JP2006303234A

JP2006303234A - 太陽電池用接着シート

Info

Publication number: JP2006303234A
Application number: JP2005123797A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Inoue; 憲一井上
Original assignee: Sekisui Film Co Ltd
Current assignee: Sekisui Film Co Ltd
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: JP4662806B2

Abstract

【課題】本発明は、安定して効率良く成形できる、均一な品質の太陽電池用接着シートを提供する。
【解決手段】エチレン系共重合体と有機過酸化物よりなる、三層以上の樹脂シートが積層されている太陽電池用接着シートであって、両側最外層はエチレン系共重合体１００重量部と有機過酸化物０．０５重量部以上、０．３重量部未満よりなり、内層はエチレン系共重合体１００重量部と有機過酸化物０．３重量部〜３重量部よりなり、両側最外層の厚みの和が全体の２０％以下であることを特徴とする太陽電池用接着シート。
【選択図】なし

Description

本発明は、太陽電池用モジュールを作製する際、太陽電池素子と基板とを接合するのに好適に用いられる太陽電池用接着シートに関する。

シリコンやセレンの半導体ウェハーからなる太陽電池モジュールとしては、これらの太陽電池素子の両面にエチレン系共重合体などの接着性シートを積層し、その一面に上部保護材を、他の面に下部基板保護材を重ね合わせ、真空中で脱気すると共に加熱することによりこれれが一体に接着されたものが使用されている。

上記接着性シートは、透明性、耐候性、接着性等が要求されるので、エチレン系共重合体と有機過酸化物からなる接着性シートが提案されている。

例えば、有機過酸化物を含有するエチレン系共重合体からなる太陽電池モジュール用保護シートにおいて、有機過酸化物として、ジアルキルパーオキサイド（Ａ）と、アルキルパーオキシエステル及びパーオキシケタールからなる群より選ばれる少なくとも１種の過酸化物（Ｂ）を、（Ａ）／（Ｂ）の重量比が１０／９０〜９０／１０の割合で配合したものを用いることを特徴とする太陽電池モジュール用保護シートが提案されており、ジアルキルパーオキサイド（Ａ）の１時間半減期温度が１３０〜１６０℃であり、過酸化物（Ｂ）の１時間半減期温度が１００〜１３５℃が好ましいとされている（特許文献１参照。）。又、その製造方法としてはＴダイによる押出成形方法が記載されている。
特開平１１−２６７９１号公報

しかしながら、エチレン系共重合体をＴダイを用いて押出成形する際に、押出機やＴダイ内でエチレン系共重合体が滞留すると、長時間の熱履歴により架橋剤が反応して増粘やゲルの生成が起こる。特に、Ｔダイ内では、エチレン系共重合体が展開されることによりエチレン系共重合体と金型内面の接触面積が増大し、流速の遅い、滞留しやすいエチレン系共重合体層ができる。

Ｔダイが約８０〜１１０℃の場合、エチレン系共重合体の溶融粘度が高いため、Ｔダイ内面で樹脂が滞留しやすい。又、１時間半減期温度が１００〜１３５℃の有機過酸化物が配合されている場合には、このような温度でも長時間滞留すると架橋反応が進行し、エチレン系共重合体が増粘し、更に滞留しやすくなる。

又、Ｔダイが約１１０〜１３０℃の場合、１時間半減期温度が１００〜１３５℃の有機過酸化物を使用した場合にはその一部が反応して、エチレン系共重合体が増粘し、この温度でも滞留しやすくなる。

このようにＴダイ内でエチレン系共重合体が滞留すると、滞留した部分は熱履歴によって増粘・ゲル化が更に進行する。増粘・ゲル化によりエチレン系共重合体粘度が不均一になると、Ｔダイ内のエチレン系共重合体の流れが不均一になり、厚み不良を引き起こしたり、更にゲル化が進むと、Ｔダイ内の一部でエチレン系共重合体が固化したりする。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、安定して効率良く成形できる、均一な品質の太陽電池用接着シートを提供することを目的とする。

本発明の太陽電池用接着シートは、エチレン系共重合体と有機過酸化物よりなる、三層以上の樹脂シートが積層されている太陽電池用接着シートであって、両側最外層はエチレン系共重合体１００重量部と有機過酸化物０．０５重量部以上、０．３重量部未満よりなり、内層はエチレン系共重合体１００重量部と有機過酸化物０．３重量部〜３重量部よりなり、両側最外層の厚みの和が全体の２０％以下であることを特徴とする。

本発明で使用されるエチレン系共重合体は、エチレンと、エチレンと共重合しうる共重合性モノマーとの共重合体であり、該共重合性モノマーとしては、接着性、透明性の観点から、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸エステル等が挙げられ、これら共重合性モノマーはエチレンと単独で共重合されていてもよいし、２種以上の共重合性モノマーが共重合されていてもよい。

エチレン系共重合体中に含まれる共重合性モノマーの含有量は、特に限定されるものではないが、５〜５０重量％であることが好ましい。共重合性モノマーの含有量が５重量％未満であると、太陽電池形成後の透明性が不足し、太陽電池の発電性能が十分でなくなる恐れがあり、５０重量％を超えると、製膜が満足にできない、あるいは太陽電池シートの強度が不足する恐れがある。

上記エチレン系共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましく、エチレン−酢酸ビニル共重合体は酢酸ビニル含量が５〜５０重量部であるのが好ましい。

本発明で使用される有機過酸化物としては、例えば、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ヘキシルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ジ（４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキシル）プロパン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（３−メチルベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、２，２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル−４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート等が挙げられ、これら有機過酸化物は単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。

本発明の太陽電池用接着シートは、エチレン系共重合体と有機過酸化物よりなる、三層以上の樹脂シートが積層されている太陽電池用接着シートであって、両側最外層はエチレン系共重合体１００重量部と有機過酸化物０．０５重量部以上、０．３重量部未満よりなる。

両側最外層の有機過酸化物の添加量が、０．０５重量部未満である場合には、太陽電池の製造工程中に側面から太陽電池用接着シートがはみ出したり、あるいは太陽電池設置後の耐久性が十分でなくなる恐れがある。又、０．３重量部以上添加した場合、押出成形する際に滞留部でゲル化し均一なシートが得られない恐れがある。

又、内層はエチレン系共重合体１００重量部と有機過酸化物０．３重量部〜３重量部よりなる。有機過酸化物の添加量が０．３重量部未満の場合、太陽電池形成後に十分な耐久性が得られない恐れがあり、３重量部より多く添加した場合には、耐久性はそれほど向上せずに、太陽電池製造時に気泡が発生してしまう、シートが着色しやすくなるなどの問題が発生する恐れがある。

本発明の太陽電池用接着シートは両側最外層の厚みの和が全体の２０％以下である。両側最外層の厚みの和が２０％より大きい場合には、十分な耐久性が得られなくなる恐れがある。

本発明の太陽電池用接着シートには、必要に応じて、架橋助剤、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤がそれぞれ１種もしくは２種以上添加されてもよい。上記添加剤は公知のものを用いることができ、添加量は本発明の課題達成を損なわない範囲で添加すればよい。

本発明の太陽電池接着用シートの成形には、一般的な多層Ｔダイ押出機を用いることができ、例えば、押出機は２台以上使用し、両側最外層用の樹脂組成物及び内層用の樹脂組成物を、有機過酸化物が実質的に分解しない温度で溶融混練し、多層Ｔダイ押出機で押出成形し、Ｔダイから押出された溶融樹脂シートは、冷却ロールで冷却、固化され、巻き取る。

溶融混練は、使用する有機過酸化物の１時間半減期温度より１０℃以上低い温度で実施するのが好ましい。２種以上の有機過酸化物を使用する場合は、最も低い１時間半減期温度よりも１０℃以上低い温度で溶融混練するのが好ましい。

本発明の太陽電池接着用シートは太陽電池モジュールのラミネート工程での脱気性を向上させるために、シートの表面にエンボス模様を賦型するのが好ましい。シートの表面にエンボス模様を賦型する方法としては、例えば、溶融樹脂がＴダイから押出された直後に、表面にエンボス模様を施した冷却ロールでニップする方法や、一旦冷却されたシートを再加熱して、エンボスロールとゴムロールとでニップする方法等公知のエンボス賦型方法が挙げられる。

本発明の太陽電池接着用シートの構成は上述の通りであるから、安定して効率良く成形でき、得られる太陽電池接着用シートは品質の均一なものとなる。

以下、本発明の実施例について説明するが、下記の例に限定されるものではない。

（実施例１〜３、比較例１〜４）
エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量２８重量％、ＭＦＲ２０ｇ／１０ｍｉｎ）１００重量部、トリアリルイソシアヌレート０．３重量部、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン０．１重量部、２, ６−ジ−t −ブチル−４−メチルフェノール０．１重量部、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン０．３重量部及び表１に示した所定量の有機過酸化物よりなる樹脂組成物を、３台の押出機からフィードブロックに供給し、Ｔダイ法にて樹脂温度１２０℃で押出成形して、厚さ０．５ｍｍの３層の太陽電池用接着シートを得た。尚、押出成形後、冷却引取する際に深さ０．２ｍｍのエンボス加工を施した。但し、比較例３については安定した成形ができなかったため一部評価を省略した。

得られた太陽電池用接着シートのゲル分率及び耐冷湿熱サイクル試験を下記の方法で行い、結果を表１に示した。

（１）ゲル分率押出開始後１時間後及び２４時間後に得られた太陽電池用接着シートの幅方向に２点（端部から５ｃｍ及び中央）測定した。又、太陽電池用接着シートを離型シートにはさみ、１５０℃で１０分間加熱して架橋した後のゲル分率を測定した。ゲル分率は、試料０．２ｇを５０ｍｌのキシレンに浸漬して１１０℃で１２時間加熱溶解した後、２００メッシュの金網で不溶分をろ別し、８０℃で４時間減圧乾燥した後、不溶分の試料に対する重量％で示した。

（２）耐冷湿熱サイクル試験得られた２枚の太陽電池用接着シートの間に、複数個の太陽電池用シリコン半導体ウエハーをインターコネクターを用いて直列に配列し、上側シート上面に透明平板ガラスを、下側シート下面にポリフッ化ビニル樹脂シートをそれぞれ重ね合わせ、加熱温度１５０℃、減圧度１０ｍｍＨｇ、大気圧プレス下で１０分間加熱接着して、太陽電池モジュールを作製した。

得られた太陽電池モジュールを−２０℃で６時間放置した後、−２０℃から＋８５℃まで１時間を要して昇温し、＋８５℃８５％ＲＨの雰囲気下に６時間放置した後、＋８５℃から−２０℃まで１時間を要して冷却する工程を１サイクルとして、１０サイクル経過後の太陽電池モジュールの外観を目視で観察し、変色、剥離等の異常の有無を判定した。

Claims

エチレン系共重合体と有機過酸化物よりなる、三層以上の樹脂シートが積層されている太陽電池用接着シートであって、両側最外層はエチレン系共重合体１００重量部と有機過酸化物０．０５重量部以上、０．３重量部未満よりなり、内層はエチレン系共重合体１００重量部と有機過酸化物０．３重量部〜３重量部よりなり、両側最外層の厚みの和が全体の２０％以下であることを特徴とする太陽電池用接着シート。