JP2001119057A - 太陽電池封止材料及び太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池封止材料及び太陽電池モジュールInfo
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過酸化物やシランカップリング剤を使用
しなくても太陽電池モジュールの上部透明保護材、下部
基板保護材及び太陽電池素子に対して優れた接着性を示
し、かつ、透明性、耐熱性に優れた太陽電池素子封止材
料を提供すること、及びそれによる太陽電池モジュール
製造工程の改善。 【解決手段】 不飽和カルボン酸含量が４重量％以上で
あって、融点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体もしくはそのアイオノマーとガラス繊維マッ
トの積層体からなる太陽電池モジュールにおける太陽電
池素子封止材料。
しなくても太陽電池モジュールの上部透明保護材、下部
基板保護材及び太陽電池素子に対して優れた接着性を示
し、かつ、透明性、耐熱性に優れた太陽電池素子封止材
料を提供すること、及びそれによる太陽電池モジュール
製造工程の改善。 【解決手段】 不飽和カルボン酸含量が４重量％以上で
あって、融点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体もしくはそのアイオノマーとガラス繊維マッ
トの積層体からなる太陽電池モジュールにおける太陽電
池素子封止材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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料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、接着性等
に優れた封止材料に関する。
ルにおける太陽電池素子の封止材料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、接着性等
に優れた封止材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】クリーンなエネルギー源として注目され
ている太陽電池は、近年、一般住宅用に利用されるよう
になってきたが、未だ充分に普及するには至っていな
い。その理由として、太陽電池そのものの性能が充分優
れているとは言い難いためモジュールを大きくせざるを
得ないこと、モジュール製造における生産性が低いこ
と、その結果高価につくことなどが挙げられる。
ている太陽電池は、近年、一般住宅用に利用されるよう
になってきたが、未だ充分に普及するには至っていな
い。その理由として、太陽電池そのものの性能が充分優
れているとは言い難いためモジュールを大きくせざるを
得ないこと、モジュール製造における生産性が低いこ
と、その結果高価につくことなどが挙げられる。
【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料として
は、透明性や上下の各保護材との接着性が良好であるこ
とが要求されている。
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料として
は、透明性や上下の各保護材との接着性が良好であるこ
とが要求されている。
【０００４】例えば現在、太陽電池モジュールにおける
太陽電池素子の封止材料としては、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、その耐熱
性、接着性が不足しているところから、有機過酸化物や
シランカップリング剤などを併用する必要があった。こ
の場合、これらの添加剤を配合したエチレン・酢酸ビニ
ル共重合体のシートを作成し、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、押出成形速度を大き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。
太陽電池素子の封止材料としては、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、その耐熱
性、接着性が不足しているところから、有機過酸化物や
シランカップリング剤などを併用する必要があった。こ
の場合、これらの添加剤を配合したエチレン・酢酸ビニ
ル共重合体のシートを作成し、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、押出成形速度を大き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。
【０００５】このような問題に対し、本発明者らは特願
平１０−２９４３５４号において、有機過酸化物を使用
しなくてもガラスや金属等の保護材に対して優れた接着
性を示し、また透明性、耐熱性にも優れる代替材料とし
て、不飽和カルボン酸含量が４重量％以上であって、融
点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体
もしくはそのアイオノマーを用いることを提案した。
平１０−２９４３５４号において、有機過酸化物を使用
しなくてもガラスや金属等の保護材に対して優れた接着
性を示し、また透明性、耐熱性にも優れる代替材料とし
て、不飽和カルボン酸含量が４重量％以上であって、融
点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体
もしくはそのアイオノマーを用いることを提案した。
【０００６】しかしながら太陽電池使用時には最高９０
〜１００℃まで温度上昇することがあり、上記提案の材
料では貯蔵弾性率の低下により、封止材が流動、変形す
る恐れがあった。
〜１００℃まで温度上昇することがあり、上記提案の材
料では貯蔵弾性率の低下により、封止材が流動、変形す
る恐れがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
透明性や接着性を実質的に損なうことなく高温域での貯
蔵弾性率を向上させ、太陽電池モジュールの温度上昇時
においても流動、変形し難い改良処方につき、鋭意検討
を行った。その結果、後記する材料が高温域での貯蔵弾
性率が優れ、また透明性や接着性が損なわれないことを
見出し、本発明に到達した。
透明性や接着性を実質的に損なうことなく高温域での貯
蔵弾性率を向上させ、太陽電池モジュールの温度上昇時
においても流動、変形し難い改良処方につき、鋭意検討
を行った。その結果、後記する材料が高温域での貯蔵弾
性率が優れ、また透明性や接着性が損なわれないことを
見出し、本発明に到達した。
【０００８】したがって本発明の目的は、透明性、耐熱
性、接着性等に優れた太陽電池封止材料を提供すること
にある。本発明の他の目的は、このような太陽電池封止
材料を使用した太陽電池モジュールを提供することにあ
る。
性、接着性等に優れた太陽電池封止材料を提供すること
にある。本発明の他の目的は、このような太陽電池封止
材料を使用した太陽電池モジュールを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、不飽和カルボ
ン酸含量が４重量％以上であって、融点が８５℃以上の
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体もしくはそのアイ
オノマーとガラス繊維マットの積層体からなる太陽電池
素子封止材料である。本発明はまた、太陽電池素子封止
材料として上記のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体
もしくはそのアイオノマーとガラス繊維マットの積層体
を用いた太陽電池モジュールである。
ン酸含量が４重量％以上であって、融点が８５℃以上の
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体もしくはそのアイ
オノマーとガラス繊維マットの積層体からなる太陽電池
素子封止材料である。本発明はまた、太陽電池素子封止
材料として上記のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体
もしくはそのアイオノマーとガラス繊維マットの積層体
を用いた太陽電池モジュールである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の封止材料は、太陽電池モ
ジュールにおいて、太陽電池素子と上部透明保護材及び
下部基板保護材とを封止して太陽電池モジュールを形成
させるものである。
ジュールにおいて、太陽電池素子と上部透明保護材及び
下部基板保護材とを封止して太陽電池モジュールを形成
させるものである。
【００１１】上記本発明で用いられるエチレン・不飽和
カルボン酸共重合体又はそのアイオノマーは、不飽和カ
ルボン酸含量が４重量%以上、好ましくは５〜２０重量
％で、ＤＳＣによる融点が８５℃以上、好ましくは９０
〜１０５℃のものである。かかる共重合体又はそのアイ
オノマーは、エチレン・酢酸ビニル共重合体の場合のよ
うに、コモノマー含量の高いエチレン共重合体を使用し
なくても優れた透明性を有しているという利点がある。
カルボン酸共重合体又はそのアイオノマーは、不飽和カ
ルボン酸含量が４重量%以上、好ましくは５〜２０重量
％で、ＤＳＣによる融点が８５℃以上、好ましくは９０
〜１０５℃のものである。かかる共重合体又はそのアイ
オノマーは、エチレン・酢酸ビニル共重合体の場合のよ
うに、コモノマー含量の高いエチレン共重合体を使用し
なくても優れた透明性を有しているという利点がある。
【００１２】ここに不飽和カルボン酸としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸など
であり、とくにアクリル酸又はメタクリル酸が好まし
い。上記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体として
は、柔軟性付与に効果的であるところから、ビニルエス
テルや（メタ）アクリル酸エステルなどが共重合された
ものを使用してもよいが、一般的にはこれら共重合成分
を含むものは融点が低くなるので、多量に含有するもの
は使用できない。
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸など
であり、とくにアクリル酸又はメタクリル酸が好まし
い。上記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体として
は、柔軟性付与に効果的であるところから、ビニルエス
テルや（メタ）アクリル酸エステルなどが共重合された
ものを使用してもよいが、一般的にはこれら共重合成分
を含むものは融点が低くなるので、多量に含有するもの
は使用できない。
【００１３】本発明におけるエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体のアイオノマーとしては、その金属種とし
て、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属、カルシ
ウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの多価金
属などを例示することができる。このようなアイオノマ
ーを使用する利点は透明性が優れることであり、その中
和度としては、例えば８０％以下程度のものを使用する
ことが望ましいが、接着性等を勘案するとあまり中和度
の高いものを使用するのは得策ではなく、例えば中和度
が６０％以下、とくに３０％以下程度のものを使用する
のが好ましい。
酸共重合体のアイオノマーとしては、その金属種とし
て、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属、カルシ
ウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの多価金
属などを例示することができる。このようなアイオノマ
ーを使用する利点は透明性が優れることであり、その中
和度としては、例えば８０％以下程度のものを使用する
ことが望ましいが、接着性等を勘案するとあまり中和度
の高いものを使用するのは得策ではなく、例えば中和度
が６０％以下、とくに３０％以下程度のものを使用する
のが好ましい。
【００１４】不飽和カルボン酸含量が４重量％より少な
いような上記共重合体又はそのアイオノマーを使用した
場合には透明性が優れたものが得られず、また接着性に
ついても不充分なものとなる。また不飽和カルボン酸含
量が大きくなると、透明性に関してはより優れたものが
得られるが、融点が低くなったり、吸湿性が増すなどの
問題がでてくる。本発明においては融点が８５℃以上の
ものと規定しているため、その含量には自ずから限度が
ある。
いような上記共重合体又はそのアイオノマーを使用した
場合には透明性が優れたものが得られず、また接着性に
ついても不充分なものとなる。また不飽和カルボン酸含
量が大きくなると、透明性に関してはより優れたものが
得られるが、融点が低くなったり、吸湿性が増すなどの
問題がでてくる。本発明においては融点が８５℃以上の
ものと規定しているため、その含量には自ずから限度が
ある。
【００１５】本発明においては、上記共重合体やアイオ
ノマーとして、融点が８５℃より低いものを使用した場
合には後述する処方を施しても耐熱性が充分でなく、太
陽電池素子封止材料に用いた場合、太陽電池使用時にお
ける温度上昇により変形の恐れがあり、また太陽電池モ
ジュールを加熱圧着法で製造するときに、これら封止材
料が必要以上に流れ出してバリを生じる恐れがあるので
好ましくない。
ノマーとして、融点が８５℃より低いものを使用した場
合には後述する処方を施しても耐熱性が充分でなく、太
陽電池素子封止材料に用いた場合、太陽電池使用時にお
ける温度上昇により変形の恐れがあり、また太陽電池モ
ジュールを加熱圧着法で製造するときに、これら封止材
料が必要以上に流れ出してバリを生じる恐れがあるので
好ましくない。
【００１６】上記共重合体又はそのアイオノマーとして
はまた、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフロ
ーレート（ＭＦＲ）が０．１〜５００ｇ／１０分、とく
に１〜２００ｇ／１０分のものを使用するのが好まし
い。ＭＦＲが低いものを使用した場合には、若干低めの
融点のものを使用しても上記のような封止材料の流れに
よるトラブルが生じ難いという利点はあるが、あまりＭ
ＦＲの低いものを使用すると加工性が悪くなる。一方、
あまりＭＦＲの高すぎるものを使用すると、モジュール
作成時に端部からはみ出してラミネート内に付着する量
が多くなり、それを取り除く作業に手間がかかり、生産
効率が悪くなる。
はまた、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフロ
ーレート（ＭＦＲ）が０．１〜５００ｇ／１０分、とく
に１〜２００ｇ／１０分のものを使用するのが好まし
い。ＭＦＲが低いものを使用した場合には、若干低めの
融点のものを使用しても上記のような封止材料の流れに
よるトラブルが生じ難いという利点はあるが、あまりＭ
ＦＲの低いものを使用すると加工性が悪くなる。一方、
あまりＭＦＲの高すぎるものを使用すると、モジュール
作成時に端部からはみ出してラミネート内に付着する量
が多くなり、それを取り除く作業に手間がかかり、生産
効率が悪くなる。
【００１７】本発明で使用されるガラス繊維マットは、
ガラス繊維をベースにした補強材であり、ガラスチョッ
プドストランドマット、ガラスロービングクロス、ガラ
スクロス、ガラスサーフェシングマットなどを例示する
ことができる。ガラス繊維マットとしては、厚みが０．
０５〜１．０ｍｍ、好ましくは０．１〜０．６ｍｍのも
のを使用するのが望ましい。すなわちその厚みがあまり
に薄くなると、積層シートの高温域での貯蔵弾性率を充
分高くすることができず、またその厚みが厚くなりすぎ
ると透明性が著しく低下するようになるからである。
ガラス繊維をベースにした補強材であり、ガラスチョッ
プドストランドマット、ガラスロービングクロス、ガラ
スクロス、ガラスサーフェシングマットなどを例示する
ことができる。ガラス繊維マットとしては、厚みが０．
０５〜１．０ｍｍ、好ましくは０．１〜０．６ｍｍのも
のを使用するのが望ましい。すなわちその厚みがあまり
に薄くなると、積層シートの高温域での貯蔵弾性率を充
分高くすることができず、またその厚みが厚くなりすぎ
ると透明性が著しく低下するようになるからである。
【００１８】エチレン・不飽和カルボン酸共重合体もし
くはそのアイオノマーとガラス繊維マットの積層は種々
の方法で行うことができる。いずれにしても封止材料と
して両面の良好な接着性を確保するため、ガラス繊維マ
ットは表層に現れないように積層される。そして積層
は、太陽電池モジュール作成前に予め行っておいてもよ
く、あるいは太陽電池モジュール作成と同時に行っても
よい。例えばガラス繊維マットを基材としてエチレン・
不飽和カルボン酸共重合体もしくはそのアイオノマーを
押出しコーティングすることによって行うことができ
る。この場合、押出しコーティングをガラス繊維マット
の両面に逐次行うことにより、中央にガラス繊維マット
が封止された積層シートが作成できる。この場合は積層
シート成形の工程が増えるので、ガラス繊維マットの片
面のみに上記押出しコーティングを行って積層シートを
作成し、別途作成しておいたエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体もしくはそのアイオノマーの単層シートをこ
の積層シートのガラス繊維側に重ねて太陽電池モジュー
ル作成時に熱圧着することによって、積層と同時に太陽
電池の封止を行うことができる。さらには上記のように
予めエチレン・不飽和カルボン酸共重合体もしくはその
アイオノマーとガラス繊維マットとの積層体を作成する
ことなく、上記共重合体もしくはそのアイオノマーの２
枚のシートの間にガラス繊維マットを挟み、太陽電池モ
ジュール作成時に熱圧着して積層と同時に太陽電池の封
止を行うことができる。
くはそのアイオノマーとガラス繊維マットの積層は種々
の方法で行うことができる。いずれにしても封止材料と
して両面の良好な接着性を確保するため、ガラス繊維マ
ットは表層に現れないように積層される。そして積層
は、太陽電池モジュール作成前に予め行っておいてもよ
く、あるいは太陽電池モジュール作成と同時に行っても
よい。例えばガラス繊維マットを基材としてエチレン・
不飽和カルボン酸共重合体もしくはそのアイオノマーを
押出しコーティングすることによって行うことができ
る。この場合、押出しコーティングをガラス繊維マット
の両面に逐次行うことにより、中央にガラス繊維マット
が封止された積層シートが作成できる。この場合は積層
シート成形の工程が増えるので、ガラス繊維マットの片
面のみに上記押出しコーティングを行って積層シートを
作成し、別途作成しておいたエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体もしくはそのアイオノマーの単層シートをこ
の積層シートのガラス繊維側に重ねて太陽電池モジュー
ル作成時に熱圧着することによって、積層と同時に太陽
電池の封止を行うことができる。さらには上記のように
予めエチレン・不飽和カルボン酸共重合体もしくはその
アイオノマーとガラス繊維マットとの積層体を作成する
ことなく、上記共重合体もしくはそのアイオノマーの２
枚のシートの間にガラス繊維マットを挟み、太陽電池モ
ジュール作成時に熱圧着して積層と同時に太陽電池の封
止を行うことができる。
【００１９】この場合、エチレン・不飽和カルボン酸共
重合体もしくはそのアイオノマーの１層の厚みとして
は、０．０５〜０．５ｍｍ、とくに０．１〜０．４ｍｍ
の範囲とするのが好ましく、また積層体の全厚みとして
は任意であるが、例えば０．１〜１ｍｍの範囲とするこ
とができる。
重合体もしくはそのアイオノマーの１層の厚みとして
は、０．０５〜０．５ｍｍ、とくに０．１〜０．４ｍｍ
の範囲とするのが好ましく、また積層体の全厚みとして
は任意であるが、例えば０．１〜１ｍｍの範囲とするこ
とができる。
【００２０】本発明の封止材料は、それだけで高温域で
の貯蔵弾性率が優れているが、さらに高温域での弾性率
を向上させるために、エチレン・不飽和カルボン酸共重
合体もしくはアイオノマーの層に、該共重合体又はその
アイオノマーとの屈折率の差異が０．１５以下の範囲に
ある無機フィラーを配合してもよい。この場合、無機フ
ィラーの配合量を少なくすると弾性率の向上効果が少な
く、多すぎると透明性が著しく低下するので、エチレン
・不飽和カルボン酸共重合体又はアイオノマー１００重
量部当たり、例えば１〜３０重量部、特には３〜１５重
量部配合するのが好ましい。
の貯蔵弾性率が優れているが、さらに高温域での弾性率
を向上させるために、エチレン・不飽和カルボン酸共重
合体もしくはアイオノマーの層に、該共重合体又はその
アイオノマーとの屈折率の差異が０．１５以下の範囲に
ある無機フィラーを配合してもよい。この場合、無機フ
ィラーの配合量を少なくすると弾性率の向上効果が少な
く、多すぎると透明性が著しく低下するので、エチレン
・不飽和カルボン酸共重合体又はアイオノマー１００重
量部当たり、例えば１〜３０重量部、特には３〜１５重
量部配合するのが好ましい。
【００２１】本発明の封止材料のエチレン・不飽和カル
ボン酸共重合体もしくはアイオノマーの層には、必要に
応じ、種々の添加剤を配合することができる。このよう
な添加剤としては、太陽電池素子の受光側の封止材に配
合する場合は、その透明性を損なうものは好ましくない
が、太陽電池素子の受光側の反対面の封止材に配合する
場合にはそのような制約を受けない。このような添加剤
として具体的には、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収
剤、着色剤、光拡散剤、難燃剤、変色防止剤、シランカ
ップリング剤などを例示することができる。
ボン酸共重合体もしくはアイオノマーの層には、必要に
応じ、種々の添加剤を配合することができる。このよう
な添加剤としては、太陽電池素子の受光側の封止材に配
合する場合は、その透明性を損なうものは好ましくない
が、太陽電池素子の受光側の反対面の封止材に配合する
場合にはそのような制約を受けない。このような添加剤
として具体的には、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収
剤、着色剤、光拡散剤、難燃剤、変色防止剤、シランカ
ップリング剤などを例示することができる。
【００２２】本発明の封止材料を用い、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。
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。
【００２３】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、本発明の
封止材料はこれらいずれの太陽電池素子の封止にも適用
することができる。
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、本発明の
封止材料はこれらいずれの太陽電池素子の封止にも適用
することができる。
【００２４】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。また下部保護材としては、金属や各種熱可塑性樹
脂フイ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
くは多層のシートを例示することができる。本発明の封
止材料は、これらの上部又は下部保護材に対して良好な
接着性を示す。
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。また下部保護材としては、金属や各種熱可塑性樹
脂フイ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
くは多層のシートを例示することができる。本発明の封
止材料は、これらの上部又は下部保護材に対して良好な
接着性を示す。
【００２５】太陽電池モジュールの製造に当たっては、
本発明の封止材料である積層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。あるいはすでに述べたように積層
シートの代わりに積層シートの構成材料を配しておくこ
とにより、同様な方法でモジュールを形成することがで
きる。この場合、封止材料に有機過酸化物を含有してい
ないので、封止材料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。かくして本発明の封止材料を使
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。
本発明の封止材料である積層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。あるいはすでに述べたように積層
シートの代わりに積層シートの構成材料を配しておくこ
とにより、同様な方法でモジュールを形成することがで
きる。この場合、封止材料に有機過酸化物を含有してい
ないので、封止材料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。かくして本発明の封止材料を使
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。
【００２６】上記本発明の封止材料のシートを予め作る
場合においては、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体
もしくはそのアイオノマーの層のガラス繊維マットと接
する面の反対側に接着層を設けた多層構造とすることが
できる。すなわち本発明の封止材料は充分な接着力を有
しているが、吸湿などの影響で若干の接着力の低下が懸
念される場合がある。この場合は、高温域での貯蔵弾性
率に影響を与えないように、５〜１００μｍ厚み程度の
接着層を上下のいずれか一方あるいは双方に設けて接着
力の低下を抑えることができる。この場合、接着層厚み
が５μｍより薄いと接着力の改善は充分でなく、また成
形も難しくなる。また接着層厚みを１００μｍを超える
ほど厚くすると、高温域での弾性率の低下を招く恐れが
出てくる。このような目的に使用できる接着剤として
は、耐水性に優れたものが好ましく、例えば、オレフィ
ン系重合体のシラン変性体や無水マレイン酸変性体など
が例示できる。
場合においては、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体
もしくはそのアイオノマーの層のガラス繊維マットと接
する面の反対側に接着層を設けた多層構造とすることが
できる。すなわち本発明の封止材料は充分な接着力を有
しているが、吸湿などの影響で若干の接着力の低下が懸
念される場合がある。この場合は、高温域での貯蔵弾性
率に影響を与えないように、５〜１００μｍ厚み程度の
接着層を上下のいずれか一方あるいは双方に設けて接着
力の低下を抑えることができる。この場合、接着層厚み
が５μｍより薄いと接着力の改善は充分でなく、また成
形も難しくなる。また接着層厚みを１００μｍを超える
ほど厚くすると、高温域での弾性率の低下を招く恐れが
出てくる。このような目的に使用できる接着剤として
は、耐水性に優れたものが好ましく、例えば、オレフィ
ン系重合体のシラン変性体や無水マレイン酸変性体など
が例示できる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。尚、実施例及び比較例に用いた原料及び
物性の評価方法は以下の通りである。
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。尚、実施例及び比較例に用いた原料及び
物性の評価方法は以下の通りである。
【００２８】１．原料 （１）エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ） メタクリル酸含量１５重量％、ＭＦＲ２５ｇ／１０分 （２）ガラス繊維マット 旭ファイバーグラス（株）製 サーフェシングマット
厚み０．２１ｍｍ
厚み０．２１ｍｍ
【００２９】２．物性評価方法 （１）貯蔵弾性率（Ｅ’） 貯蔵弾性率を下記の装置を用い、下記条件で測定した。 装置：レオロジー社製 ＤＶＥ−Ｖ４ ＦＴ−レオスペクトラー 条件：引張モード、周波数１０Ｈｚ、振幅２μｍ、正弦波、昇温速度３℃／分 測定温度１２０℃、１４０℃、１５０℃ プレスシートサンプル厚み２ｍｍ
【００３０】（２）全光線透過率 スガ試験機製ヘーズメーターを用いて、ＪＩＳ Ｋ７１
０５の方法で評価した。 シートサンプル厚み：０．５
ｍｍ
０５の方法で評価した。 シートサンプル厚み：０．５
ｍｍ
【００３１】（３）接着性評価 （Ａ）対ガラス 太陽電池用の上部透明保護材である透明ガラス板とＰＥ
Ｔフイルムとの間に、後記する方法で作成した０．５ｍ
ｍ厚みのプレスシートを挟んで真空ラミネーター内に仕
込み、１６０℃に温調したホットプレート上に載せて１
５分間加熱し、ガラス板／プレスシート／ＰＥＴフイル
ムの積層体を作成した。この積層体について、ガラスと
シート間を手で剥がしてその剥がれ具合を観察し、下記
２段階で評価した。 ○：接着性良好 ×：接着性不良
Ｔフイルムとの間に、後記する方法で作成した０．５ｍ
ｍ厚みのプレスシートを挟んで真空ラミネーター内に仕
込み、１６０℃に温調したホットプレート上に載せて１
５分間加熱し、ガラス板／プレスシート／ＰＥＴフイル
ムの積層体を作成した。この積層体について、ガラスと
シート間を手で剥がしてその剥がれ具合を観察し、下記
２段階で評価した。 ○：接着性良好 ×：接着性不良
【００３２】（Ｂ）対アルミ板 アルミ板とＰＥＴフイルムとの間に後記する方法で作成
した０．５ｍｍ厚みのプレスシートを挟んで真空ラミネ
ーター内に仕込み、１６０℃に温調したホットプレート
上に載せて１５分間加熱し、アルミ板／プレスシート／
ＰＥＴフイルムの積層体を作成した。この積層体につい
て、アルミ板とプレスシート間を手で剥がしてその剥が
れ具合を観察し、下記２段階で評価した。 ○：接着性良好 ×：接着性不良
した０．５ｍｍ厚みのプレスシートを挟んで真空ラミネ
ーター内に仕込み、１６０℃に温調したホットプレート
上に載せて１５分間加熱し、アルミ板／プレスシート／
ＰＥＴフイルムの積層体を作成した。この積層体につい
て、アルミ板とプレスシート間を手で剥がしてその剥が
れ具合を観察し、下記２段階で評価した。 ○：接着性良好 ×：接着性不良
【００３３】［実施例１］プレス成形（成形温度１６０
℃）により厚さ０．３ｍｍ及び１ｍｍのエチレン・メタ
クリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）シートを作成した。次い
でプレスシート／サーフェシングマット／プレスシート
の構成で重ね合わせて再びプレス成形（成形温度１６０
℃）により、それぞれ厚さ０．５ｍｍ及び２ｍｍのプレ
スシートを作成した。これらのシートを用いて上記
（１）〜（３）の方法により、貯蔵弾性率、全光線透過
率、接着性を評価した。結果を表１に示す。
℃）により厚さ０．３ｍｍ及び１ｍｍのエチレン・メタ
クリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）シートを作成した。次い
でプレスシート／サーフェシングマット／プレスシート
の構成で重ね合わせて再びプレス成形（成形温度１６０
℃）により、それぞれ厚さ０．５ｍｍ及び２ｍｍのプレ
スシートを作成した。これらのシートを用いて上記
（１）〜（３）の方法により、貯蔵弾性率、全光線透過
率、接着性を評価した。結果を表１に示す。
【００３４】［比較例１］実施例１で用いたＥＭＡＡを
用いてプレス成形（成形温度１６０℃）により、厚さ
０．５ｍｍ及び２ｍｍのプレスシートを作成し、同様に
評価を行った。結果を表１に併記する。
用いてプレス成形（成形温度１６０℃）により、厚さ
０．５ｍｍ及び２ｍｍのプレスシートを作成し、同様に
評価を行った。結果を表１に併記する。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１に示すように、本発明に係る封止材料
はエチレン・メタクリル酸共重合体単体に比較して、耐
熱性、透明性は同等であり、高温域での弾性率が優れて
いる。
はエチレン・メタクリル酸共重合体単体に比較して、耐
熱性、透明性は同等であり、高温域での弾性率が優れて
いる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の封止材料は、エチレン・不飽和
カルボン酸共重合体及びそのアイオノマーが有する優れ
た透明性、耐熱性を実質的に損なうことなく、高温域で
の弾性率が改善されている。例えば、１５０℃における
貯蔵弾性率が１．０×１０3Ｐａ以上、好ましくは５．
０×１０3Ｐａ以上で、光線透過率が９０％以上、好ま
しくは９１％以上の封止材料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、封止材料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。また過酸化物やシランカ
ップリング剤を使用しなくても優れた接着性を有するこ
とから、このような添加剤の添加が省略できると共に、
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。
カルボン酸共重合体及びそのアイオノマーが有する優れ
た透明性、耐熱性を実質的に損なうことなく、高温域で
の弾性率が改善されている。例えば、１５０℃における
貯蔵弾性率が１．０×１０3Ｐａ以上、好ましくは５．
０×１０3Ｐａ以上で、光線透過率が９０％以上、好ま
しくは９１％以上の封止材料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、封止材料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。また過酸化物やシランカ
ップリング剤を使用しなくても優れた接着性を有するこ
とから、このような添加剤の添加が省略できると共に、
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。
Claims (3)
- 【請求項１】 不飽和カルボン酸含量が４重量％以上で
あって、融点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体もしくはそのアイオノマーとガラス繊維マッ
トの積層体からなる太陽電池モジュールにおける太陽電
池素子封止材料。 - 【請求項２】 １５０℃における貯蔵弾性率が１０3Ｐ
ａ以上であって、全光線透過率が９０％以上である請求
項１記載の太陽電池素子封止材料。 - 【請求項３】 請求項１〜２記載の太陽電池素子封止材
料を用いた太陽電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29904699A JP4437348B2 (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 太陽電池封止材料及び太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29904699A JP4437348B2 (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 太陽電池封止材料及び太陽電池モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001119057A true JP2001119057A (ja) | 2001-04-27 |
| JP4437348B2 JP4437348B2 (ja) | 2010-03-24 |
Family
ID=17867521
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29904699A Expired - Fee Related JP4437348B2 (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 太陽電池封止材料及び太陽電池モジュール |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008504405A (ja) * | 2004-06-24 | 2008-02-14 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | アイオノマーコポリマーのブレンド物からの透明なアイオノマーフィルム |
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| US7902452B2 (en) | 2004-06-17 | 2011-03-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Multilayer ionomer films for use as encapsulant layers for photovoltaic cell modules |
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| US8080726B2 (en) | 2007-04-30 | 2011-12-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Solar cell modules comprising compositionally distinct encapsulant layers |
| US8080728B2 (en) | 2004-12-07 | 2011-12-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Multilayer composite films and articles prepared therefrom |
| KR101102319B1 (ko) * | 2010-08-31 | 2012-01-03 | 동우 화인켐 주식회사 | 태양전지용 접착시트 조성물, 이를 이용한 태양전지용 접착시트 및 태양전지 |
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| US8399096B2 (en) | 2008-10-31 | 2013-03-19 | E I Du Pont De Nemours And Company | High-clarity ionomer compositions and articles comprising the same |
| US8399082B2 (en) | 2008-12-30 | 2013-03-19 | E I Du Pont De Nemours And Company | High-clarity blended ionomer compositions and articles comprising the same |
| US8637150B2 (en) | 2007-10-01 | 2014-01-28 | E I Du Pont De Nemours And Company | Multilayer acid terpolymer encapsulant layers and interlayers and laminates therefrom |
| US8657993B2 (en) | 2007-02-15 | 2014-02-25 | E I Du Pont De Nemours And Company | Articles such as safety laminates and solar cell modules containing high melt flow acid copolymer compositions |
| US8691372B2 (en) | 2007-02-15 | 2014-04-08 | E I Du Pont De Nemours And Company | Articles comprising high melt flow ionomeric compositions |
| US8772624B2 (en) | 2006-07-28 | 2014-07-08 | E I Du Pont De Nemours And Company | Solar cell encapsulant layers with enhanced stability and adhesion |
-
1999
- 1999-10-21 JP JP29904699A patent/JP4437348B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8835750B2 (en) | 2004-12-07 | 2014-09-16 | E I Du Pont De Nemours And Company | Multilayer composite films and articles prepared therefrom |
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