以列举出：叔丁基过氧异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、叔丁基过氧化醋酸酯、叔丁基过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二叔丁酯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-二(叔丁基过氧基)环己烷、1，1-二(叔己基过氧基)环己烷、1，1-二(叔戊基过氧化)环己烷、2，2-二(叔丁基过氧化)丁烷、过氧化甲乙酮、2，5-二甲基己基-2，5-二过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化氢、对-萜烷过氧化氢、过氧化二苯甲酰、过氧化对氯苯甲酰、过氧化异丁酸叔丁酯、n-丁基-4，4-二(叔丁基过氧基)戊酸酯、乙基-3，3-二(叔丁基过氧基)丁酯、羟基庚基过氧化物、过氧化环己酮、1，1-二(叔丁基过氧基)3，3，5-三甲基环己烷、n-丁基-4，4-二(叔丁基过氧基)戊酸酯、2，2-二(叔丁基过氧基)丁烷等。
交联剂(B)的配合量相对于100重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)优选0.3～20重量份，更优选0.3～10重量份。并且，当通过本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物(料粒)来作为高浓度地含有交联剂的母料时，该母料优选相对于100重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)含有5～60重量份的交联剂(B)，更优选含有15～60重量份，进一步优选含有15～45重量份。
另外，交联剂(B)的表面张力优选为23～28mN/m。当表面张力不到23mN/m时，因料粒(太阳能电池封装材料用树脂组合物)保管时的环境温度等，交联剂(B)容易迁移到料粒的表面，有可能成为导致结块的产生以及工作环境污染的因素。另一方面，当表面张力大于28mN/m时，使交联剂(B)充分浸渗于原料料粒可能要耗费过多的时间。
本发明中的浸渗工序优选在加工温度15～80℃下进行，更优选在30～70℃下进行，进一步优选在40～70℃下进行。若加工温度高于所述上限值，则例如有可能因浸渗工序中的搅拌速度等条件，引起交联剂(B)的反应以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的熔融。另一方面，若加工温度低于所述下限值，则使交联剂(B)充分浸渗于原料料粒可能要耗费过多的时间。
另外，浸渗工序的时间无特别限制，但是优选为5分钟～2小时左右，更优选为5分钟～1小时左右。在该范围的时间内，能够使必要且足够量的交联剂(B)浸渗于原料料粒中。并且，这时即使在浸渗工序中的加工温度稍微高的情况下，也能够顺利地防止或抑制交联剂(B)发生交联反应。
在所述浸渗工序中，还优选使交联助剂(C)及硅烷偶联剂(D)与交联剂(B)一同浸渗于原料料粒中。
从向乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)(原料料粒)的浸渗效率方面考虑，优选交联助剂(C)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为80～120mg，且表面张力为33～38mN/m。作为这种交联助剂(C)，例如可以列举出：三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、苯乙烯等。
相对于100重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)，交联助剂(C)的配合量优选0.3～15重量份，更优选0.3～10重量份。并且，当通过本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物制造方法，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物(料粒)来作为高浓度地含有交联剂(B)及交联助剂(C)的母料时，优选该母料相对于100重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)含有5～60重量份的交联助剂(C)，更优选含有15～60重量份，进一步优选含有15～45重量份。
从向乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)(原料料粒)的浸渗效率方面考虑，优选硅烷偶联剂(D)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为80～150mg，且表面张力为27～32mN/m。
作为这种硅烷偶联剂(D)，例如可以列举出：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等。
相对于100重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)，硅烷偶联剂(D)的配合量优选0.1～10重量份，更优选0.1～5重量份。并且，当通过本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物(料粒)来作为高浓度地含有交联剂(B)及硅烷偶联剂(D)的母料时，优选该母料相对于100重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)含有5～60重量份的硅烷偶联剂(D)，更优选含有15～60重量份，进一步优选含有15～45重量份。
在浸渗工序中使用的设备优选可在容器内混合或搅拌各原料成分的设备，最优选能够进行加温和冷却的设备。即使所使用的设备无法进行加温，以搅拌原料成分时摩擦所引起的自发热而产生的加温，也能够充分实施本发明。并且，即使所使用的设备无法进行冷却，例如通过控制设备的搅拌叶片的转速来防止或抑制发热，也能够实施本发明。作为这种设备，例如可以列举出：带搅拌装置的高压釜、亨舍尔(Henschel)混合机、罗地格(Lodige)混合机或高速混合机等。
通过在容器内同时对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)和交联剂(B)及其他原料成分进行混合搅拌，能够使交联剂(B)等一次性浸渗于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中，但是也可以通过按任意顺序向容器内加入各原料成分来使其浸渗。
在本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物中，可以根据需要配合其他各种添加剂。作为这种添加剂，例如可以列举出：紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、波长转换剂、着色剂、光扩散材料、阻燃剂、防变色材料等。各种添加剂既可以与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)、且与交联剂(B)、交联助剂(C)及硅烷偶联剂(D)这三种中的至少1种一同配合来制造太阳能电池封装材料用树脂组合物，也可以在制造最终成型物(例如，后述的太阳能电池封装材料)时另行添加。
本发明中母料是指，例如使交联剂(B)高浓度地浸渗于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中的太阳能电池封装材料用树脂组合物。即，是指在成型片状的太阳能电池封装材料(以下，也称为“太阳能电池封装材料片材”)时，为了调整用于成型太阳能电池封装材料片材的成型用材料而提供的料粒状的太阳能电池封装材料用树脂组合物。该成型用材料可以通过交联剂(B)在将得到的成型用材料中的含有率为预定值的方式，对太阳能电池封装材料用树脂组合物和稀释树脂进行混合、混炼(稀释)而得到。
作为这种稀释树脂，可以使用与前述用于制造太阳能电池封装材料用树脂组合物的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)相同的树脂、或者可以使用与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)具有相溶性的树脂。其中，作为与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)具有相溶性的树脂，例如可以列举出：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等。
本发明中，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物来作为母料时，该母料可以进一步含有交联助剂(C)或硅烷偶联剂(D)中的至少一方。这时，母料优选，交联剂(B)、交联助剂(C)及硅烷偶联剂(D)的任一种均高浓度地含有。
并且，本发明中，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物来作为母料、其后再制造太阳能电池封装材料的情况，与未通过母料而成型太阳能电池封装材料的情况相比，所使用的交联剂(B)等过氧化物的挥发率高(例如在50℃下每1小时减少1～5％左右)，因此优选比表面积较小的母料。若通过比表面积较小的母料而成型太阳能电池封装材料，则能够抑制过氧化物从母料挥发。而且，当通过母料而成型太阳能电池封装材料时，能够防止太阳能电池封装材料的交联不均与凝胶率下降所致的白化。并且，即使在成型片状的太阳能电池封装材料时，也能够防止其力学性能的下降。
另一方面，本发明中复合物是指，已按照作为成型品的太阳能电池封装材料片材中所要求的浓度(含有率)而含有交联剂(B)等原料成分的料粒状的太阳能电池封装材料用树脂组合物。这种复合物无需稀释便供太阳能电池封装材料的成型之用。
如上所述，本发明的太阳能电池封装材料可以直接对本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物进行成型而得到；或者，例如在制造太阳能电池封装材料用树脂组合物来作为母料的情况下，对该母料进行进一步稀释等调整之后，成型为例如片状而得到。太阳能电池封装材料片材一般通过使用T型模头挤出机、压延成型机等的成型法制造。这种太阳能电池封装材料片材的厚度优选0.01～1mm左右。
本发明的太阳能电池模块可以通过以下方式制造：使用上述太阳能电池封装材料片材，由上下的防护部件(包括透明基板)固定太阳能电池元件(光电转换元件)。太阳能电池模块虽然可以通过由太阳能电池封装材料片材来夹持(固定)太阳能电池元件的上下而制造，但是一般通过真空层压机进行加热压接来制造。
作为这种太阳能电池模块，其结构例如可以列举出：按照透明基板/太阳能电池封装材料片材/太阳能电池元件/太阳能电池封装材料片材/防护部件的顺序而层叠的结构，即由太阳能电池封装材料片材从太阳能电池元件的两侧进行夹持的顶衬(Superstrate)结构；按照透明基板/太阳能电池元件/太阳能电池封装材料片材/防护部件的顺序而层叠的结构，即在设于基板表面的太阳能电池元件上依次层叠太阳能电池封装材料片材和防护部件的结构。
透明基板采用热强化白玻璃或透明片材等，太阳能电池封装材料片材采用由耐湿性优异的本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物而形成的片材。并且，需要确保防湿性和绝缘性的防护部件采用：由氟乙烯片材夹持铝片材而构成片材材料；由耐水解性聚对苯二甲酸乙二酯片材夹持铝片材而构成的片材材料等。
实施例
以下，示出实施例与比较例对本发明进行更具体的说明，但只要不超过其宗旨，本发明就不限定于以下的实施例。另外，在实施例与比较例中所示的“份”及“％”分别指“重量份”及“重量％”。
在实施例与比较例中使用的各种原料成分如下。
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物
(A-1)醋酸乙烯酯重量％：26％、MFR：25g/10min
(A-2)醋酸乙烯酯重量％：33％、MFR：34g/10min
(A-3)醋酸乙烯酯重量％：23％、MFR：18g/10min
(A-4)醋酸乙烯酯重量％：37％、MFR：42g/10min
交联剂
(B-1)2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷
(B-2)1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷
(B-3)叔丁基过氧基-2-乙基己基碳酸酯
(B-4)2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷
(B-5)2，5-二甲基-2，5-二(过氧化苯甲酰)己烷
(B-6)1，1-(叔丁基过氧基)-2-甲基环己烷
(B-7)叔丁基过氧化苯甲酸酯
交联助剂
(C-1)三烯丙基异氰脲酸酯
(C-2)二丙烯酸乙二醇酯
(C-3)延胡索酸二烯丙酯
硅烷偶联剂
(D-1)γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(D-2)γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷
(D-3)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷
(D-4)3-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷
将交联剂(B-1)～(B-7)、交联助剂(C-1)～(C-3)及硅烷偶联剂(D-1)～(D-4)作为测定对象液体，分别测定其浸渗重量及表面张力。浸渗重量及表面张力的测定方法如下，表1示出它们的测定结果。
[浸渗重量(mg/EVA·1g)]
相对于具有30％醋酸乙烯酯单元的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物料粒，在密闭容器内准备足够量的测定对象液体，并使Xg的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物料粒浸渗于该测定对象液体中，在23℃下放置24小时之后，从测定对象液体取出该料粒，充分擦去附着在料粒表面的测定对象液体。之后，测定浸渗后料粒的重量，减去浸渗前料粒的重量Xg所算出的差，即得出测定对象液体的浸渗实际重量Yg。并且，通过公式：((Y÷X)×1000)求出测定对象液体相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的浸渗重量(mg/EVA·1g)。
[表面张力]
使用协和界面科学株式会社制造的自动表面张力仪“CBVP-Z”在23℃下对测定对象液体的表面张力进行测定。
[表1]
Figure BDA0000083909470000111
Figure BDA0000083909470000121
以下示出实施例与比较例中所使用的测定方法、评价方法、综合评价的方法以及对实施例与比较例的实施内容的说明。
[浸渗收率测定]
将交联剂(B-1)～(B-7)、交联助剂(C-1)～(C-3)及硅烷偶联剂(D-1)～(D-4)作为测定对象的原料成分，分别测定其浸渗收率。
对太阳能电池封装材料用树脂组合物中或作为母料而制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒中所浸渗的原料成分(浸渗原料成分)进行定量，由此求出浸渗率p％。当该原料成分的下料量为q％时，浸渗收率可以根据下式：{浸渗收率＝p÷q×100}求出。
另外，关于浸渗原料成分的定量，通过对料粒进行提取处理来得到分析样品，并通过气相色谱分析以外标法对该分析样品进行定量。另外，以下示出提取处理与测定条件。
《提取处理》
(1)用液氮对料粒进行冷冻干燥，过32目筛，采取通过筛的料粒。
(2)将其放入5mL容量的量瓶中并称量约0.5g，用丙酮定容之后，在常温下提取一昼夜而得到提取液。将该提取液作为分析样品。
《气相色谱分析条件》
设备：株式会社岛沣制作所制造GC-9AM
色谱柱：Rtx-1701、柱内径0.25mm、柱长60m
柱温：210℃
试样气化室温度：120℃
检测器部温度：250℃
样品量：1μL
流动相：氮气、45mL/分钟
检测器：FID
当浸渗成分为1成分时，基于浸渗收率测定结果的评价标准如下所述。
A：95％以上
B：90％以上且小于95％
C：小于90％
当浸渗成分为2成分以上时，基于浸渗收率测定结果的评价标准如下所述。
A：所有成分分别为90％以上
B：所有成分分别为75％以上且小于90％
C：所有成分分别小于75％
[储存稳定性评价]
将所述测定对象的原料成分的浸渗率调整为r％的太阳能电池封装材料用树脂组合物或作为母料而制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，在35℃下放置1000小时之后，进行所浸渗的原料成分(浸渗原料成分)的定量，由此测定放置后的料粒中的浸渗原料成分的浸渗率s％。
并且，根据下式：{残存率＝s÷r×100}算出残存率，对太阳能电池封装材料用树脂组合物或作为母料而制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物的储存稳定性进行评价。
浸渗原料成分的定量，根据与浸渗收率条项中记载内容相同的提取处理和测定条件进行。
基于由上式算出的残存率，储存稳定性评价的标准如下所述。
A：99％以上
B：95％以上且小于99％
C：小于95％
[结块评价]
将重量ag的太阳能电池封装材料用树脂组合物或作为母料而制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，在30℃下放置1小时之后，测定所产生的结块体的重量bg。
并且，根据下式：{结块率＝b÷a×100}算出结块率。结块体是指多个料粒相互间粘结而成的集聚体，在本试验中是指无法通过网眼1cm的筛的料粒集聚体。
基于由上述式算出的结块率，结块评价的标准如下所述。
A：1％以上且小于5％
B：5％以上且小于30％
C：30％以上
[外观评价]
将太阳能电池封装材料用树脂组合物或作为母料而制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，在30℃下放置1小时之后，通过目视观察对料粒的外观状态进行评价。
外观评价的标准如下所述。
A：几乎看不到原料成分向料粒表面的迁移
B：局部产生原料成分向料粒表面的迁移，观察到液滴的产生
C：整体产生原料成分向料粒表面的迁移，观察到以包围料粒的方式产生于整个外表面
[起粒评价]
使用太阳能电池封装材料用树脂组合物或作为母料而制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒与稀释树脂的混合物，在加工温度80℃下，通过挤出试验机(东洋精机株式会社制造LABO PLASTO MILL)制作100μm厚度的太阳能电池封装材料片材，测量在该片材0.3m2中产生的起粒个数，将其个数设为m个。并且，以相同方式，用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物制作片材，测量在该片材中产生的起粒个数，将其个数设为n个。
并且，根据下式：{实际起粒个数＝m-n}，进行太阳能电池封装材料的起粒评价。另外，起粒是指在片材中产生的在长径方向上大小为100μm以上的局部交联部位。
基于由上述式算出的实际起粒个数，起粒评价的标准如下所述。
A：小于5个
B：5个以上且小于20个
C：20个以上
[综合评价]
从基于浸渗收率测定的评价、储存稳定性评价、结块评价、外观评价、起粒评价的结果，根据下述的评价标准，将最优选太阳能电池用封装材料设为“4”，优选太阳能电池用封装材料设为“3”，可用的太阳能电池用封装材料设为“2”，不适合的太阳能电池用封装材料设为“1”，并在表2及表3中示出综合评价的结果。
浸渗成分为1成分时：综合评价“4”是指所有评价项目为A的情况；综合评价“3”是指所有评价项目为A或B、且B评价的数量为1个的情况；综合评价“2”是指所有评价项目为A或B、且B评价的数量为2个的情况；综合评价“1”是指B评价的数量为3个以上的情况、或至少包括1个C评价的情况当中的任一情况。
浸渗成分为2成分时：综合评价“4”是指所有评价项目为A的情况；综合评价“3”是指所有评价项目为A或B、且B评价的数量为1个或2个的情况；综合评价“2”是指所有评价项目为A或B、且B评价的数量为3个以上的情况；综合评价“1”是指至少包括1个C评价的情况。
[实施例1]
将3600份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)和400份交联剂(B-1)加入到容量20L的带加温装置的搅拌机(株式会社川田制造)中，控制为40℃并以500rpm混合达30分钟，从而制造出太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒。对于该料粒，进行交联剂(B-1)的浸渗收率的测定。并且，进行该料粒的储存稳定性评价、结块评价以及外观评价。
另外，使用由该浸渗法得到的料粒，通过挤出试验机(东洋精机株式会社制造)，在加工温度80℃下，制作100μm厚度的试验片材(太阳能电池封装材料片材)。利用该试验片材进行起粒个数的测定，评价其透明质量。
从以上的浸渗收率测定、储存稳定性评价、结块评价、外观评价、起粒评价的结果，进行作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例2～7、比较例1～7]
使用表2所示的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与交联剂，并如表2所示设定浸渗加工条件，除此之外，其他均按照与实施例1相同的步骤，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例1相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[比较例8]
使用双螺杆挤出机(日本placon株式会社制造)，在70℃的加工温度下，挤出并混炼加工3600份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)和400份交联剂(B-2)，从而制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例1相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。即，在比较例8中，不经过使交联剂(B)浸渗于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)的工序，来制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒。
[实施例8]
以与实施例1相同的步骤和浸渗加工条件，使用3200份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)和800份交联剂(B-1)，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例1相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
在表2中示出实施例1～8和比较例1～8的原料成分、浸渗加工条件以及评价结果。
[实施例9]
以与实施例1相同的步骤和浸渗加工条件，使用3200份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)、400份交联剂(B-1)和400份交联助剂(C-1)，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例1相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例10]
以与实施例9相同的步骤和浸渗加工条件，使用3000份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)、400份交联剂(B-1)、200份交联助剂(C-1)和200份硅烷偶联剂(D-1)，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例9相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例11]
除了将硅烷偶联剂(D-1)变更为硅烷偶联剂(D-2)以外，其他均按照与实施例10相同的步骤和浸渗加工条件，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例10相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例12]
将2000份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)和1100份交联剂(B-1)加入到20L容量的带加温装置的搅拌机(株式会社川田制造)中，控制为40℃并以500rpm混合达60分钟，从而制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒来作为母料。对于该料粒，进行浸渗收率测定、储存稳定性评价、结块评价以及外观评价。
并且，将20份以该浸渗法得到的料粒和1000份作为稀释树脂的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)加入到20L容量的搅拌机(株式会社川田制造)中，控制为25℃并以500rpm混合达3分钟，得到混合物。之后，通过挤出试验机(东洋精机株式会社制造)，在加工温度80℃下将该混合物制作为100μm厚度的试验片材(太阳能电池封装材料片材)。使用该试验片材进行起粒个数的测定，评价其透明质量。
从以上的浸渗收率测定、储存稳定性评价、结块评价、外观评价、起粒评价的结果，进行作为制造为母料的太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例13]
以与实施例12相同的步骤和浸渗加工条件，使用2000份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)、550份交联剂(B-1)、275份交联助剂(C-1)和275份硅烷偶联剂(D-1)，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒来作为母料。对于该料粒，以与实施例12相同的方式，进行浸渗收率测定、储存稳定性评价、结块评价以及外观评价。
并且，将40份以该浸渗法得到的料粒和1000份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)加入到20L容量的搅拌机(株式会社川田制造)中，控制为25℃并以500rpm混合达3分钟，得到混合物。之后，通过挤出试验机(东洋精机株式会社制造)，在加工温度80℃下将该混合物制作为100μm厚度的试验片材(太阳能电池封装材料片材)。使用该试验片材进行起粒个数的测定，评价其透明质量。
从以上的浸渗收率测定、储存稳定性评价、结块评价、外观评价、起粒评价的结果，进行作为制造为母料的太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例14]
以与实施例13相同的步骤和浸渗加工条件，使用2000份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)、110份交联剂(B-1)、55份交联助剂(C-1)和55份硅烷偶联剂(D-1)，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒来作为母料。对于该料粒，以与实施例13相同的方式，进行浸渗收率测定、结块评价、储存稳定性评价以及外观评价。
并且，将200份以该浸渗法得到的料粒和1000份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)加入到20L容量的搅拌机(株式会社川田制造)中，控制为25℃并以500rpm混合达3分钟，得到混合物。之后，通过挤出试验机(东洋精机株式会社制造)，在加工温度80℃下将该混合物制作为100μm厚度的试验片材(太阳能电池封装材料片材)。使用该试验片材进行起粒个数的测定，评价其透明质量。
从以上的浸渗收率测定、储存稳定性评价、结块评价、外观评价、起粒评价的结果，进行作为制造为母料的太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例15]
除了将交联助剂(C-1)变更为交联助剂(C-2)以外，其他均按照与实施例9相同的步骤和浸渗加工条件，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例9相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例16]
除了将交联助剂(C-1)变更为交联助剂(C-3)以外，其他均按照与实施例9相同的步骤和浸渗加工条件，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例9相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[实施例17]
除了将硅烷偶联剂(D-1)变更为硅烷偶联剂(D-3)以外，其他均按照与实施例10相同的步骤和浸渗加工条件，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例10相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[比较例9]
除了将交联剂(B-1)变更为交联剂(B-5)以外，其他均按照与实施例10相同的步骤和浸渗加工条件，制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例10相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。
[比较例10]
使用双螺杆挤出机(日本placon株式会社制造)，在70℃的加工温度下，挤出并混炼加工3200份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)、400份交联剂(B-1)和400份交联助剂(C-1)，从而制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例9相同的方式，进行测定、各评价及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。即，在比较例10中，不经过使各原料成分浸渗于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)中的工序，来制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒。
[比较例11]
使用双螺杆挤出机(日本placon株式会社制造)，在70℃的加工温度下，挤出并混炼加工3000份料粒状的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)、400份交联剂(B-1)、400份交联助剂(C-1)和200份硅烷偶联剂(D-1)，从而制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒，使用该料粒制作试验片材。之后，以与实施例9相同的方式，进行测定、各评价以及作为太阳能电池封装材料用树脂组合物的综合评价。即，在比较例11中，不经过使各原料成分浸渗于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A-1)的工序，来制造太阳能电池封装材料用树脂组合物料粒。
在表3中示出实施例9～17和比较例9～11的评价结果。
[表2]
Figure BDA0000083909470000201
[表3]
Figure BDA0000083909470000202
Figure BDA0000083909470000211
如从表2及表3的结果可知，通过本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物制造方法，能够在短时间内得到具有耐结块性、且外观优异的太阳能电池封装材料用树脂组合物。并且，通过使用该太阳能电池封装材料用树脂组合物，能够大幅减少起粒，进而得到透明度良好的太阳能电池封装材料。
产业上的可利用性
本发明的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，包括：准备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)和交联剂(B)作为原料成分的工序，该乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)具有25～35重量％的醋酸乙烯酯单元，该交联剂(B)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为40～80mg；在15～80℃的温度下，使所述交联剂(B)浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的工序。因此，所制造的太阳能电池封装材料用树脂组合物具有良好的储存稳定性，制作太阳能电池用封装材料时，能够通过缩短加工时间来谋求降低成本。并且，在所得到的太阳能电池用封装材料中，大幅减少起粒的产生，其透明度良好，具备这种太阳能电池用封装材料的太阳能电池模块，其性能及可靠性得以提高。因此，本发明具有产业上的可利用性。

Claims (8)

1.一种太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于，包括：
准备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)和交联剂(B)作为原料成分的工序，该乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)具有25～35重量％的醋酸乙烯酯单元，该交联剂(B)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为40～80mg；及
在15～80℃的温度下，使所述交联剂(B)浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中的工序。
2.如权利要求1所述的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于，
所述交联剂(B)的表面张力为23～28mN/m。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于，
在准备所述原料成分的工序中，作为所述原料成分，进一步准备交联助剂(C)，该交联助剂(C)在23℃的温度下在所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为80～120mg、且表面张力为33～38mN/m，
在所述交联剂(B)的浸渗工序中，使所述交联助剂(C)与所述交联剂(B)一同浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中。
4.如权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法，其特征在于，
在准备所述原料成分的工序中，作为所述原料成分，进一步准备硅烷偶联剂(D)，该硅烷偶联剂(D)在23℃的温度下在所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为80～150mg、且表面张力为27～32mN/m，
在所述交联剂(B)的浸渗工序中，使所述硅烷偶联剂(D)与所述交联剂(B)一同浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中。
5.一种太阳能电池封装材料用树脂组合物，其特征在于，
通过如权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池封装材料用树脂组合物的制造方法而得到。
6.一种太阳能电池封装材料，其特征在于，
使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和如权利要求5所述的太阳能电池封装材料用树脂组合物成型而成。
7.一种太阳能电池封装材料的制造方法，其特征在于，包括：
准备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)和交联剂(B)作为原料成分的工序，该乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)具有25～35重量％的醋酸乙烯酯单元，该交联剂(B)在23℃的温度下在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中浸渍24小时时相对于1g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)的浸渗重量为40～80mg；
在15～80℃的温度下，使所述交联剂(B)浸渗于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(A)中而得到太阳能电池封装材料用母料的工序；
对所得到的太阳能电池封装材料用母料和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物进行加热混合而得到混合物的工序；及
利用成型机对所得到的混合物进行成型，从而得到太阳能电池封装材料的工序。
8.一种太阳能电池模块，其特征在于，
使用如权利要求6所述的太阳能电池封装材料、或者通过如权利要求7所述的太阳能电池封装材料的制造方法而得到的太阳能电池封装材料，封装太阳能电池元件而成。
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