CN108778991A - 太阳能电池用离子捕捉剂及含有其的太阳能电池用密封剂组合物以及太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池用离子捕捉剂及含有其的太阳能电池用密封剂组合物以及太阳能电池模块 Download PDF

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Abstract

本发明的太阳能电池用离子捕捉剂含有下述中的至少一方:(A)离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子(a1)替代的α‑磷酸锆,以及(B)离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子(b1)替代的α‑磷酸钛。

Description

太阳能电池用离子捕捉剂及含有其的太阳能电池用密封剂组 合物以及太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及高选择性地吸附导致太阳能电池的PID(电位诱导衰减)的Na+离子、从而提供耐PID性优异的太阳能电池的、太阳能电池用离子捕捉剂及含有其的太阳能电池用密封剂组合物以及太阳能电池模块。
背景技术
由于对环境问题的意识的提高,正在利用太阳能电池作为清洁能源。通常,太阳能电池是具备多个太阳能电池模块的复合体,该太阳能电池模块具有具备表面侧透明保护部件、密封了太阳能电池元件的层、和背面侧保护部件(背片)的结构。
近年来,被称为巨型太阳能电池的大规模的光伏发电系统正在急速增加,其中,大量的晶体硅太阳能电池模块被设置在大型的场地上,用于构建电力事业用的光伏发电系统。在这样的大规模的光伏发电系统中,为了简化太阳能电池模块之间的布线工事、减少布线根数和连接箱,从而降低成本,通常,将大量的太阳能电池模块串联连接,并将最大系统电压设计为高达600V至1000V左右。然而,在这样的系统电压高的晶体硅光伏发电系统中,有时在晶体硅太阳能电池模块中发生被称为PID的急剧的特性降低现象。
关于这样的晶体硅太阳能电池模块的PID现象,尚未充分了解其原因和发生机制。然而,据报道,当向太阳能电池模块施加高的系统电压,而且处于高温或高湿状态时,PID现象容易发生和发展,另外,通过向太阳能电池模块施加反方向的高电压,特性恢复。
以下,对于采用使用一般的P型晶片构成的晶体硅太阳能电池的晶体硅太阳能电池模块,说明发生PID现象的机制。晶体硅太阳能电池模块的表面通常被由钠钙玻璃构成的玻璃盖覆盖。在此,当玻璃盖表面存在水分时,从钠钙玻璃中产生出作为金属离子的钠离子(Na+离子)。晶体硅太阳能电池模块的玻璃盖被金属框架支撑,金属框架接地而产生接地电位。
在这样的状态下,当向晶体硅太阳能电池模块的内部布线施加负的系统电压时,在晶体硅太阳能电池模块的内外产生大的电位差。玻璃盖表面的Na+离子(金属离子)由于该电位差,在玻璃盖中和密封填充树脂中移动,到达晶体硅太阳能电池的表面。在高温高湿的条件下,玻璃盖和密封树脂的体积电阻降低,漏电流增加,Na+离子(金属离子)容易移动。
通常,晶体硅太阳能电池的光入射侧的掺杂层(N型)的表面被绝缘性的钝化膜覆盖。该钝化膜由于带电离子的附着而极化。由此,在晶体硅太阳能电池的光入射侧的掺杂层(N型)与钝化层的界面附近,形成极性反转区(P型),阻碍光生载流子的移动,电池特性降低。
作为防止这种PID现象发生的方法,迄今为止,建议了几种方法。例如,作为光伏发电系统中的应对方法,已知有如下方法:使用带有绝缘变压器的逆变器,将输入逆变器的负极接地等,使得太阳能电池模块的内部不会相对于外部变成负电位。然而,近年来,正在开发无变压器技术,以提高逆变器的效率和降低成本,应对这样的系统变得困难。
另一方面,作为太阳能电池模块的应对方法,专利文献1中,公开了如下结构:在使用EVA密封太阳能电池的太阳能电池模块中,为了防止水蒸气入侵到太阳能电池模块的内部,在EVA树脂的与太阳能电池的相反侧设置离聚物树脂层。
另外,尽管不以改善PID现象为直接目的,但正在进行增加密封材料的体积电阻率的研究。专利文献2中,公开了一种太阳能电池密封材料,其是相对于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物100重量份以5重量份以下的比添加了与硅原子直接键合的官能团的碳原子数为4以下的硅烷偶联剂而得到的。另外,专利文献3中,公开了一种太阳能电池用密封材料,其具有来自乙烯的结构单元和来自不饱和酯的结构单元,当来自乙烯的结构单元和来自不饱和酯的结构单元的合计为100质量%时,相对于来自不饱和酯的结构单元的量为20~35质量%的乙烯-不饱和酯共聚物100质量份,使用含有0.001~5质量份的偏高岭土的树脂组合物而得到。
进而,在专利文献4中,公开了一种太阳能电池密封材料用树脂组合物,其含有乙烯共聚物、以及选自五价金属的氧化物、六价金属的氧化物、七价金属的氧化物、磷酸金属盐中的无机离子捕集剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2011-77172号公报
专利文献2:特开平11-54766号公报
专利文献3:特开2013-64115号公报
专利文献4:特开2015-138805号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献4中,作为磷酸金属盐,记载了使用磷酸锆(无机用离子交换剂)的例子,该离子捕捉剂虽然捕捉Na+离子,但不充分,另外,由于通过离子交换而释放H+离子,因此存在以下问题:pH根据构成的不同而降低,对密封树脂产生不良影响,助长了电极等的太阳能电池元件的构成部件的腐蚀。
本发明的目的是提供高度选择性地吸附导致太阳能电池PID的Na+离子的太阳能电池用离子捕捉剂。
进而,本发明的另一目的是提供抑制PID引起的输出降低和电极等的太阳能电池元件的构成部件的腐蚀的太阳能电池用密封剂组合物、以及长寿命的太阳能电池模块。
解决课题的手段
本发明人发现,含有离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铷离子、铯离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子替代的α-磷酸锆、以及、离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子替代的α-磷酸钛的至少一方的太阳能电池用离子捕捉剂选择性地吸附导致PID的Na+离子,至此完成了本发明。
1、太阳能电池用离子捕捉剂,其特征在于,含有(A)离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子(a1)替代的α-磷酸锆、以及(B)离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子(b1)替代的α-磷酸钛的至少一方。
2、上述1所述的太阳能电池用离子捕捉剂,其中,上述成分(A)是总离子交换容量中的0.1~6.7meq/g被上述离子(a1)替代的α-磷酸锆。
3、上述1或2所述的太阳能电池用离子捕捉剂,其中,被上述离子(a1)替代前的上述α-磷酸锆为下述式(1)表示的化合物,
Zr1-xHfxHa(PO4)b·mH2O (1)
式中,0≤x≤0.2,2<b≤2.1,a为满足3b-a=4的数,0≤m≤2。
4、上述1至3任一项所述的太阳能电池用离子捕捉剂,其中,上述成分(B)是总离子交换容量中的0.1~7.0meq/g被上述离子(b1)替代的α-磷酸钛。
5、上述1至4任一项所述的太阳能电池用离子捕捉剂,其中,被上述离子(b1)替代前的上述α-磷酸钛为下述式(2)表示的化合物,
TiHs(PO4)t·nH2O (2)
式中,2<t≤2.1,s为满足3t-s=4的数,0≤n≤2。
6、太阳能电池用密封剂组合物,其特征在于,含有上述1至5任一项所述的太阳能电池用离子捕捉剂、和树脂。
7、上述6所述的太阳能电池用密封剂组合物,其中,上述树脂含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂。
8、太阳能电池模块,其特征在于,具备:表面侧透明保护部件、背面侧保护部件、太阳能电池元件、以及在上述表面侧透明保护部件和上述背面侧保护部件之间使用上述6或7所述的太阳能电池用密封剂组合物密封了上述太阳能电池元件的密封层。
发明效果
本发明的太阳能电池用离子捕捉剂高选择性地吸收成为太阳能电池的PID的原因的Na+离子,不易释放H+离子。因此,抑制由PID引起的输出的降低。另外,本发明的太阳能电池用密封剂组合物可以抑制电极等的太阳能电池元件的构成部件的腐蚀,提供长寿命的太阳能电池模块。
附图说明
[图1]为示出本发明的太阳能电池模块的概略截面图。
具体实施方式
以下,详细说明本发明。
1.太阳能电池用离子捕捉剂
本发明的太阳能电池用离子捕捉剂含有:(A)离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子(a1)替代的α-磷酸锆(以下,称为“太阳能电池用离子捕捉剂(A)”)、以及(B)离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子(b1)替代的α-磷酸钛(以下,称为“太阳能电池用离子捕捉剂(B)”)的至少一方。离子交换基通常为质子。
本发明中,通过在例如图1所示的构成太阳能电池模块10的太阳能电池元件11、用树脂密封该太阳能电池元件11的密封层13、表面侧透明保护部件15和背面侧保护部件17中、尤其是在含有树脂的密封层13和背面侧保护部件17的至少一方中,含有太阳能电池用离子捕捉剂,可以实现太阳能电池的长寿命化。即,由于本发明的太阳能电池用离子捕捉剂不释放质子(H+),因此,抑制太阳能电池的构成部件发生分解和变质,还抑制输出降低。
在被上述离子(a1)替代前的上述α-磷酸锆和被上述离子(b1)替代前的上述α-磷酸钛中,均在层内存在大量的OH基,因此认为,通过预先形成被锂离子、钾离子、铷离子、铯离子、镁离子或钙离子替代的结构,能够在不释放H+离子的情况下选择性地吸附Na+离子。
由于本发明的太阳能电池用离子捕捉剂为中性,因此,即使将其添加到电解液中,其pH也不会发生很大改变。当密封层13包含碱性或酸性的物质时,随着pH的变化,树脂有时会分解。例如,当树脂含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂时,容易生成乙酸等,导致太阳能电池的劣化,但只要是含有本发明的太阳能电池用离子捕捉剂的密封层,就不会发生这样的不良现象。
另外,由于本发明的太阳能电池用离子捕捉剂是无机化合物,因此,热稳定性和在溶剂中的稳定性均优异。因此,当它包含在太阳能电池的构成部件中时,即使在施加电荷的状态下也是稳定的。
1-1.太阳能电池用离子捕捉剂(A)
本发明的太阳能电池用离子捕捉剂(A)如上所述为α-磷酸锆的被离子(a1)替代的替代物。
上述α-磷酸锆为以下的式(1)表示的化合物。
Zr1-xHfxHa(PO4)b·mH2O (1)
(式中,0≤x≤0.2,2<b≤2.1,a为满足3b-a=4的数,0≤m≤2。)
上述α-磷酸锆的离子交换基通常为质子,因此,该质子的一部分或全部被离子(a1)取代,形成本发明的太阳能电池用离子捕捉剂(A)。上述离子(a1)为选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种,从对Na+离子的良好的捕捉性的观点考虑,优选为来自1价碱金属元素的离子(锂离子、钾离子、铷离子或铯离子)。
在本发明的太阳能电池用离子捕捉剂(A)中,用于替代的离子(a1)的量优选为0.1~6.7meq/g,更优选为1.0~6.7meq/g。予以说明,从Na+离子吸附能力的观点考虑,更优选为3.5~6.7meq/g。
从对Na+离子的捕捉性的观点考虑,上述式(1)中的x优选为0≤x≤0.1,更优选为0≤x≤0.02。另外,当含有Hf时,优选为0.005≤x≤0.1,更优选为0.005≤x≤0.02。当x>0.2时,离子(a1)的离子交换性能提高,但存在放射性同位素,因此,当太阳能电池的构成部品包含电子部件时,有时产生不良影响。
本发明的太阳能电池用离子捕捉剂(A)的制造方法没有特别限定。例如可以为如下方法:在制造被锂离子替代的α-磷酸锆时,向氢氧化锂(LiOH)水溶液中添加α-磷酸锆,搅拌一定时间后,过滤、洗涤和干燥。LiOH水溶液的浓度没有特别限定。在高浓度的情况下,有时反应液的碱性升高、α-磷酸锆的一部分溶出,因此,优选为1mol/L以下,更优选为0.1mol/L以下。
在制造被钾离子替代的α-磷酸锆时,也可以采用与上述同样的离子交换法。
在制造被镁离子或钙离子替代的α-磷酸锆时,由于镁或钙的氢氧化物难溶于水,因此一旦用钾等碱金属的离子替代后,就可以使用氯化镁等的水溶液来进行替代。另外,例如可以向醋酸镁水溶液中添加α-磷酸锆,进行同样的操作。
1-2.太阳能电池用离子捕捉剂(B)
本发明的太阳能电池用离子捕捉剂(B)如上所述是α-磷酸钛的被离子(b1)替代的替代物。
上述α-磷酸钛为以下的式(2)表示的化合物。
TiHs(PO4)t·nH2O (2)
(式中,2<t≤2.1,s为满足3t-s=4的数,0≤n≤2。)
α-磷酸钛的离子交换基通常为质子,因此,该质子的一部分或全部被离子(b1)取代,形成本发明的太阳能电池用离子捕捉剂(B)。上述离子(b1)为选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种,从对Na+离子的良好的捕捉性的观点考虑,优选为来自1价碱金属元素的离子(锂离子、钾离子、铷离子或铯离子)。
在本发明的太阳能电池用离子捕捉剂(B)中,用于替代的离子(b1)的量优选为0.1~7.0meq/g,更优选为1.0~7.0meq/g。予以说明,从Na+离子吸附能力的观点考虑,更优选为3.5~7.0meq/g。
本发明的太阳能电池用离子捕捉剂(B)的制造方法没有特别限定,可以采用与太阳能电池用离子捕捉剂(A)的制造方法同样的方法。
本发明的太阳能电池用离子捕捉剂通常具有层状结构,中值粒径的上限优选为5.0μm,更优选为3.0μm,进一步优选为2.0μm,下限通常为0.2μm,优选为0.5μm。可以根据应用本发明的太阳能电池用离子捕捉剂的构成部件的种类来选择优选的粒径。
本发明的太阳能电池用离子捕捉剂的水分含有率优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下。通过使水分含有率为10质量%以下,在形成构成太阳能电池的部件时,能够抑制因水分发生电解而产生气体,并且能够抑制电池的不良现象。予以说明,水分含有率可以通过卡尔-费歇尔法测定。
当太阳能电池用离子捕捉剂的水分含有率为10质量%以下时,通常可以采用所用粉体的干燥方法而没有特别限定。例如可举出在大气压或减压下,在100℃~300℃下进行6~24小时左右的加热的方法。
2.太阳能电池用密封剂组合物
本发明的太阳能电池用密封剂组合物的特征在于,含有上述本发明的太阳能电池用离子捕捉剂和树脂。本发明的太阳能电池用密封剂组合物可以含有后述的交联剂、交联助剂、粘合性改良剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂等其他成分。
本发明的太阳能电池用密封剂组合物适于形成例如如图1所示的构成太阳能电池模块10的表面侧透明保护部件15和背面侧保护部件17之间的密封层13。
作为本发明的太阳能电池用密封剂组合物中含有的树脂,可举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂,聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂,离聚物树脂,乙烯-甲基丙烯酸共聚物,乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物,乙烯-丙烯酸共聚物,乙烯-丙烯酸酯共聚物,聚氟乙烯树脂,聚氯乙烯树脂等。其中,从可以形成透明性优异的密封层的观点考虑,特别优选乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂。
上述乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂没有特别限定,从在制造太阳能电池模块时的例如真空加热层压工序后,通过由高凝胶率产生的高交联度可以顺利地得到100℃~150℃的耐热性的观点考虑,优选来自乙酸乙烯酯的结构单元的含量优选为20~40质量%,更优选为25~35质量%,进一步优选为28~33质量%的乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂。
在基于JIS K 7210的方法(190℃)中,上述乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂的熔体流动速率(MFR)优选为1g~40g/10分钟,更优选为15g~40g/10分钟。另外,在基于JIS K 7206的方法中,维卡软化点优选为30℃~40℃。
在本发明的太阳能电池用密封剂组合物中,从密封层的透明性和密封层的Na+离子的捕捉性的观点考虑,当上述树脂的含量为100质量份时,太阳能电池用离子捕捉剂的含有比例优选为0.01~1.0质量份,更优选为0.05~0.5质量份。予以说明,从太阳能电池的发电效率的观点考虑,上述太阳能电池用离子捕捉剂的中值粒径优选为0.5~5.0μm,更优选为0.7~2.0μm。
本发明的太阳能电池用密封剂组合物如上所述也可以含有其他成分。
作为交联剂,可以使用有机过氧化物、偶氮化合物、锡化合物等。它们既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为有机过氧化物,可举出过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化氢)己烷等过氧化氢类,过氧化二叔丁基、叔丁基枯基过氧化物、过氧化二枯基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔-3等二烷基过氧化物类,过氧化双-3,5,5-三甲基己酰、过氧化辛酰、过氧化苯甲酰、过氧化邻甲基苯甲酰、过氧化2,4-二氯苯甲酰等过氧化二酰类,过氧化乙酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化辛酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化邻苯二甲酸二叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酰)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酰)己炔-3、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯等过氧化酯类,过氧化甲乙酮、过氧化环己酮等过氧化酮类等。
作为偶氮化合物,可举出偶氮双异丁腈、偶氮双(2,4-二甲基戊腈)等。
另外,作为锡化合物,可举出二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡等。
当本发明的太阳能电池用密封剂组合物含有交联剂时,以上述树脂的含量为100质量份时,其含有比例优选为0.01~2.0质量份,更优选为0.05~1.5质量份。
交联助剂是促进利用交联剂的交联反应的物质,优选为具有碳碳双键和环氧基的至少一方的多官能单体,更优选为具有烯丙基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、乙烯基等的多官能单体,作为具体例,可举出多烯丙基化合物、多(甲基)丙烯酰氧基化合物、环氧基化合物等。它们既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为多烯丙基化合物,可举出异氰尿酸三烯丙酯,氰尿酸三烯丙酯,邻苯二甲酸二烯丙酯,富马酸二烯丙酯,马来酸二烯丙酯等。
作为多(甲基)丙烯酰氧基化合物,可举出三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯等。
另外,作为环氧基化合物,可举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、环己烷二甲醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚等。
当本发明的太阳能电池用密封剂组合物含有交联助剂时,以上述树脂的含量为100质量份时,其含有比例优选为0.01~3.0质量份,更优选为0.05~2.0质量份。
粘合性改良剂优选为具有甲基丙烯酰基、丙烯酰基、乙烯基等具有聚合性不饱和键的基团、或烷氧基等水解性基团的硅烷化合物,可以使用以往公知的硅烷偶联剂。
作为上述硅烷偶联剂,可举出乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。
当本发明的太阳能电池用密封剂组合物含有粘合性改良剂时,以上述树脂的含量为100质量份时,其含有比例优选为0.01~3.0质量份。
作为紫外线吸收剂,可举出二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、三嗪系化合物、水杨酸酯系化合物等。它们既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为上述紫外线吸收剂,可举出2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-2′-羧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正十八烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苄氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-硫代二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4,4′-二甲氧基二苯甲酮、2,2′,4,4′-四羟基二苯甲酮、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2-甲基-4-羟基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3-甲基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二甲基苯基)-5-甲氧基苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己氧基)苯酚、水杨酸苯酯、水杨酸对辛基苯基酯等。
当本发明的太阳能电池用密封剂组合物含有紫外线吸收剂时,以上述树脂的含量为100质量份时,其含有比例优选为0.01~3.0质量份。
光稳定剂只要是能捕捉光劣化产生的自由基,就没有特别限定,可以使用受阻胺系化合物、硫醇系化合物、硫醚系化合物等。它们既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为上述光稳定剂,优选受阻胺系化合物,作为其具体例,可举出琥珀酸二甲基-1-(2-羟乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶缩聚物、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{{2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]、N,N′-双(3-氨丙基)亚乙基二胺-2,4-双[N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-6-氯-1,3,5-三嗪缩合物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯等。
当本发明的太阳能电池用密封剂组合物含有光稳定剂时,以上述树脂的含量为100质量份时,其含有比例优选为0.01~3.0质量份。
抗氧化剂只要能赋予太阳光的热能以热稳定性,就没有特别限定,可以使用单酚系化合物、双酚系化合物、高分子型苯酚系化合物、硫系化合物、磷酸系化合物等。它们既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为上述抗氧化剂,可举出2,6-二叔丁基-对甲酚、丁羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,2′-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2′-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4′-硫代双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4′-亚丁基-双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双[{1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧}乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺]-5,5-十一烷、1,1,3-三-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四-{亚甲基-3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸酯}甲烷、双{(3,3′-双-4′-羟基-3′-叔丁基苯基)丁酸}乙二醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二棕榈基酯、硫代丙酸二硬脂基酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸一苯二异癸酯、4,4′-亚丁基-双-(3-甲基-6-叔丁基苯基-二-十三烷基)亚磷酸酯、环状新戊烷四基双(十八烷基亚磷酸酯)、亚磷酸三(二苯基)酯、二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-癸氧基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲、环状新戊烷四基双(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、环状新戊烷四基双(2,6-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯等。
当本发明的太阳能电池用密封剂组合物含有抗氧化剂时,以上述树脂的含量为100质量份时,其含有比例优选为0.05~3.0质量份。
本发明的太阳能电池用密封剂组合物可以通过混合原料成分来制造,太阳能电池用离子捕捉剂、其他成分等优选为以树脂为母相、分散在该母相中的形态。特别是,在配合交联剂等与树脂形成交联结构的成分的情况下,树脂优选以未交联或半交联的原样包含。
因此,在形成图1中的密封层13时,例如优选使用如下的材料:将本发明的太阳能电池用密封剂组合物捏合后,投入挤出机中,通过T型模头成型或压延成型而形成薄片状,加工成规定的大小而得到的未交联或半交联的太阳能电池模块用密封材料片材。
3.太阳能电池模块
本发明的太阳能电池模块例如如图1所示,具备:太阳能电池元件11、表面侧透明保护部件15、背面侧保护部件17、以及在上述表面侧透明保护部件15和上述背面侧保护部件17之间使用上述本发明的太阳能电池用密封剂组合物密封(包埋)了太阳能电池元件11的密封层13。太阳能电池元件11彼此之间通过内部连线19连接。予以说明,图1中,省略了集电电极等。
太阳能电池元件11具有通过光电效应将入射到受光面上的光转换为电的功能,优选含有硅、化合物半导体等。
密封层13优选为使用含有交联剂的太阳能电池用密封剂组合物形成的交联树脂组合物形成的层,太阳能电池元件11和内部连线19以固定在规定位置的方式包埋。
表面侧透明保护部件15通常由耐候性、耐风压性、耐冰雹性等优异的材料制成,其可以由聚酯树脂、聚碳酸酯树脂等树脂或玻璃制成,通常由钠钙玻璃等玻璃制成。
背面侧保护部件17通常由耐水解的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚氟乙烯树脂等耐候性优异的材料制成。背面侧保护部件17还可以具有反射透过密封层13的光的作用。
本发明的太阳能电池模块的制造方法没有特殊限制,可以采用以往公知的方法。例如可以采用如下方法来制造:将背面侧保护部件、使用含有交联剂的太阳能电池用密封剂组合物得到的未交联或半交联的太阳能电池模块用密封材料片材、太阳能电池元件、使用含有交联剂的太阳能电池用密封剂组合物得到的未交联或半交联的太阳能电池模块用密封材料片材、以及表面侧透明保护部件依次层叠而制成层叠物后,将该层叠物供给于在真空状态下加热压制的真空加热层压机。通过该真空加热层压机,在2片太阳能电池模块用密封材料片材之间嵌入太阳能电池元件,形成交联树脂组合物,同时,将含有其的密封层和背面侧保护部件、以及表面侧透明保护部件和密封层分别粘合在一起而一体化,由此可以制造本发明的太阳能电池模块。
在本发明的太阳能电池模块中,由于密封层13含有特殊的离子捕捉剂,因此,在太阳能电池的使用中,不仅能够捕获侵入密封层13中的水分和水解产生的酸,还能够防止太阳能电池元件11的劣化,另外,在表面侧透明保护部件由玻璃制成的情况下,即使成为PID(Potential-induced degradation(电位诱导衰减):向太阳能电池模块施加高电压,输出大幅下降的现象)主要原因的钠离子(Na+离子)从玻璃向密封层13渗透,也能够防止其扩散,能够抑制太阳能电池模块10的输出降低。
实施例
以下,通过实施例更具体地说明本发明。但本发明不限定于下述的实施例。
1.评价方法
(1)pH测定
通过堀场制作所社制的玻璃电极式氢离子浓度指示计“D-51”(型号名)测定在下述(2)中添加离子捕捉剂后的水溶液或下述(3)得到的提取水的pH。测定基于JIS Z 8802的“pH测定方法”进行,测定温度为25℃。
(2)NaCl水溶液中的太阳能电池用离子捕捉剂的Na+离子吸附能力
通过ICP发光分光分析法评价太阳能电池用离子捕捉剂的Na+离子吸附能力。具体的评价方法如下所述。
首先,在1L水中溶解0.254g NaCl,调制Na+离子为100ppm的水溶液。向该水溶液中添加离子捕捉剂至其浓度为1.0质量%,充分混合后,静置。接着,添加离子捕捉剂,通过Thermo Fisher Scientific公司制的ICP发光分光装置“iCAP7600DUO”(型号名)测定8小时后的Na+离子浓度。然后,通过下述式求出Na+离子捕捉率。
Na+离子捕捉率=((初期浓度(100ppm)-试验后(8小时后)的Na+离子浓度)/初期浓度(100ppm))×100
(3)使用太阳能电池用密封剂组合物形成的交联树脂试验片的Na+离子吸附能力
将太阳能电池用离子捕捉剂1.0质量份、三井杜邦聚化工公司制的乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂“EV150R”(商品名)100质量份、アルケマ吉富社制的过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯“ルペロックスTBEC”(商品名,交联剂)0.5质量份、アルケマ吉富社制的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷“ルペロックス101”(商品名,交联剂)0.5质量份、Sartomer公司制的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯“SR350”(商品名,交联助剂)1.0质量份、Sartomer公司制的异氰尿酸三烯丙酯“SR533”(商品名,交联助剂)1.0质量份、和キシダ化学社制的氯化钠0.025质量份,得到太阳能电池用密封剂组合物后,使用名机制作所社制的注射成型机“M-50A(II)-DM”(型号名),将成型温度设定为150℃,得到交联的树脂试验片(110mm×110mm×2mm)。予以说明,为了使实施例和比较例之间的Na+离子浓度的测定值的差异更加显著,调节上述氯化钠,使相对于乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂的钠量为约100ppm。
接着,将该交联树脂试验片10g切削加工,制成小片(5mm×5mm×2mm左右),与50mL纯水一起装入到100mL聚乙烯容器中,密封。接着,将该聚乙烯容器在95℃下静置20小时。接着,进行含有从交联树脂试验片溶出到纯水中的成分的提取水的分析和pH测定。通过ICP发光分光分析测定Na+离子浓度。另外,用离子色谱测定乙酸浓度。
2.离子捕捉剂的制造和评价
实施例1
在纯水850mL中溶解二氯氧化锆八水合物0.272摩尔后,添加草酸二水合物0.788摩尔,使其溶解。一边搅拌该水溶液,一边加入磷酸0.57摩尔。一边对其进行搅拌,一边在103℃下回流8小时。冷却后,用水充分洗涤得到的沉淀物后,在150℃下干燥,由此得到由磷酸锆构成的鳞片状粉末。对该磷酸锆分析的结果,确认为α-磷酸锆(H型)(以下,称为“α-磷酸锆(Z1)”)。
将上述α-磷酸锆(Z1)在添加有氢氟酸的硝酸中煮沸溶解后,供给于ICP发光分光分析,由此得到以下的组成式。
ZrH2.03(PO4)2.01·0.05H2O
另外,通过堀场制作所制的激光衍射式粒度分布计“LA-700”(型号名)测定α-磷酸锆(Z1)的中位直径,结果为0.9μm。
接着,一边搅拌0.1N-LiOH水溶液1000mL,一边添加α-磷酸锆(Z1)25g,将其搅拌8小时。然后,水洗沉淀物,在150℃下真空干燥20小时,制造由ZrLi1.03H1.00(PO4)2.01·0.05H2O构成的锂离子替代型α-磷酸锆。通过卡尔-费歇尔法测定的水分含有率为0.5%。该锂离子替代型α-磷酸锆为在总阳离子交换容量中的4meq/g被锂离子替代的α-磷酸锆。下面,将其称为“4meq-Li替代型α-磷酸锆A1-1”。
接着,使用含有该4meq-Li替代型α-磷酸锆A1-1的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例2
将0.1N-LiOH水溶液的使用量设定为2500mL,除此以外,进行与实施例1同样的操作,制造由全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被锂离子替代的、ZrLi2.03(PO4)2.01·0.05H2O构成的锂离子替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.3%。下面,将其称为“全Li替代型α-磷酸锆A1-2”。
接着,使用含有该全Li替代型α-磷酸锆A1-2的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例3
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-KOH水溶液,除此以外,进行与实施例1同样的操作,制造由ZrK1.03H1.00(PO4)2.01·0.03H2O构成的钾替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.5%。该钾替代型α-磷酸锆是总阳离子交换容量中的4meq/g被锂离子替代的α-磷酸锆。下面,将其称为“4meq-K替代型α-磷酸锆A1-3”。
接着,使用含有该4meq-K替代型α-磷酸锆A1-3的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例4
将0.1N-KOH水溶液的使用量设定为2500mL,除此以外,进行与实施例3同样的操作,制造由全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被钾离子替代的ZrK2.03(PO4)2.01构成的钾替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.4%。下面,将其称为“全K替代型α-磷酸锆A1-4”。
接着,使用含有该全K替代型α-磷酸锆A1-4的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例5
在去离子水850mL中溶解Hf的含量为0.18%的二氯氧化锆八水合物0.272摩尔,然后添加草酸二水合物0.788摩尔,使其溶解。一边搅拌该水溶液,一边加入磷酸0.57摩尔。一边对其进行搅拌,一边在98℃下回流8小时。冷却后,用水充分洗涤得到的沉淀物后,在150℃下干燥,由此得到由磷酸锆构成的鳞片状粉末。对该磷酸锆分析的结果,确认其为α-磷酸锆(H型)(下面,将其称为“α-磷酸锆(Z2)”)。
将上述α-磷酸锆(Z2)在添加有氢氟酸的硝酸中煮沸溶解后,供给于ICP发光分光分析,得到以下的组成式。
Zr0.99Hf0.01H2.03(PO4)2.01·0.05H2O
另外,α-磷酸锆(Z2)的中位直径为0.8μm。
接着,一边搅拌0.1N-LiOH水溶液1000mL,一边添加α-磷酸锆(Z2)25g,将其搅拌8小时。然后,水洗沉淀物,在150℃下真空干燥20小时,制造由Zr0.99Hf0.01Li1.03H1.00(PO4)2.01·0.2H2O构成的锂离子替代型α-磷酸锆。通过卡尔-费歇尔法测定的水分含有率为0.4%。该锂离子替代型α-磷酸锆是总阳离子交换容量中的4meq/g被锂离子替代的α-磷酸锆。下面,将其称为“4meq-Li替代型α-磷酸锆A2-1”。
接着,使用含有该4meq-Li替代型α-磷酸锆A2-1的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例6
将0.1N-LiOH水溶液的使用量设定为2500mL,除此以外,进行与实施例5同样的操作,制造由全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被锂离子替代的Zr0.99Hf0.01Li2.03(PO4)2.01·0.1H2O构成的锂离子替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.3%。下面,将其称为“全Li替代型α-磷酸锆A2-2”。
接着,使用含有该全Li替代型α-磷酸锆A2-2的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例7
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-KOH水溶液,除此以外,进行与实施例5同样的操作,制造由Zr0.99Hf0.01K1.03H1.00(PO4)2.01·0.03H2O构成的钾替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.5%。该钾替代型α-磷酸锆是总阳离子交换容量中的4meq/g被锂离子替代的α-磷酸锆。下面,将其称为“4meq-K替代型α-磷酸锆A2-3”。
接着,使用含有该4meq-K替代型α-磷酸锆A2-3的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例8
将0.1N-KOH水溶液的使用量设定为2500mL,除此以外,进行与实施例7同样的操作,制造由全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被钾离子替代的Zr0.99Hf0.01K2.03(PO4)2.01构成的钾替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.4%。下面,将其称为“全K替代型α-磷酸锆A2-4”。
接着,使用含有该全K替代型α-磷酸锆A2-4的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例9
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-Rb2CO3水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例5同样的操作,制造全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被铷离子替代的铷替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.5%。下面,将其称为“全Rb替代型α-磷酸锆A2-5”。
接着,使用含有该全Rb替代型α-磷酸锆A2-5的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例10
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-Cs2CO3水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例5同样的操作,制造全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被铯离子替代的铯替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.4%。下面,将其称为“全Cs替代型α-磷酸锆A2-6”。
接着,使用含有该全Cs替代型α-磷酸锆A2-6的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例11
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-(CH3COO)2Mg水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例5同样的操作,制造全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被镁离子替代的镁替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.5%。下面,将其称为“全Mg替代型α-磷酸锆A2-7”。
接着,使用含有该全Mg替代型α-磷酸锆A2-7的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例12
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-(CH3COO)2Ca水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例5同样的操作,制造全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被钙离子替代的钙替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.6%。下面,将其称为“全Ca替代型α-磷酸锆A2-8”。
接着,使用含有该全Ca替代型α-磷酸锆A2-8的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例13
在去离子水400mL中加入75%磷酸405g,一边搅拌该水溶液,一边添加硫酸钛(换算TiO2的含量:33%)137g。一边对其进行搅拌,一边在100℃下回流48小时。冷却后,用水充分洗涤得到的沉淀物,在150℃下干燥,由此得到由磷酸钛构成的鳞片状粉末。对该磷酸钛分析的结果,确认其为α-磷酸钛(H型)。
将上述α-磷酸钛在添加有氢氟酸的硝酸中煮沸溶解后,供给于ICP发光分光分析,得到以下的组成式。
TiH2.03(PO4)2.01·0.1H2O
另外,测定α-磷酸钛的中位直径,结果为0.7μm。
接着,在0.1N-LiOH水溶液1000mL中一边搅拌一边添加α-磷酸钛25g,将其搅拌8小时。然后,水洗沉淀物,在150℃下真空干燥20小时,制造由TiLi1.03H1.00(PO4)2.01·0.2H2O构成的锂离子替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.5%。该锂离子替代型α-磷酸钛是总阳离子交换容量中的4meq/g被锂离子替代的α-磷酸锆。下面,将其称为“4meq-Li替代型α-磷酸钛B-1”。
接着,使用含有该4meq-Li替代型α-磷酸钛B-1的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例14
将0.1N-LiOH水溶液的使用量设定为2500mL,除此以外,进行与实施例13同样的操作,制造由全部阳离子交换基(阳离子交换容量:7.0meq/g)被锂离子替代的TiLi2.03(PO4)2.01·0.1H2O构成的锂离子替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.4%。下面,将其称为“全Li替代型α-磷酸钛B-2”。
接着,使用含有该全Li替代型α-磷酸钛B-2的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例15
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-KOH水溶液,除此以外,进行与实施例13同样的操作,制造由TiK1.03H1.00(PO4)2.01·0.05H2O构成的钾离子替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.4%。下面,将其称为“4meq-K替代型α-磷酸钛B-3”。
接着,使用含有该4meq-K替代型α-磷酸钛B-3的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例16
将0.1N-KOH水溶液的使用量设定为2500mL,除此以外,进行与实施例13同样的操作,制造由全部阳离子交换基(阳离子交换容量:7.0meq/g)被钾离子替代的TiK2.03(PO4)2.00构成的钾替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.5%。下面,将其称为“全K替代型α-磷酸钛B-4”。
接着,使用含有该全K替代型α-磷酸钛B-4的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例17
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-Rb2CO3水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例13同样的操作,制造全部阳离子交换基(阳离子交换容量:7.0meq/g)被铷离子替代的铷替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.4%。下面,将其称为“全Rb替代型α-磷酸钛B-5”。
接着,使用含有该全Rb替代型α-磷酸钛B-5的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例18
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-Cs2CO3水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例13同样的操作,制造全部阳离子交换基(阳离子交换容量:7.0meq/g)被铯离子替代的铯替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.5%。下面,将其称为“全Cs替代型α-磷酸钛B-6”。
接着,使用含有该全Cs替代型α-磷酸钛B-6的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例19
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-(CH3COO)2Mg水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例13同样的操作,制造全部阳离子交换基(阳离子交换容量:7.0meq/g)被镁离子替代的镁替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.5%。下面,将其称为“全Mg替代型α-磷酸钛B-7”。
接着,使用含有该全Mg替代型α-磷酸钛B-7的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例20
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-(CH3COO)2Ca水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例13同样的操作,制造全部阳离子交换基(阳离子交换容量:7.0meq/g)被钙离子替代的钙替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.4%。下面,将其称为“全Ca替代型α-磷酸钛B-8”。
接着,使用含有该全Ca替代型α-磷酸钛B-8的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例21
将全Li替代型α-磷酸锆A1-2和全K替代型α-磷酸锆A1-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例22
将全Li替代型α-磷酸锆A1-2和全Li替代型α-磷酸锆A2-2以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例23
将全Li替代型α-磷酸锆A1-2和全K替代型α-磷酸锆A2-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例24
将全Li替代型α-磷酸锆A1-2和全Li替代型α-磷酸钛B-2以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表1。
实施例25
将全Li替代型α-磷酸锆A1-2和全K替代型α-磷酸钛B-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例26
将全K替代型α-磷酸锆A1-4和全Li替代型α-磷酸锆A2-2以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例27
将全K替代型α-磷酸锆A1-4和全K替代型α-磷酸锆A2-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例28
将全K替代型α-磷酸锆A1-4和全Li替代型α-磷酸钛B-2以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例29
将全K替代型α-磷酸锆A1-4和全K替代型α-磷酸钛B-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例30
将全Li替代型α-磷酸锆A2-2和全K替代型α-磷酸锆A2-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例31
将全Li替代型α-磷酸锆A2-2和全Li替代型α-磷酸钛B-2以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例32
将全Li替代型α-磷酸锆A2-2和全K替代型α-磷酸钛B-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例33
将全K替代型α-磷酸锆A2-4和全Li替代型α-磷酸钛B-2以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例34
将全K替代型α-磷酸锆A2-4和全K替代型α-磷酸钛B-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
实施例35
将全Li替代型α-磷酸钛B-2和全K替代型α-磷酸钛B-4以质量比1:1混合,得到太阳能电池用离子捕捉剂。然后,进行上述各种评价,其结果示于表2。
比较例1
原样使用作为未被阳离子替代的α-磷酸锆(H型)的东亚合成社制的无机离子交换体“IXE100”(商品名),进行各种评价。结果示于表2。
比较例2
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-NaOH水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例5同样的操作,制造由全部阳离子交换基(阳离子交换容量:6.7meq/g)被钠离子替代的Zr0.99Hf0.01Na2.03(PO4)2.01·0.05H2O构成的钠替代型α-磷酸锆。水分含有率为0.5%。下面,将其称为“全Na替代型α-磷酸锆”。
接着,使用含有该全Na替代型α-磷酸锆的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表2。
比较例3
原样使用实施例13中制备的α-磷酸钛(H型),进行各种评价。结果示于表2。
比较例4
代替0.1N-LiOH水溶液,使用0.1N-NaOH水溶液2500mL,除此以外,进行与实施例13同样的操作,制造由全部阳离子交换基(阳离子交换容量:7.0meq/g)被钠离子替代的TiNa2.03(PO4)2.00·0.05H2O构成的钠替代型α-磷酸钛。水分含有率为0.5%。下面,将其称为“全Na替代型α-磷酸钛”。
接着,使用含有该全Na替代型α-磷酸钛的太阳能电池用离子捕捉剂,进行上述各种评价,其结果示于表2。
比较例5
将水泽化学社制的Y型沸石“ミズカシーブスY-520”(商品名)在150℃下干燥20小时后,进行各种评价。结果示于表2。
由表1和表2可知,实施例1~35的太阳能电池用离子捕捉剂在NaCl水溶液中的Na+离子的捕捉率高,另外,pH的变动在1以内。另外,在将交联树脂试验片浸渍在纯水中后的提取水中,实施例1~35的太阳能电池用离子捕捉剂表现出对Na+离子的高的溶出抑制性能。由这些结果可知,本发明的离子捕捉剂吸附被认为是太阳能电池的PID原因的Na+离子,另一方面,由于pH没有变动,因而能够抑制太阳能电池的PID而不促使密封树脂的劣化。
产业实用性
由于本发明的太阳能电池用离子捕捉剂高选择性地吸附成为太阳能电池的PID原因的Na+离子,不易释放H+离子,因此,可以包含在形成构成太阳能电池模块的密封层、背面侧保护部件等的部件中。由此,可以形成耐久性优异的太阳能电池。另外,也可以添加到银电极的糊等中来使用。
符号说明
10:太阳能电池模块、11:太阳能电池元件、13:密封层、15:表面侧透明保护部件、17:背面侧保护部件、19:内部连线。

Claims (8)

1.太阳能电池用离子捕捉剂,其特征在于,含有下述的至少一方:
(A)离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子(a1)替代的α-磷酸锆,以及
(B)离子交换基的至少一部分被选自锂离子、钾离子、铯离子、铷离子、镁离子和钙离子中的至少1种离子(b1)替代的α-磷酸钛。
2.权利要求1所述的太阳能电池用离子捕捉剂,其中,上述成分(A)是总离子交换容量中的0.1~6.7meq/g被上述离子(a1)替代的α-磷酸锆。
3.权利要求1或2所述的太阳能电池用离子捕捉剂,其中,被上述离子(a1)替代前的上述α-磷酸锆为下述式(1)表示的化合物,
Zr1-xHfxHa(PO4)b·mH2O (1)
式中,0≤x≤0.2,2<b≤2.1,a为满足3b-a=4的数,0≤m≤2。
4.权利要求1至3任一项所述的太阳能电池用离子捕捉剂,其中,上述成分(B)是总离子交换容量中的0.1~7.0meq/g被上述离子(b1)替代的α-磷酸钛。
5.权利要求1至4任一项所述的太阳能电池用离子捕捉剂,其中,被上述离子(b1)替代前的上述α-磷酸钛为下述式(2)表示的化合物,
TiHs(PO4)t·nH2O (2)
式中,2<t≤2.1,s为满足3t-s=4的数,0≤n≤2。
6.太阳能电池用密封剂组合物,其特征在于,含有权利要求1至5任一项所述的太阳能电池用离子捕捉剂、和树脂。
7.权利要求6所述的太阳能电池用密封剂组合物,其中,上述树脂含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂。
8.太阳能电池模块,其特征在于,具备:太阳能电池元件、表面侧透明保护部件、背面侧保护部件、以及在上述表面侧透明保护部件和上述背面侧保护部件之间使用权利要求6或7所述的太阳能电池用密封剂组合物密封了上述太阳能电池元件的密封层。
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