JP2001332751A - 太陽電池封止用組成物およびそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着性、耐熱性、耐候性、耐クリープ性、耐
スクラッチ性に優れた太陽電池封止用組成物を提供する
とともに、それを用いて作製される信頼性の高い太陽電
池モジュールを提供する。 【解決手段】 少なくとも一種のポリオレフィン系共重
合体と、少なくとも一種のアイオノマー樹脂からなるポ
リマーブレンドまたはポリマーアロイにより、太陽電池
封止用組成物を構成する。この太陽電池封止用組成物を
用いて、最表面部材１０３と最裏面部材１０５の間に光
起電力素子１０１が配置され、光起電力素子１０１が表
面封止材１０２と裏面封止材１０４の少なくとも２層に
より封止されてなる太陽電池モジュールを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、耐衝撃
性、長期信頼性に優れた、太陽電池封止用組成物および
それを用いた太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境問題に対する意識の高まり
が、世界的に広がりを見せている。なかでも、ＣＯ₂排
出に伴う地球の温暖化現象に対する危惧感は深刻で、ク
リーンなエネルギーヘの希求はますます強まってきてい
る。また、エネルギー資源の枯渇が問題とされているな
か、新しいエネルギー資源の開発の必要性も望まれてい
る。

【０００３】現在の代替エネルギー源として、太陽電池
はその安全性と扱いやすさから、クリーンなエネルギー
源として期待のもてるものだと言うことができる。

【０００４】太陽電池には様々な形態がある。例えば、
代表的なものとしては、 （１）結晶シリコン太陽電池 （２）多結晶シリコン太陽電池 （３）アモルファスシリコン太陽電池（ここでは微結晶
をも含む） （４）銅インジウムセレナイド太陽電池 （５）化合物半導体太陽電池 などがある。このなかで、薄膜結晶シリコン太陽電池、
化合物半導体太陽電池およびアモルファスシリコン太陽
電池は、比較的低コストで大面積化が可能なため、各方
面で活発に研究開発が進められている。

【０００５】これらの太陽電池でモジュールを形成する
際には、太陽電池の光入射側を透明な被覆材で覆い、太
陽電池を保護する必要がある。従来は、この最表面部材
として最表面にガラスあるいはフッ素樹脂フィルムやフ
ッ素樹脂塗料等の透明なフッ素樹脂を用い、その内側に
は太陽電池封止用組成物が用いられており、一般的に
は、種々の熱可塑性透明樹脂組成物が用いられている。

【０００６】最表面にガラス基板が用いられる理由とし
ては、耐候性、耐スクラッチ性に優れ、劣化による光透
過率の減少に起因する太陽電池モジュールの変換効率の
低下を抑えることができる点にある。特に、耐スクラッ
チ性においては光起電力素子に全く損傷を与えることが
なく、素子を機械的に保護する観点から、最も優れた部
材の一つといえる。しかし、ガラス被覆は、重く、曲げ
ることができず、衝撃に弱く、またコストが高いといっ
た問題点を有しており、特に、重量が大きいことは後述
する耐クリープ特性に対して大きな影響を与えている。

【０００７】一方、フッ素樹脂は、耐候性・撥水性に富
んでおり、劣化・汚れによる光透過率の減少に起因する
太陽電池モジュールの変換効率の低下を少なくすること
ができ、さらにガラス基板と比較して軽量かつフレキシ
ブル性に富んだモジュールを提供することが可能であ
る。

【０００８】これらの最表面部材と光起電力素子との接
着には、封止材として種々の熱可塑性透明樹脂組成物が
用いられている。熱可塑性透明樹脂は安価であり、内部
の光起電力素子を保護するために大量に用いることが可
能であり、一般にエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの熱可塑性
透明樹脂組成物が用いられている。

【０００９】しかしながら、上記熱可塑性透明樹脂組成
物の耐候性が、数十年という長期的視点からすると十分
とは言い切れないために、長期間の屋外暴露によって樹
脂の部分的なゲル化による白濁が生じたり、化学結合中
の共役二重結合の増加によって樹脂に黄変が生じ、樹脂
の光透過率の減少にともなう太陽電池モジュールの変換
効率の低下が避け難いものになっていた。特に、太陽電
池モジュールを建材一体型とした場合においては、モジ
ュール温度は７０℃以上にまで上昇し、熱可塑性透明樹
脂の黄変は深刻な問題になる。

【００１０】さらに、この有機樹脂は通常の場合、熱可
塑性であるために、屋外での直射日光下で太陽電池モジ
ュール基体の表面温度が高温になるような使用条件下で
は、有機樹脂の軟化によって有機樹脂のクリープが生じ
るとともに、その接着力が低下し、その上部被覆材や光
起電力素子と剥離するいわゆるマイクロデラミ現象が観
察されることもあった。また、最表面部材がフィルムの
場合においては、耐スクラッチ性の低下、すなわち、樹
脂が軟化して素子を保護するため、期待通りの性能を発
揮できないという問題があった。

【００１１】上記問題を解決するため、従来より、封止
材である熱可塑性透明樹脂組成物中に架橋剤を含有さ
せ、熱可塑性透明樹脂組成物を熱架橋することが行われ
てきた。例えば、特開昭５８−６０５７９号公報には、
カップリング剤および有機過酸化物を含有するエチレン
系共重合樹脂からなる太陽電池用充填接着材シートが開
示されている。また、エチレン系共重合樹脂としては、
酢酸ビニル含有量が約４０重量％以下のＥＶＡが好まし
く、より好ましくは２０〜４０重量％であること等が記
載されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示されているＥＶＡは、ガラスやフッ素樹脂系フィル
ムに対する接着力が良好で、また可撓性に優れた封止材
であるものの、樹脂により太陽電池を封止する際に有機
過酸化物を分解させて架橋を進行させるめに１００〜２
００℃程度の温度で数十分加熱する必要がある。このた
め、太陽電池モジュールを生産する際に高エネルギーを
要し、生産性に制限を生じるという問題があった。

【００１３】このような熱架橋により、耐クリープ、耐
スクラッチ性の向上を図ることができるが、必ずしも十
分とは言えなかった。特に、耐スクラッチ性に関して
は、熱架橋による補強のみでは十分とは言えず、封止材
中に補強材を含ませることが行われている。この補強剤
としては、ガラス繊維不織布などが用いられている。

【００１４】しかしながら、ガラス繊維不織布にはバイ
ンダー樹脂が用いられており、これも黄変の大きな原因
となりやすい。封止材である熱可塑性樹脂の耐候性に比
較して、ガラス繊維不織布のバインダー樹脂は樹脂自体
の耐候性もそれほど高くなく、耐候性を高めるための添
加剤も含まれていないので、熱可塑性樹脂よりも劣化し
やすい。また、バインダー樹脂は、熱可塑性樹脂とは異
なった種類であるために、バインダー樹脂と熱可塑性樹
脂とが十分に相溶せず、界面に水分が侵入して劣化が一
層促進されやすい。

【００１５】例えば、熱可塑性樹脂としてＥＶＡを用
い、ガラス繊維不織布のバインダー樹脂としてポリビニ
ルアルコール樹脂を用いた場合、特開平１０−１１２５
４９号公報に示されているように、ＥＭＭＡＱＵＡテス
ト、サンシャインウエザーメーター、強紫外線照射試験
などの促進耐候性試験や１５０℃耐熱劣化試験におい
て、バインダー樹脂の劣化を主因とする黄変が発現する
ことが明らかとなっている。同様に、耐スクラッチ性の
向上のために、最表面部材と光起電力素子の間にアクリ
ル樹脂を主成分とする硬質樹脂薄膜層を設けた場合にお
いても、黄変することが明らかになっている。

【００１６】また、封止材にＥＶＡを使用し、架橋反応
による樹脂硬化を行うことで、耐クリープ性を改良する
ことが可能となるが、その一方で樹脂溶融の可逆性が失
われ、ＥＶＡを再度封止材として使用することができず
に、材料をリサイクルすることができなくなるという問
題が生じてしまう。一方、太陽電池モジュールの生産工
程においても、封止材の熱圧着後の後工程における太陽
電池モジュールの熱成形等を行うことができず、太陽電
池モジュールの生産工程に制限が生じてしまう。

【００１７】ＵＳＰ５４７６５５３公報およびＵＳＰ５
４７８４０２公報では、ＥＶＡに代わる封止材樹脂とし
て、アイオノマー樹脂が挙げられている。アイオノマー
樹脂は、金属イオン結合からなる架橋構造を有してお
り、透明性、耐熱性、耐衝撃性に優れた樹脂であり、Ｅ
ＶＡ等と比較して高軟化点を有している。

【００１８】上記公報によると、アイオノマー樹脂は、
ＥＶＡより耐候性に優れ、太陽光による変色を呈さな
い。また、変色による全光線透過率の低下が無いため、
太陽電池モジュールの出力が低下すること無しに長期間
の使用が可能となるとしている。

【００１９】しかしながら、アイオノマー樹脂の種々の
材料に対する接着性は選択的であり、その接着強度は従
来と比較して必ずしも大きいものではない。また、接着
性が弱いことから、太陽電池モジュールの製造時、運搬
時、設置時における機械的ストレスの付加、あるいは屋
外設置による外的要因（温度変化、湿度変化、天候変化
等）の付加により、太陽電池モジュール内で封止材の剥
離が生じる。このため、太陽電池モジュールの電気特性
の低下を招き、長期信頼性を確保するのが困難になる恐
れがある。さらに、封止材の剥離により、太陽電池モジ
ュールの外観も大きく損なわれる。したがって封止材の
接着性を向上させることが必要である。

【００２０】本発明は、上述した問題点を解決するため
に提案されたもので、太陽電池封止用組成物の接着性、
耐熱性、耐クリープ性、耐スクラッチ性の向上を図り、
長期間において信頼性の高い太陽電池封止用組成物を提
供するとともに、長期間において外観の優れた太陽電池
モジュールを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究開発を重ねた結果、次のよう
な技術が最良であることを見出した。

【００２２】すなわち、本発明の太陽電池封止用組成物
は、少なくとも一種のポリオレフィン系共重合体と、少
なくとも一種のアイオノマー樹脂からなるポリマーブレ
ンドまたはポリマーアロイであることを特徴とするもの
である。また、前記ポリマーブレンドまたは前記ポリマ
ーアロイ中に、前記アイオノマー樹脂成分が５〜５０重
量％含有されていることが好ましい。

【００２３】また、前記アイオノマー樹脂の融点（ＤＳ
Ｃ法）が、８０℃以上であることが好ましい。また、前
記アイオノマー樹脂は、エチレン−不飽和脂肪酸共重合
体の金属塩、エチレン−不飽和脂肪酸エステル−不飽和
脂肪酸３元共重合体の金属塩、エチレン−ビニルエステ
ル−不飽和脂肪酸３元共重合体の金属塩のうちのいずれ
かから選択することが可能である。また、前記ポリオレ
フィン系共重合体は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレ
ン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アク
リル酸エステル多元共重合体、エチレン−(メタ)アクリ
ル酸多元共重合体のうちのいずれかから選択することが
可能である。また、前記ポリマーブレンドおよび前記ポ
リマーアロイは、光波長４００ｎｍ〜１０００ｎｍの空
気をリファレンスとした全光線透過率が、厚さ０．５ｍ
ｍで８０％以上であることが好ましい。また、前記ポリ
マーブレンドまたは前記ポリマーアロイのメルトフロー
レート(ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、温度１９０℃、荷重
２．１６ｋｇで測定した値)が０．１ｇ／１０ｍｉｎ以
上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましい。

【００２４】本発明の太陽電池モジュールは、最表面部
材と最裏面部材の間に封止材を介して光起電力素子が配
置され、前記光起電力素子が表面封止材と裏面封止材の
少なくとも２層により封止されてなる太陽電池モジュー
ルにおいて、前記封止材として前述した各特徴点を有す
る太陽電池封止用組成物を使用したことを特徴とするも
のである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
太陽電池封止用組成物およびそれを用いた太陽電池モジ
ュールの実施の形態について説明する。

【００２６】図１に、本発明の太陽電池モジュールの概
略構成を示す。

【００２７】この太陽電池モジュールは、図１に示すよ
うに、光起電力素子１０１、表面封止材１０２、最表面
部材１０３、裏面封止材１０４、最裏面部材１０５から
構成される。ここで、外部からの光は、最表面部材１０
３から入射し、光起電力素子１０１に到達する。そし
て、光起電力素子１０１で生じた起電力は、出力端子
（不図示）より外部に取り出される。

【００２８】上記の光起電力素子１０１の一例として
は、導電性基体上に光変換部材としての半導体光活性層
が形成されたものを挙げることができる。その概略構成
を図２に示す。この光起電力素子２００は、図２に示す
ように、導電性基体２０１、裏面反射層２０２、半導体
光活性層２０３、透明導電層２０４、集電電極２０５か
ら構成される。

【００２９】導電性基体２０１は、光起電力素子１０１
の基体になると同時に、下部電極の役割も果たす。その
材料としては、シリコン、タンタル、モリブデン、タン
グステン、ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カ
ーボンシート、鉛メッキ鋼板、導電層が形成してある樹
脂フィルムやセラミックスなどがある。また、導電性基
体２０１上には、裏面反射層２０２として、金属層、あ
るいは金属酸化物層、あるいは金属層と金属酸化物層を
形成しても良い。この金属層には、例えば、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、ＭＯ、Ｗ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉなどが用いられる、ま
た、上記金属酸化物層には、例えば、ＺｎＯ、Ｔｉ
Ｏ₂、ＳｎＯ₂などが用いられる。上記金属層および金属
酸化物層の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビ
ーム蒸着法、スパッタリング法などがある。

【００３０】半導体光活性層２０３は、光電変換を行う
部分である。その具体的な材料としては、ｐｎ接合型多
結晶シリコン、ｐｉｎ接合型アモルファスシリコン、あ
るいはＣｕＩｎＳｅ₂、ＣｕＩｎＳ₂、ＧａＡｓ、ＣｄＳ
／Ｃｕ₂Ｓ、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ、ＣｄＳ／ＩｎＰ、Ｃｄ
Ｔｅ／Ｃｕ₂Ｔｅをはじめとする化合物半導体などが挙
げられる。また、半導体光活性層２０３の形成方法とし
ては、多結晶シリコンの場合は、溶融シリコンのシート
化または非晶質シリコンの熱処理などがあり、アモルフ
ァスシリコンの場合は、シランガスなどを原料とするプ
ラズマＣＶＤ法などがあり、化合物半導体の場合は、イ
オンプレーティング、イオンビームデポジション、真空
蒸着法、スパッタ法、あるいは電析法などがある。

【００３１】透明導電層２０４は、太陽電池の上部電極
の役目を果たしている。これに用いる材料としては、例
えばＩｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂（ＩＴ
Ｏ）、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、Ｃｄ₂ＳｎＯ₄、高濃度不純物
ドープした結晶性半導体層などが挙げられる。また、透
明導電層２０４の形成方法としては、抵抗加熱蒸着、ス
パッタ法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散法などが
挙げられる。

【００３２】透明導電層２０４の上には、電流を効率よ
く集電するために、格子状の集電電極２０５（グリッ
ド）を設けてもよい。集電電極２０５の具体的な材料と
しては、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、ＭＯ、Ｗ、Ａｇ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｓｎ、あるいは銀ペーストをはじめとする導電性
ペーストなどが挙げられる。また、集電電極２０５の形
成方法としては、マスクパターンを用いたスパッタリン
グ、抵抗加熱蒸着、ＣＶＤ法や、全面に金属膜を蒸着し
た後で不必要な部分をエッチングで取り除きパターニン
グする方法、光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターン
を形成する方法、グリッド電極パターンのネガパターン
のマスクを形成した後にメッキする方法、導電性ペース
トを印刷する方法などが挙げられる。

【００３３】上記導電性ペーストは、通常微粉末状の
銀、金、銅、ニッケル、カーボンなどをバインダーポリ
マーに分散させたものが用いられる。バインダーポリマ
ーとしては、例えば、ポリエステル、エポキシ、アクリ
ル、アルキド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタ
ン、フェノールなどの樹脂が挙げられる。

【００３４】最後に起電力を取り出すために、マイナス
側出力端子２０６ｂを導電性基体２０１に取り付けると
ともに、プラス側出力端子２０６ａを集電電極２０５に
取り付ける。マイナス側出力端子２０６ｂの導電性基体
２０１への取り付けは、銅タブなどの金属体をスポット
溶接や半田２０８で接合する方法が採られる。また、プ
ラス側出力端子２０６ａの集電電極２０５への取り付け
は、金属体を導電性ペーストや半田によって電気的に接
続する方法が採られる。なお、プラス側出力端子２０６
ａは、絶縁体２０９によって導電性基体２０１などと絶
縁されている。

【００３５】上記の手法で作製した光起電力素子１０１
は、所望する電圧あるいは電流に応じて直列ないし並列
に接続される。この場合、絶縁化した基板上に光起電力
素子１０１を集積化して所望の電圧あるいは電流を得る
こともできる。

【００３６】さらに、光起電力素子１０１の光入射側に
は、耐湿性あるいは耐スクラッチ性付与のための透明硬
質有機樹脂薄膜層を設けることも可能である。材料とし
ては、例えば、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、フッ
素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポ
キシ系樹脂、アルキド系樹脂、ポリシラザン系樹脂等が
挙げられるが、耐候性の観点からは、アクリル系樹脂、
シリコン系樹脂、フッ素系樹脂を使用することが望まし
い。また、これらの樹脂は、太陽電池モジュールの高温
下における使用を考慮すると、架橋により耐熱性を向上
させることが好ましく、架橋方法としては有機過酸化物
あるいはイソシアネートを用いた方法が一般的である。

【００３７】次に、上記の方法により作製した光起電力
素子１０１を用いた太陽電池モジュールの構成について
説明する。

【００３８】最裏面部材１０５は、光起電力素子１０１
の導電性基板と外部との電気的絶縁を保つために必要で
ある。その材料としては、導電性基板と充分な電気絶縁
性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ、熱膨張、熱収
縮に耐えられるガラス、絶縁性樹脂を挙げることができ
る。特に、柔軟性を兼ね備えた材料として最裏面部材１
０５に好適に用いられるフィルムには、ナイロン、ポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが挙げられる。
また、最裏面部材１０５の外側に、太陽電池モジュール
の機械的強度を増すため、あるいは温度変化による歪や
ソリを防止するために、補強板を張り付けても良い。補
強板としては、例えば、鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ
（ガラス繊維強化プラスチック）板が好適に用いられ
る。

【００３９】最表面部材１０３は、太陽電池モジュール
の最表層に位置するため耐候性、撥水性、耐汚染性、機
械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露
における長期信頼性を確保するための性能が必要であ
る。本発明において好適に用いられる材料としては、ガ
ラス、四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦ
Ｅ）、ポリフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビ
ニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリ四フッ化エチレン樹脂
（ＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共
重合体（ＦＥＰ）、ポリ三フッ化塩化エチレン樹脂（Ｃ
ＴＦＥ）等のフッ素樹脂フィルム、ポリメチルメタクリ
レート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂フィルム等があ
る。最表面部材１０３にガラスを用いる場合、光透過
性、耐候性および機械的強度が優れている白板強化ガラ
スを用いることが望ましい。しかし、太陽電池モジュー
ルに可撓性を必要とする場合、ガラスは可撓性に劣って
いるために樹脂フィルムが用いられる。なかでも、耐候
性の観点ではポリフッ化ビニリデン樹脂が優れており、
耐候性および機械的強度の両立では四フッ化エチレン−
エチレン共重合体が優れている。

【００４０】最表面部材１０３に樹脂を用いた場合、機
械的強度を確保するために、表面フィルムの厚さをある
程度厚くしなければならず、またコストの観点からはあ
まり厚すぎるのにも問題があり、具体的には、１０〜２
００μｍが好ましく、より好適には２５〜１００μｍの
厚さが必要である。

【００４１】また封止材との接着性の改良のために、表
面フィルムに対して、コロナ処理、プラズマ処理、化学
的処理等を行うことが望ましい。

【００４２】次に、本発明に用いられる表面封止材１０
２について詳しく説明する。

【００４３】表面封止材１０２は、光起電力素子１０１
の凹凸を樹脂で被覆し、光起電力素子１０１を温度変
化、湿度、衝撃、スクラッチなどの過酷な外部環境から
守り、かつ最表面部材１０３と光起電力素子１０１との
接着を確保するために必要である。また、光起電力素子
１０１に到達する光量の減少を抑制することが必要であ
る。したがって、表面封止材１０２には、耐候性、接着
性、充填性、耐熱性、耐衝撃性、耐スクラッチ性、透明
性などが要求される。これらの要求を満たす樹脂として
は、少なくとも一種のポリオレフィン系共重合体と、少
なくとも一種のアイオノマー樹脂からなるポリマーブレ
ンドまたはポリマーアロイが挙げられる。

【００４４】これらのポリマーブレンドまたはポリマー
アロイは、アイオノマー樹脂の優れた耐熱性、耐スクラ
ッチ性、耐クリープ性を有し、かつポリオレフィン系共
重合体の優れた透明性、接着性を有している。ポリマー
ブレンドまたはポリマーアロイに用いられるアイオノマ
ー樹脂としては、特に透明性、耐衝撃性に優れたエチレ
ン−不飽和脂肪酸共重合体の金属塩、エチレン−不飽和
脂肪酸エステル−不飽和脂肪酸３元共重合体の金属塩、
エチレン−ビニルエステル−不飽和脂肪酸３元共重合体
の金属塩が好適に用いられる。具体的には、不飽和脂肪
酸として、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、フマル
酸等が用いられ、不飽和脂肪酸エステルとして(メタ)ア
クリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アク
リル酸ブチル等が用いられ、ビニルエステルとして蟻酸
ビニル、酢酸ビニル、アクリル酸ビニル等が用いられ
る。これらのアイオノマー樹脂の中和成分としては、Ｎ
ａ ⁺、Ｋ⁺、Ｌｉ⁺、Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｚｎ²⁺、Ｃｕ²⁺、
ＣＯ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｍｎ²⁺、Ａｌ³⁺等の１価から３価の金
属の陽イオンが挙げられ、好適には、広く汎用性があり
加工適応性に優れたＮａ⁺、Ｚｎ²⁺が用いられる。

【００４５】ポリマーブレンドまたはポリマーアロイ中
におけるアイオノマー樹脂の含有量は、５〜５０重量％
であることが望ましい。アイオノマー樹脂の含有量が５
重量％より小さいと、アイオノマー樹脂の特徴である耐
熱性、耐スクラッチ性、耐クリープ性を、ポリマーブレ
ンドまたはポリマーアロイに発現させることができな
い。

【００４６】一方、５０重量％より大きいと、ポリオレ
フィン系共重合体の優れた接着性が発現せず、接着性が
アイオノマー樹脂と同様に低いポリマーブレンドまたは
ポリマーアロイを形成してしまう。

【００４７】また、アイオノマー樹脂の融点（ＤＳＣ
法）は、８０℃以上であることが望ましい。アイオノマ
ー樹脂の融点（ＤＳＣ法）が８０℃より小さいと、アイ
オノマー樹脂の耐熱性、高温時における耐スクラッチ
性、耐クリープ性が保てず、ポリマーブレンドまたはポ
リマーアロイは接着性のみの向上にとどまってしまい、
ポリマーブレンドまたはポリマーアロイによる効果を十
分に得ることができない。

【００４８】ポリマーブレンドまたはポリマーアロイに
使用されるポリオレフィン系共重合体には、耐候性、接
着性、充填性、透明性に優れたエチレン−酢酸ビニル共
重合体（ＥＶＡ）、エチレン−（メタ）アクリル酸エス
テル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合
体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル多元共重合
体、エチレン−（メタ）アクリル酸多元共重合体が好適
に用いられる。具体的には、（メタ）アクリル酸エステ
ルは、透明性等の観点から（メタ）アクリル酸メチル、
（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル
であることが好ましい。

【００４９】ポリマーブレンドおよびポリマーアロイの
厚さ０．５ｍｍの全光線透過率は、空気をリファレンス
とし、光波長４００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲において
８０％以上であることが必要である。全光線透過率が８
０％より小さいと、光起電力素子１０１の表面に光が到
達する前に封止材に光が吸収されてしまうため、光起電
力素子１０１の光電変換効率が低下してしまい、太陽電
池封止用組成物としては適当ではない。

【００５０】さらに、大気からの光の入射を容易にする
ために、屈折率が１．１〜２．０であることが好まし
く、１．１〜１．６であることがより好ましい。

【００５１】また、ポリマーブレンドおよびポリマーア
ロイの流動性に関しては、流動性の目安となるメルトフ
ローレート（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、温度１９０℃、
荷重２．１６ｋｇで測定した値）が０．１ｇ／１０ｍｉ
ｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが必要であ
る。メルトフローレートが０．１／１０ｍｉｎより小さ
いと、樹脂の流れ性が悪く、光起電力素子１０１の凹凸
を充填することができず、太陽電池モジュール表面等に
気泡などが生じるおそれがある。

【００５２】また、光起電力素子１０１を封止する被覆
工程の温度を上げることによっても、流動性が得られる
が、最表面部材１０３や封止材などが黄変し、モジュー
ルの変換効率が低下するという問題が生じる。また、メ
ルトフローレートが４０ｇ／１０ｍｉｎより大きいと樹
脂自体の流動性は優れるが、樹脂が流れやすくなり、光
起電力素子１０１を封止する被覆工程において樹脂のは
み出しやそれによる樹脂の厚さが薄くなるといった問題
が生じてしまう。

【００５３】ポリマーブレンドおよびポリマーアロイの
耐熱性をさらに向上させる手段として、封止材樹脂を架
橋してもかまわない。架橋方法としては、有機過酸化
物、アルコール、電子線等による方法が挙げられるが、
いずれの場合においても生産性に制限が生じてしまうた
め望ましくない。

【００５４】封止材の樹脂に対して高温下における安定
性を付与するために、熱酸化防止剤を添加することがし
ばしば行われる。添加量は、樹脂１００重量部に対して
０．１〜１重量部が適正である。酸化防止剤の化学構造
としては、モノフェノール系−ビスフェノール系、高分
子型フェノール系、硫黄系、燐酸系に大別される。

【００５５】モノフェノール系では、２，６−ジ−ｔｅ
ｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシア
ニゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチル
フェノールがある。

【００５６】ビスフェノール系としては、２，２′−メ
チレン−ビス−（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェノール）、２，２′−メチレン−ビス−（４−エチル
−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４′−チオ
ビス−（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノー
ル）、４，４′−ブチリデン−ビス−（３−メチル−６
−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、３，９−ビス
〔｛１，１−ジメチル−２−｛β−（３−ｔｅｒｔ−ブ
チル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオ
ニルオキシ｝エチル｝２，４，９，１０−テトラオキサ
スピロ〕５，５−ウンデカン等がある。

【００５７】高分子フェノール系としては、１，１，３
−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒ
ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル
−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル
−４−ビドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−
｛メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル
−４′−ヒドロキスフェニル）プロピオネート｝メタ
ン、ビス｛（３，３′−ビス−４′−ヒドロキシ−３′
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブチリックアシッド｝グ
ルコールエステル、１，３，５−トリス（３′，５′−
ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４′−ヒドロキシベンジル）−
ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）ト
リオン、トリフェノール（ビタミンＥ）等がある。

【００５８】硫黄系では、ジラウリルチオジプロピオネ
ート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリ
ルチオプロピオネート等がある。

【００５９】燐酸系では、トリフェニルホスファイト、
ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデ
シルホスファイト、４，４′−ブチリデン−ビス（３−
メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシ
ル）ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライ
ルビス（オクタデシルホスファイト）、トリス（モノお
よび／またはジ）フェニルホスファイト、ジイソデシル
ペンタエリスリトールジホスファイト、９，１０−ジヒ
ドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナスレン−１０
−オキサイド、１０−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル
−４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒドロ−９
−オキサ−１０−ホスファフェナンスレン−１０−オキ
サイド、１０−デシロキシ−９，１０−ジヒドロ−９−
オキサ−１０−ホスファフェナンスレン、サイクリック
ネオペンタンテトライルビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−
ブチルフェニル）ホスファイト、サイクリックネオペン
タンテトライルビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−メチルフ
ェニル）ホスファイト、２，２−メチレンビス（４，６
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト等
がある。

【００６０】本発明に用いられる封止材の材料は耐候性
に優れたものであるが、更なる耐候性の改良、あるい
は、封止材下層の保護のために、紫外線吸収剤を併用す
ることもできる。添加量は、樹脂１００重量部に対して
０．１〜０．５重量部程度である。紫外線吸収剤として
は、公知の化合物が用いられる。化学構造としては、サ
リチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール
系、シアノアクリレート系に大別される。

【００６１】サリチル酸系としては、フェニルサリシレ
ート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルサリシレート、ｐ
−オクチルフェニルサリシレート等がある。

【００６２】ベンゾフェノン系としては、２，４−ジヒ
ドロキシベンゾフェノン、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−オクトキシベ
ンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ドデシルオキシベ
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、２，２′−ジヒドロキシ−４，４′−
ジメトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メト
キシ−５−スルホベンゾフェノン、ビス（２−メトキシ
−４−ヒドロキシ−５−ベンゾフェノン）メタン等があ
る。

【００６３】ベンゾトリアゾール系としては、２−
（２′−ビドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾト
リアゾール、２−（２′−ビドロキシ−５′−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−
ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニ
ル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−
３′−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチルフェニル）−５−
クロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−
３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−ク
ロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ビドロキシ−
３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）ベンゾト
リアゾール、２−｛２′−ヒドロキシ−３′−（３″，
４″，５″，６″−テトラヒドロフタルイミドメチル）
−５′−メチルフェニル｝ベンゾトリアゾール、２，２
−メチレンビス｛４−（１，１，３，３−テトラメチル
ブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イ
ル）フェノール｝等がある。

【００６４】シアノアクリレート系としては、２−エチ
ルヘキシル−２−シアノ−３，３′−ジフェニルアクリ
レート、エチル−２−シアノ−３，３′−ジフェニルア
クリレート等がある。なお、上記紫外線吸収剤を少なく
とも１種以上添加することが好ましい。

【００６５】上記紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する
方法としては、ヒンダードアミン系光安定化剤を使用で
きることが知られている。ヒンダードアミン系光安定化
剤は、紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、
紫外線吸収剤を併用することによって著しい相乗効果を
示す。添加量は、樹脂１００重量部に対して０．１〜
０．３重量部程度が一般的である。もちろん、ヒンダー
ドアミン系以外にも光安定化剤として機能するものはあ
るが、着色している場合が多く本発明の封止材には望ま
しくない。

【００６６】ヒンダードアミン系光安定化剤としては、
コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４
−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジ
ン重縮合物、ポリ［｛６−（１，１，３，３−テトラメ
チルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４
−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピ
ペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛｛２，２，６，６
−テトラメチル−４−ピペリジル｝イミノ｝］、Ｎ，
Ｎ′−ビス（３−アミノプロピル）エチレンジアミン−
２，４−ビス［Ｎ−ブチル−Ｎ−（１，２，２，６，６
−ペンタメチル−４−ピペリジル）アミノ］−６−クロ
ロ−１，３，５−トリアジン縮合物、ビス（２，２，
６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セパレート、
２−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−４−ヒドロキシベンジ
ル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，
６−ペンタメチル−４−ピペリジル）等が知られてい
る。

【００６７】なお、太陽電池モジュールの使用環境を考
慮して、低揮発性の紫外線吸収剤、光安定化剤および熱
酸化防止剤を用いることが好ましい。

【００６８】より厳しい環境下における太陽電池モジュ
ールの使用が想定される場合には、封止材と光起電力素
子１０１あるいは最表面部材１０３との密着力を向上す
ることが好ましい。シランカップリング剤や有機チタネ
ート化合物などのカップリング剤を封止材に添加するこ
とで、密着力を改善することが可能である。カップリン
グ剤の添加量は、封止材樹脂１００重量部に対して０．
１〜３重量部が好ましく、０．２５〜１重量部がより好
ましい。また、シランカップリング剤の具体例として
は、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（βメトキ
シエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、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、γ−グリシドキシプ
ロピルメチルジエトキシシラン、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、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ
プロピルトリメトキシシランなどがある。

【００６９】裏面封止材１０４は、光起電力素子１０１
と最裏面部材１０５との接着を図るためのものである。
その材料としては、導電性基板と充分な接着性を確保で
き、しかも長期耐久性に優れ熱膨張、熱収縮に耐えられ
るとともに、柔軟性を兼ね備えた材料が好ましい。

【００７０】裏面封止材１０４に好適に用いられる材料
としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン−（メ
タ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル
酸エステル多元共重合体、エチレン−（メタ）アクリル
酸多元共重合体、ポリビニルブチラールなどのホットメ
ルト材、両面テープ、柔軟性を有するエポキシ接着剤な
どが挙げられる。

【００７１】しかしながら、太陽電池モジュールが建材
と一体化した場合においては、モジュールの温度が８０
℃という高温に達するため、裏面封止材１０４にも耐熱
性が求められる。したがって、裏面封止材１０４とし
て、耐熱性の優れた本発明のポリマーブレンドまたはポ
リマーアロイを用いることも可能である。

【００７２】以上の構成材料を用いて、太陽電池モジュ
ールを製造する方法について以下に説明する。

【００７３】太陽電池モジュールの製造方法は、従来公
知である真空ラミネーション、ロールラミネーションな
どの種々の方法を選択して用いることが可能である。一
例を挙げると、最表面部材１０３／表面封止材１０２／
光起電力素子１０１／裏面封止材１０４／最裏面部材１
０５という順に順次積層し、この積層体を加熱圧着方法
を用いることにより太陽電池モジュールを製造すること
ができる。

【００７４】

【実施例】以下、本発明の太陽電池封止用組成物および
それを用いた太陽電池モジュール、を具体的な実施例に
基づき詳細に説明するが、本発明の太陽電池封止用組成
物およびそれを用いた太陽電池モジュールは以下の実施
例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々
変更することができる。

【００７５】＜実施例１＞エチレン−メタクリル酸共重
合体（メタクリル酸含有量１５ｗｔ％、メルトフローレ
ート［ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、温度１９０℃、荷重
２．１６ｋｇで測定］が、２５ｇ／１０ｍｉｎ、以下Ｅ
ＭＡＡとする）にアイオノマー樹脂（ＥＭＡＡにＮａ⁺
を中和金属イオンとして使用、メルトフローレート［Ａ
ＳＴＭ Ｄ−１２３８、温度１９０℃、荷重２．１６ｋ
ｇで測定］が、６ｇ／１０ｍｉｎ、以下アイオノマー樹
脂Ａとする）をそれぞれ１０、２０、４０重量％で混練
し、押出し成形することでそれぞれのポリマーブレンド
を得た。

【００７６】得られたポリマーブレンドの貯蔵弾性率
（Ｅ’、図３参照）、損失弾性率（Ｅ”、図４参照）曲
線をセイコーインスツルメント社製粘弾性測定装置ＤＭ
Ｓ６１００を用いて、周波数１Ｈｚ、温度域３０℃〜１
２０℃で測定した。

【００７７】また、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に基づき、得
られたポリマーブレンドの厚さ０．５ｍｍにおける全光
線透過率（波長域４００〜１０００ｎｍ）を測定した
（図５参照）。

【００７８】また、作製したポリマーブレンドとプラズ
マ処理を施した四フッ化エチレン−エチレン共重合体フ
ィルムとの１８０゜剥離試験をそれぞれ次のように測定
した。

【００７９】ポリマーブレンドと四フッ化エチレン−エ
チレン共重合体フィルムのプラズマ処理面側を積層し、
積層体を真空ラミネート装置を用いて加圧脱気しなが
ら、１５０℃で３０分加熱圧着し、それを２５ｍｍ幅に
切断することで試験片を得た。得られた試験片のポリマ
ーブレンドと四フッ化エチレン−エチレン共重合体フィ
ルムのプラズマ処理面側界面における１８０゜剥離強度
を５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で測定した。測定は、試験片
作製後（初期）と耐湿性試験において（温度８５℃／湿
度８５％ＲＨの環境下に試験片を静置）２００、５０
０、１０００時間後に行った。

【００８０】評価結果を、下記表１に示す。

【００８１】同様にポリマーブレンドと白板強化ガラ
ス、ポリマーブレンドとポリエステル塗装鋼板の塗装面
側、ポリマーブレンドと光入射面にアクリルウレタン樹
脂からなる透明硬質有機樹脂薄膜層を有した光起電力素
子の光入射面側との剥離強度をそれぞれ測定した。

【００８２】評価結果を、それぞれ下記表２、３、４に
示す。

【００８３】＜実施例２＞エチレン−アクリル酸メチル
共重合体（アクリル酸メチル含有量２０ｗｔ％、メルト
フローレート［ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、温度１９０
℃、荷重２．１６ｋｇで測定］が、７ｇ／１０ｍｉｎ、
以下ＥＭＡとする）に、アイオノマー樹脂（ＥＭＡＡに
Ｚｎ²⁺を中和金属イオンとして使用、メルトフローレー
ト［ＡＳＴＭＤ−１２３８、温度１９０℃、荷重２．１
６ｋｇで測定］が、６ｇ／１０ｍｉｎ、以下アイオノマ
ー樹脂Ｂとする）をそれぞれ１０、２０、４０重量％と
して、実施例１と同様に混練し、得られたポリマーブレ
ンドの貯蔵弾性率（Ｅ’、図６参照）、損失弾性率
（Ｅ”、図７参照）曲線および全光線透過率（図８参
照）を測定した。

【００８４】また、実施例１と同様に、ポリマーブレン
ドと四フッ化エチレン−エチレン共重合体フィルムのプ
ラズマ処理面側、ポリマーブレンドと白板強化ガラス、
ポリマーブレンドとポリエステル塗装鋼板の塗装面側、
ポリマーブレンドと光入射面にアクリルウレタン樹脂か
らなる透明硬質有機樹脂薄膜層を有した光起電力素子の
光入射面側との剥離強度をそれぞれ測定した。

【００８５】評価結果を、それぞれ下記表１、２、３、
４に示す。

【００８６】＜実施例３＞エチレン−酢酸ビニル共重合
体（酢酸ビニル含有量２８ｗｔ％、メルトフローレート
［ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、温度１９０℃、荷重２．１
６ｋｇで測定］が、１６ｇ／１０ｍｉｎ、以下ＥＶＡと
する）に、アイオノマー樹脂（エチレン−アクリル酸共
重合体にＺｎ²⁺を中和金属イオンとして使用、メルトフ
ローレート［ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、温度１９０℃、
荷重２．１６ｋｇで測定］が、５．５ｇ／１０ｍｉｎ、
以下アイオノマー樹脂Ｃとする）をそれぞれ１０、２
０、４０重量％として、実施例１と同様に混線し、得ら
れたポリマーブレンドの貯蔵弾性率（Ｅ’、図９参
照）、損失弾性率（Ｅ”、図１０参照）曲線および全光
線透過率（図１１参照）を測定した。

【００８７】また、実施例１と同様に、ポリマーブレン
ドと四フッ化エチレン−エチレン共重合体フィルムのプ
ラズマ処理面側、ポリマーブレンドと白板強化ガラス、
ポリマーブレンドとポリエステル塗装鋼板の塗装面側、
ポリマーブレンドと光入射面にアクリルウレタン樹脂か
らなる透明硬質有機樹脂薄膜層を有した光起電力素子の
光入射面側との剥離強度をそれぞれ測定した。

【００８８】評価結果を、それぞれ下記表１、２、３、
４に示す。

【００８９】＜実施例４＞実施例１で作製したポリマー
ブレンドを用いて太陽電池モジュールを作製した。

【００９０】まず初めに、光起電力素子１０１を作製し
た。光起電力素子１０１は、図２に示す構成のアモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ）光起電力素子を以下の手順で
作製した。

【００９１】洗浄したステンレスの導電性基体２０１上
に、スパッタ法で裏面反射層２０２としてＡｌ層（膜厚
５００ｎｍ）とＺｎＯ層（膜厚５００ｎｍ）を順次形成
する。

【００９２】次いで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ
₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を形成
し、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を形成
し、ＳｉＨ₄とＢＦ₃とＨ₂の混合ガスからｐ型微結晶μ
ｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層膜厚１５ｎｍ／ｉ層膜厚４０
０ｎｍ／ｐ層膜厚１０ｎｍ／ｎ層膜厚１０ｎｍ／ｉ層膜
厚８０ｎｍ／ｐ層膜厚１０ｎｍの層構成のタンデム型ａ
−Ｓｉ半導体光活性層２０３を形成した。

【００９３】次に、透明導電層２０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７０ｎｍ）を、Ｏ₂雰囲気下でＩｎを抵抗加
熱法で蒸着することによって形成した。

【００９４】さらに、集電電極２０５としてのグリッド
電極を銀ペーストのスクリーン印刷により形成し、最後
にマイナス側の出力端子２０６ｂとして銅タブを導電性
基体２０１にステンレス半田２０８を用いて取り付け、
プラス側の出力端子２０６ａとして、錫箔のテープを導
電性接着剤２０７により集電電極２０５に取り付け、光
起電力素子１０１を得た。

【００９５】なお、光起電力素子１０１の光入射側に
は、耐湿性、耐スクラッチ性付与のためのアクリルウレ
タン樹脂からなる透明硬質有機樹脂薄膜層を設け、プラ
ス側の出力端子２０６ａは絶縁体を介して裏面にまわ
し、後述する最裏面部材１０５の穴から出力を取り出せ
るようにした。

【００９６】このようにして、複数個の光起電力素子１
０１を得た。この光起電力素子１０１を、実施例１で作
製したポリマーブレンドで封止することにより太陽電池
モジュールを得た。具体的には、最裏面部材１０５とし
てポリエステル塗膜を表面に形成させた鋼板（以下ポリ
エステル塗装鋼板）を使用し、裏面封止材１０４として
絶縁フィルムであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）を一体化したＥＭＡ／ＰＥＴ／ＥＭＡシートを使用
し、表面封止材１０２として実施例１で作製したポリマ
ーブレンドを使用し、最表面部材１０３として四フッ化
エチレン−エチレン共重合体を使用し、これらの材料
を、最裏面部材１０５、裏面封止材１０４、光起電力素
子１０１、表面封止材１０２、最表面部材１０３の順で
積層し、積層体を真空ラミネート装置を用いて加圧脱気
しながら、１５０℃で３０分加熱圧着することにより太
陽電池モジュールを得た。

【００９７】この太陽電池モジュールに用いられた表面
封止材１０２のポリマーブレンドは、１００重量部に対
して紫外線吸収剤０．３重量部、光安定化剤０．１重量
部、熱酸化防止剤０．２重量部、シランカップリング剤
０．１２５重量部を配合したものである。

【００９８】ここで作製した太陽電池モジュールの長期
信頼性を確認するために、以下の手法で評価を行った。
評価結果を、下記表５に示す。

【００９９】（１）耐スクラッチ性 外部からの引っかきに対する最表面部材の保護能力が充
分であるか否かを試験するための「引っかき試験」（Ｕ
Ｌ１７０３規格に準拠）を行った。この試験は、鋼鉄性
の刃を持った試験機を速度１５２．４ｍｍ／秒で、２ポ
ンド、５ポンドの過重を加えながら、太陽電池の表面を
動かすものである。この試験の合格判定としては、その
後に高圧絶縁破壊試験を行い、その太陽電池モジュール
にリーク電流がなければ合格とされる。

【０１００】以下、高圧絶縁破壊試験について説明す
る。

【０１０１】まず、引っかき試験を行った太陽電池モジ
ュールの陽極と陰極を短絡する。そのサンプルを電気伝
導度を３５００ｏｈｍ・ｃｍ以下の溶液に浸す。その
際、サンプルの出力端子を溶波に浸さないようにする。

【０１０２】そして、「引っかき試験」で引っかいた箇
所を１０秒程こすり、溶液側に電源の陰極を接続し、サ
ンプルの出力端子に電源の陽極を接続する。電源より２
０００Ｖの電圧を印加し、５０μＡ未満の電流しか流れ
なかった場合を合格とする。

【０１０３】下記表５に、５ポンド合格を○、２ポンド
合格を△、２ポンド不合格を×として示す。

【０１０４】（２）耐クリープ性 対クリープ性を試験するため、太陽電池モジュールを１
００℃のオーブン中に垂直に立て１週間保存した。封止
材がクリープしているか否か、あるいは剥離しているか
否かを観察した。

【０１０５】下記表５に、クリープや剥離が生じないも
のを○、生じたものを×として示す。

【０１０６】（３）耐候性 耐候性を試験するため、サンシャインウエザオメーター
（スガ試験機社製）に太陽電池モジュールを投入し、メ
タルハライドランプによる光照射（照射強度：３００ｎ
ｍ−４００ｎｍにおいて１０００Ｗ／ｍ²、雰囲気：ブ
ラックパネル温度６３℃／湿度７０％ＲＨ）を行いなが
ら、２時間おきに１８分間の降雨を繰り返す促進耐候性
試験を行い、１４００時間後の外観上の変化を観察し
た。

【０１０７】下記表５に、観察結果として、変化の無い
ものは○として示す。なお、変化のあったものは、その
状況を簡単にコメントした。

【０１０８】（４）耐湿性 耐湿性を試験するために、環境試験機に太陽電池モジュ
ールを投入し、温度８５℃／湿度８５％ＲＨの環境下に
１０００時間放置し、外観上の変化を観察した。

【０１０９】下記表５に、観察結果として、変化の無い
ものは○として示す。なお、変化のあったものは、その
状況を簡単にコメントした。

【０１１０】＜実施例５＞実施例５の太陽電池モジュー
ルは、実施例４に対して、最表面部材１０３として太陽
電池用の白板強化ガラスを使用し、表面封止材１０２と
して実施例２で作製したポリマーブレンドを使用し、最
裏面部材１０５としてアルミラミネートテドラーフィル
ムを使用した以外は、実施例４と同様にして太陽電池モ
ジュールを作製した。

【０１１１】ただし、耐スクラツチ性試験に関しては、
最表面部材が白板強化ガラスであり、有意差を生じない
ので評価を行わなかった。

【０１１２】評価結果を、下記表５に示す。

【０１１３】＜実施例６＞実施例６の太陽電池モジュー
ルは、実施例４に対して、表面封止材１０２として実施
例３で作製したポリマーブレンドを使用した以外は、実
施例４と同様にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１１４】評価結果を、下記表５に示す。

【０１１５】＜実施例７＞実施例７の建材一体型太陽電
池モジュールは、実施例４に対して、表面封止材１０２
として実施例２で作製したポリマーブレンドを使用し、
最裏面部材１０５として屋根材用金属鋼板を使用して建
材一体型太陽電池モジュールを作製した。さらに、建材
一体型太陽電池モジュール作製後、最裏面部材１０５の
裏面に断熱材を張り付け、通常の金属屋根設置と同様に
野地板上に設置し、屋根表面温度と樹脂表面の状態を観
察した。

【０１１６】＜比較例１＞ＥＭＡＡとアイオノマー樹脂
Ａの貯蔵弾性率（Ｅ’、図３参照）、損失弾性率
（Ｅ”、図４参照）曲線および全光線透過率を、それぞ
れ実施例１と同様に測定した（図５参照）。

【０１１７】また、実施例１と同様に、ＥＭＡＡおよび
アイオノマー樹脂Ａと四フッ化エチレン−エチレン共重
合体フィルムのプラズマ処理面側、ＥＭＡＡおよびアイ
オノマー樹脂Ａと白板強化ガラス、ＥＭＡＡおよびアイ
オノマー樹脂Ａとポリエステル塗装鋼板の塗装面側、Ｅ
ＭＡＡおよびアイオノマー樹脂Ａと光入射面にアクリル
ウレタン樹脂からなる透明硬質有機樹脂薄膜層を有した
光起電力素子の光入射面側との剥離強度をそれぞれ測定
した。

【０１１８】評価結果を、それぞれ下記表１、２、３、
４に示す。

【０１１９】＜比較例２＞ＥＭＡとアイオノマー樹脂Ｂ
の貯蔵弾性率（Ｅ’、図６参照）、損失弾性率（Ｅ”、
図７参照）曲線および全光線透過率（図８参照）を、そ
れぞれ実施例１と同様に測定した。

【０１２０】また、実施例１と同様に、ＥＭＡおよびア
イオノマー樹脂Ｂと四フッ化エチレン−エチレン共重合
体フィルムのプラズマ処理面側、ＥＭＡおよびアイオノ
マー樹脂Ｂと白板強化ガラス、ＥＭＡおよびアイオノマ
ー樹脂Ｂとポリエステル塗装鋼板の塗装面側、ＥＭＡお
よびアイオノマー樹脂Ｂと光入射面にアクリルウレタン
樹脂からなる透明硬質有機樹脂薄膜層を有した光起電力
素子の光入射面側との剥離強度をそれぞれ測定した。

【０１２１】評価結果を、それぞれ下記表１、２、３、
４に示す。

【０１２２】＜比較例３＞ＥＶＡとアイオノマー樹脂Ｃ
の貯蔵弾性率（Ｅ’、図９参照）、損失弾性率（Ｅ”、
図１０参照）曲線および全光線透過率（図１１参照）
を、それぞれ実施例１と同様に測定した。

【０１２３】また、実施例１と同様に、ＥＶＡおよびア
イオノマー樹脂Ｃと四フッ化エチレン−エチレン共重合
体フィルムのプラズマ処理面側、ＥＶＡおよびアイオノ
マー樹脂Ｃと白板強化ガラス、ＥＶＡおよびアイオノマ
ー樹脂Ｃとポリエステル塗装鋼板の塗装面側、ＥＶＡお
よびアイオノマー樹脂Ｃと光入射面にアクリルウレタン
樹脂からなる透明硬質有機樹脂薄膜層を有した光起電力
素子の光入射面側との剥離強度をそれぞれ測定した。

【０１２４】評価結果を、それぞれ下記表１、２、３、
４に示す。

【０１２５】＜比較例４＞比較例４の太陽電池モジュー
ルは、実施例４に対して、表面封止材１０２としてＥＭ
ＡＡを使用した以外は、実施例４と同様にして太陽電池
モジュールを作製した。

【０１２６】評価結果を、下記表５に示す。

【０１２７】＜比較例５＞比較例５の太陽電池モジュー
ルは、実施例４に対して、表面封止材１０２としてアイ
オノマー樹脂Ａを使用した以外は、実施例４と同様にし
て太陽電池モジュールを作製した。

【０１２８】評価結果を、下記表５に示す ＜比較例６＞比較例６の太陽電池モジュールは、実施例
５に対して、表面封止材１０２としてＥＭＡを使用した
以外は、実施例５と同様にして太陽電池モジュールを作
製した。

【０１２９】ただし、耐スクラッチ性試験に関しては、
最表面部材が白板強化ガラスであり、有意差が生じない
ので評価を行わなかった。

【０１３０】評価結果を、下記表５に示す。

【０１３１】＜比較例７＞比較例７の太陽電池モジュー
ルは、実施例５に対して、表面封止材１０２としてアイ
オノマー樹脂Ｂを使用した以外は、実施例５と同様にし
て太陽電池モジュールを作製した。

【０１３２】ただし、耐スクラツチ性試験に関しては、
最表面部材が白板強化ガラスであり、有意差が生じない
ので評価を行わなかった。

【０１３３】評価結果を、下記表５に示す。

【０１３４】＜比較例８＞比較例８の太陽電池モジュー
ルは、実施例６に対して、表面封止材１０２としてＥＶ
Ａを使用した以外は、実施例６と同様にして太陽電池モ
ジュールを作製した。

【０１３５】評価結果を、下記表５に示す。

【０１３６】＜比較例９＞比較例９の太陽電池モジュー
ルは、実施例６に対して、表面封止材１０２としてアイ
オノマー樹脂Ｃを使用した以外は、実施例６と同様にし
て太陽電池モジュールを作製した。

【０１３７】評価結果を、下記表５に示す ＜比較例１０＞比較例１０の建材一体型太陽電池モジュ
ールは、実施例７に対して、表面封止材１０２としてＥ
ＭＡを使用した以外は、実施例７と同様にして建材一体
型太陽電池モジュールを作製した。

【０１３８】さらに、建材一体型太陽電池モジュール作
製後、最裏面部材１０５の裏面に断熱材を張り付け、通
常の金属屋根設置と同様に野地板上に設置し、屋根表面
温度と樹脂表面の状態を観察し、実施例７と比較した。

【０１３９】＜比較例１１＞比較例１１の建材一体型太
陽電池モジュールは、実施例７に対して、表面封止材１
０２としてアイオノマー樹脂Ｂを使用した以外は、実施
例７と同様にして建材一体型太陽電池モジュールを作製
した。

【０１４０】さらに、建材一体型太陽電池モジュール作
製後、最裏面部材１０５の裏面に断熱材を張り付け、通
常の金属屋根設置と同様に野地板上に設置し、屋根表面
温度と樹脂表面の状態を観察し、実施例７と比較した。

【０１４１】

【表１】

【０１４２】

【表２】

【０１４３】

【表３】

【０１４４】

【表４】

【０１４５】

【表５】

【０１４６】図３、４、６、７、９、１０より明らかな
ように、本発明の太陽電池封止用組成物であるポリマー
ブレンドは、ポリオレフィン系共重合体にアイオノマー
樹脂が混練されることで、貯蔵弾性率（Ｅ’）、損失弾
性率（Ｅ”）が向上し、ポリオレフィン系共重合体単独
の場合と比較して機械的特性が改良されている。

【０１４７】また、図５、８、１１より明らかなよう
に、ポリオレフィン系共重合体とアイオノマー樹脂が混
練されることにより、ポリマーブレンドの透明性が大き
く損なわれることがなく、太陽電池用封止組成物として
優れた透明性を有している。

【０１４８】上記表５は、表面封止材１０２に本発明の
太陽電池封止用組成物であるポリマーブレンドを用いて
作製した太陽電池モジュールと、ポリオレフィン系共重
合体、アイオノマー樹脂を用いて作製した太陽電池モジ
ュールの評価結果を示すものである。

【０１４９】表５から明らかなように、アイオノマー樹
脂を表面封止材として用いた場合には、耐スクラッチ
性、耐クリープ性は優れているものの耐候性、耐湿性試
験においては、表面封止材１０２と光起電力素子１０１
の界面、表面封止材１０２と最表面部材１０３の界面、
表面封止材１０２と最裏面部材１０５の界面で剥離が生
じていた。これは、表ｌ、２、３、４に示されるよう
に、それぞれの材料に対する接着性が、アイオノマー樹
脂の場合には極端に低いためである。

【０１５０】また、表面封止材１０２にポリオレフィン
系共重合体（ＥＭＡＡ、ＥＭＡ、ＥＶＡ）を用いた場合
には、耐候性、耐湿性試験では良好な結果が得られる
が、ＥＭＡＡ、ＥＭＡの場合、耐クリープ性に劣り、Ｅ
ＶＡでは耐クリープ性、耐スクラッチ性が著しく劣って
いた。これは、表１、２、３、４に示されるように、ポ
リオレフィン系共重合体の接着性が優れており、耐候
性、耐湿性試験においてアイオノマー樹脂を用いた時の
ような剥離現象は生じないため、良好な結果が得られた
ものである。しかし、図３、４、６、７、９、１０に示
されるように、その機械的特性が十分でないため、耐ス
クラッチ性、耐クリープ性では、太陽電池モジュールと
して必要とされる性能を有していないことがわかる。

【０１５１】一方、表面封止材１０２にポリオレフィン
系共重合体とアイオノマー樹脂とのポリマーブレンドを
用いた場合には、太陽電池モジュールの耐スクラッチ
性、耐クリープ性はポリオレフィン系共重合体のものと
比較して優れており、アイオノマー樹脂と同等の性能を
有している。これは、ポリオレフィン系共重合体に高強
度かつ耐熱性の優れたアイオノマー樹脂の特性が反映さ
れたためである。また、接着性に優れたポリオレフィン
系共重合体が含まれており、耐候性、耐湿性試験で観察
されたアイオノマー樹脂の剥離現象は、ポリマーブレン
ドにおいては見られなかった。これは、表１、２、３、
４に示されるように、アイオノマー樹脂単体の場合と比
較して、ポリマーブレンドの接着性が大きく向上してい
るためであり、アイオノマー樹脂をブレンドすることに
より、表面封止材１０２の耐候性、耐湿性を損なわない
ことが示された。

【０１５２】実施例７、比較例１０、比較例１１におい
て、屋根材の表面封止材温度は最高で８６℃に達した。
その後、屋根表面を観察した所、実施例７においては変
化は見られなかったが、比較例１０においては屋根表面
に施されている樹脂が歪み、波打っていることがわかっ
た。これは、実施例７の樹脂が、耐熱性、耐クリープ性
を向上させたものであるのに対し、比較例１０において
は樹脂の耐熱性、耐クリープ性が向上していないため、
建材一体型の厳しい温度条件に耐えることができないた
めである。

【０１５３】また、比較例１１では、表面封止材と光起
電力素子、および最表面部材との間で剥離現象が生じて
いた。これは、表１、２、３、４に示されるように、ア
イオノマー樹脂単体の場合には、基材に対する剥離強度
が小さく、接着性に乏しいためである。したがって、屋
外暴露という環境下においては、アイオノマー樹脂の接
着性が長期間維持することが困難であることが示され
た。

【０１５４】

【発明の効果】本発明の太陽電池封止用組成物は、接着
性、耐候性、透明性に優れたポリオレフィン共重合体
と、耐熱性、機械的強度を有したアイオノマー樹脂とか
らなるポリマーブレンドまたはポリマーアロイからな
り、これにより接着性、耐候性、透明性および耐熱性、
機械的強度に優れた封止材を提供することが可能とな
る。

【０１５５】また、本発明の太陽電池封止用組成物であ
るポリマーブレンドまたはポリマーアロイを封止材に使
用した太陽電池モジュールは、接着性、耐候性、透明性
を有しつつ、耐熱性、機械的強度を向上させた封止材を
使用しており、長期間の屋外暴露や促進耐候性試験にお
いて、従来よりも耐熱性、耐候性、耐クリープ性、耐ス
クラッチ性が向上した信頼性の高い太陽電池モジュール
を提供することが可能となる。

【０１５６】また、耐熱性を向上させたことから、建材
のように高温下での厳しい使用条件においても使用する
ことができ、優れた建材一体型太陽電池モジュールを提
供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの概略構成を示す
断面図である。

【図２】図１に示す太陽電池モジュールで使用する光起
電力素子の基本構成を示すもので、（ａ）は断面図、
（ｂ）は受光面側から見た上面図である。

【図３】実施例１、比較例１における貯蔵弾性率
（Ｅ’）曲線である。

【図４】実施例１、比較例１における損失弾性率
（Ｅ”）曲線である。

【図５】実施例１、比較例１における透過率曲線であ
る。

【図６】実施例２、比較例２における貯蔵弾性率
（Ｅ’）曲線である。

【図７】実施例２、比較例２における損失弾性率
（Ｅ”）曲線である。

【図８】実施例２、比較例２における透過率曲線であ
る。

【図９】実施例３、比較例３における貯蔵弾性率
（Ｅ’）曲線である。

【図１０】実施例３、比較例３における損失弾性率
（Ｅ”）曲線である。

【図１１】実施例３、比較例３における透過率曲線であ
る。

【符号の説明】

１０１ 光起電力素子 １０２ 表面封止材 １０３ 最表面部材 １０４ 裏面封止材 １０５ 最裏面部材 ２００ 光起電力素子 ２０１ 導電性基体 ２０２ 裏面反射層 ２０３ 半導体光活性層 ２０４ 透明導電層 ２０５ 集電電極 ２０６ａ プラス側出力端子 ２０６ｂ マイナス側出力端子 ２０７ 導電性接着剤 ２０８ ステンレス半田 ２０９ 絶縁体

フロントページの続き (72)発明者 塩塚 秀則 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山田 聡 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 4J002 BB06W BB07W BB23X GQ00 5F051 BA17 BA18 JA04

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一種のポリオレフィン系共重
   合体と、少なくとも一種のアイオノマー樹脂からなるポ
   リマーブレンドまたはポリマーアロイであることを特徴
   とする太陽電池封止用組成物。
2. 【請求項２】 前記ポリマーブレンドまたは前記ポリマ
   ーアロイ中に、前記アイオノマー樹脂成分が５〜５０重
   量％含有されていることを特徴とする請求項１記載の太
   陽電池封止用組成物。
3. 【請求項３】 前記アイオノマー樹脂の融点（ＤＳＣ
   法）が、８０℃以上であることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の太陽電池封止用組成物。
4. 【請求項４】 前記アイオノマー樹脂が、エチレン−不
   飽和脂肪酸共重合体の金属塩、エチレン−不飽和脂肪酸
   エステル−不飽和脂肪酸３元共重合体の金属塩、エチレ
   ン−ビニルエステル−不飽和脂肪酸３元共重合体の金属
   塩のうちのいずれかから選択されることを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池封止用組成
   物。
5. 【請求項５】 前記ポリオレフィン系共重合体が、エチ
   レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル
   酸エステル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重
   合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル多元共重合
   体、エチレン−(メタ)アクリル酸多元共重合体のうちの
   いずれかから選択されることを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の太陽電池封止用組成物。
6. 【請求項６】 前記ポリマーブレンドおよび前記ポリマ
   ーアロイは、光波長４００ｎｍ〜１０００ｎｍの空気を
   リファレンスとした全光線透過率が、厚さ０．５ｍｍで
   ８０％以上であることを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれかに記載の太陽電池封止用組成物。
7. 【請求項７】 前記ポリマーブレンドまたは前記ポリマ
   ーアロイのメルトフローレート(ＡＳＴＭ Ｄ−１２３
   ８、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇで測定した値)が
   ０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下であ
   ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
   太陽電池封止用組成物。
8. 【請求項８】 最表面部材と最裏面部材の間に封止材を
   介して光起電力素子が配置され、前記光起電力素子が表
   面封止材と裏面封止材の少なくとも２層により封止され
   てなる太陽電池モジュールにおいて、 前記表面封止材が、少なくとも一種のポリオレフィン系
   共重合体と、少なくとも一種のアイオノマー樹脂からな
   るポリマーブレンドまたはポリマーアロイであることを
   特徴とする太陽電池モジュール。
9. 【請求項９】 前記ポリマーブレンドまたは前記ポリマ
   ーアロイ中に、前記アイオノマー樹脂成分が５〜５０重
   量％含有されていることを特徴とする請求項８記載の太
   陽電池モジュール。
10. 【請求項１０】 前記アイオノマー樹脂の融点（ＤＳＣ
    法）が８０℃以上であることを特徴とする請求項８また
    は９記載の太陽電池モジュール。
11. 【請求項１１】 前記アイオノマー樹脂が、エチレン−
    不飽和脂肪酸共重合体の金属塩、エチレン−不飽和脂肪
    酸エステル−不飽和脂肪酸３元共重合体の金属塩、エチ
    レン−ビニルエステル−不飽和脂肪酸３元共重合体の金
    属塩のうちのいずれかから選択されることを特徴とする
    請求項８乃至１０のいずれかに記載の太陽電池モジュー
    ル。
12. 【請求項１２】 前記ポリオレフィン系共重合体が、エ
    チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリ
    ル酸エステル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共
    重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル多元共重
    合体、エチレン−(メタ)アクリル酸多元共重合体のうち
    のいずれかから選択されることを特徴とする請求項８乃
    至１１のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
13. 【請求項１３】 前記ポリマーブレンドおよび前記ポリ
    マーアロイは、光波長４００ｎｍ〜１０００ｎｍの空気
    をリファレンスとした全光線透過率が、厚さ０．５ｍｍ
    で８０％以上であることを特徴とする請求項８乃至１２
    のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
14. 【請求項１４】 前記ポリマーブレンドまたは前記ポリ
    マーアロイのメルトフローレート (ＡＳＴＭ Ｄ−１
    ２３８、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇで測定した値)
    が０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下で
    あることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれかに記
    載の太陽電池モジュール。
15. 【請求項１５】 前記最表面部材が、フッ素樹脂フィル
    ムもしくはアクリル樹脂フィルムであることを特徴とす
    る請求項８乃至１４のいずれかに記載の太陽電池モジュ
    ール。
16. 【請求項１６】 前記太陽電池モジュールが、建材一体
    型であることを特徴とする請求項８乃至１５のいずれか
    に記載の太陽電池モジュール。
17. 【請求項１７】 前記太陽電池モジュールの動作環境に
    おいて、前記表面封止材の最高到達温度が８０℃以上１
    ２０℃以下であることを特徴とする請求項８乃至１６の
    いずれかに記載の太陽電池モジュール。