JP2008153520A - 太陽電池用封止膜及びこれを用いた太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】高温での使用環境下であっても絶縁不良の発生を抑制することが可能な太陽電池用封止膜を提供する。
【解決手段】エチレン−極性モノマー共重合体及び架橋剤を含む膜を架橋硬化させた太陽電池用封止膜であって、
２５℃のテトラヒドロフランに２２時間浸漬させた後の膨潤度が８以下であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
【選択図】なし

Description

本発明は、エチレン−極性モノマー共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に高温での絶縁性に優れる太陽電池用封止膜に関する。

近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接、変換する太陽電池が広く使用され、さらなる開発が進められている。

太陽電池は、一般に、図１に示すように、表面側透明保護部材１１と裏面側保護部材（バックカバー）１２との間に表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、シリコン発電素子などの太陽電池用セル１４を複数、封止した構成とされている。このように太陽電池では、高い発電量を得るために、電池内部で複数の太陽電池用セル１４を直列接続又は並列接続し、絶縁性の表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂで封止される。

従来の太陽電池に用いられる表面側透明保護部材には、電池内に太陽光をなるべく効率よく入射させて太陽電池用セルに集光するために、ガラス基板などの透明基板が用いられている。一方、裏面側保護部材には、電池内部への水分侵入などを防止するために、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルムや、これらのプラスチックフィルム表面に銀からなる蒸着膜が形成されたものが用いられている。

また、表面側および裏面側に用いられる封止膜には、電池内部への異物や水分の侵入を防止するとともに、太陽電池セルや電極間の絶縁性を確保できることが求められる。このような観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）などのエチレン−極性モノマー共重合体からなるフィルムが用いられている（特許文献１）。

例えば、ＥＶＡからなる封止膜を用いた太陽電池は、一般的には、ＥＶＡおよび架橋剤などを含むＥＶＡ組成物を成膜することにより封止膜を形成した後、表面側透明保護部材、表面側封止膜、太陽電池用セル、裏面側封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層し、加熱加圧して封止膜を架橋硬化させて接着一体化することにより製造される。

このように従来の封止膜では、有機過酸化物などの架橋剤を用いて架橋密度を向上させることにより、膜強度や耐久性を向上させている。架橋剤の活性化方法には、熱分解法、レドックス分解法及びイオン分解法などがあるが、熱分解法を用いるのが一般的である。

特開２０００−１８３３８５号公報

太陽電池では、入射した太陽光から発電した電気を確実に電池外部へ取り出すことが必要である。そのため、太陽電池用封止膜には電池内部の太陽電池セルや電極間の絶縁性を確保して、リーク電流の発生を防止する必要がある。

しかしながら、太陽電池は、屋外などの高温、高湿度、風雨に曝される過酷な環境下で使用され、特定の使用環境にあっては未だ十分な発電性能を発揮できない場合があった。すなわち、真夏の炎天下や車内などでは太陽電池の表面温度が８０℃を超える場合がある。このような、極めて高温の環境下で太陽電池を使用すると、太陽電池用封止膜の絶縁性が低下することにより絶縁不良が発生し、太陽電池の発電性能を低下させる場合があった。

そこで、本発明は、高温での使用環境下であっても絶縁不良の発生を抑制することが可能な太陽電池用封止膜を提供することを目的とする。

また、本発明は、前記太陽電池用封止膜を用いて封止された太陽電池を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題に鑑み種々の検討を行った結果、架橋硬化後に所定の膨潤度を満たす太陽電池用封止膜を用いて太陽電池内部を封止することにより、高温の使用環境下であっても絶縁不良の発生が著しく低下された太陽電池が得られることを見出した。

すなわち、本発明は、エチレン−極性モノマー共重合体及び架橋剤を含む膜を架橋硬化させた太陽電池用封止膜であって、
２５℃のテトラヒドロフランに２２時間浸漬させた後の膨潤度が８以下であることを特徴とする太陽電池用封止膜により上記課題を解決する。

以下に、本発明の太陽電池の好ましい態様を列記する。

（１）前記エチレン−極性モノマー共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。これにより太陽電池の発電性能を向上させることが可能となる。

（２）前記架橋剤の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜３．０質量部である。

（３）前記架橋剤が、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンである。

（４）前記膜が、さらに架橋助剤を、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜３．０質量部含む。

（５）前記架橋助剤が、トリアリルシアヌレート及び／又はトリアリルイソシアヌレートである。

（６）前記膜が、さらにシランカップリング剤を、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜０．７質量部含む。

（７）前記シランカップリング剤が、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。

（８）前記架橋硬化は、前記膜を１５０〜１６０℃で１５〜６０分間、加熱することにより行う。

本発明によれば、真夏の炎天下や車内などの高温の作動環境下であっても、太陽電池用封止膜の絶縁性の低下が抑制されることにより、十分な発電性能を発揮することができ、信頼性及び安全性に優れた太陽電池を提供することが可能となる。

まず、本発明の架橋硬化された太陽電池用封止膜を用いて封止された太陽電池の構成について説明する。

前記太陽電池の構成は、図１に示すように、裏面側保護部材１２、裏面側封止膜１３Ｂ、太陽電池用セル１４、表面側封止膜１３Ａ及び表面側透明保護部材１１をこの順で積層し、加熱加圧など常法に従って表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂを架橋硬化させた構成を有する。なお、本発明において、太陽電池用セルに対して受光面側を「表面側」と称し、太陽電池セルの受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。

太陽電池に用いられる太陽電池用封止膜は、一般的に、エチレン−極性モノマー共重合体及び架橋剤を含む組成物を常法に従って成膜することにより製造されるが、その後に太陽電池を組み立てる際に電池内部の他の構成部材を接着一体化させるために架橋硬化させられる。

本発明の太陽電池は、この架橋硬化後に２５℃のテトラヒドロフランに２２時間浸漬させた後の膨潤度が８以下である太陽電池用封止膜を用いていることを特徴とする。このような膨潤度を有する太陽電池用封止膜は、架橋反応によりエチレン−極性モノマー共重合体が二次元的、三次元的に高度に架橋された網目構造が形成されており、これにより高温環境下であっても優れた絶縁性を有し、リーク電流の発生を高く抑制された太陽電池を提供することが可能となる。

なお、本発明において膨潤度とは、架橋硬化後の太陽電池用封止膜を２５℃のテトラヒドロフランに２２時間浸漬させた後、浸漬前の乾燥した封止膜の質量と浸漬後の封止膜の質量との比を下記式により求めた値とする。

このように本発明に用いられる太陽電池用封止膜は、架橋硬化後の２５℃のテトラヒドロフランに対する膨潤度が８以下であるが、好ましくは１を超え８以下である。

本発明の太陽電池に用いられる架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、エチレン−極性モノマー共重合体及び架橋剤を含む組成物を常法に従って成膜することにより得られる。このようにして得られた太陽電池用封止膜は、太陽電池を組み立てる際に加熱などの手段を用いて架橋硬化膜とされる。

（エチレン−極性モノマー共重合体）
前記架橋硬化前の太陽電池用封止膜に用いられるエチレン−極性モノマー共重合体の極性モノマーとしては、不飽和カルボン酸、その塩、そのエステル、そのアミド、ビニルエステル、一酸化炭素などを例示することができる。より具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸、これら不飽和カルボン酸のリチウム、ナトリウム、カリウムなどの１価金属の塩やマグネシウム、カルシウム、亜鉛などの多価金属の塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル等の不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、一酸化炭素、二酸化硫黄などの一種又は二種以上などを例示することができる。

エチレン−極性モノマー共重合体としてより具体的には、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸共重合体、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン−アクリル酸ｎブチル共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸ｎブチル−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル−不飽和カルボン酸共重合体及びそのカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなエチレン−ビニルエステル共重合体などを代表例として例示することができる。

なかでも、エチレン−極性モノマー共重合体として、最も好ましくは、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が挙げられる。これにより、安価であり、高い透明性を有する太陽電池用封止膜とすることができ、太陽電池の発電性能を向上させることが可能となる。

エチレン−極性モノマー共重合体における極性モノマーの含有量は、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して２０〜３５質量部、さらに２２〜３０質量部、特に２４〜２８質量部とするのが好ましい。極性モノマーの含有量が、２０質量部未満であると加工性が低下し、得られるフィルムが硬質になりすぎる恐れがあり、３５質量部を超えると太陽電池用封止膜の粘性が低下して取扱いが困難となる恐れがある。

（架橋剤）
本発明に用いられる架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、エチレン−極性モノマー共重合体の他に、架橋剤を少なくとも含む。これにより、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋密度を向上させることができる。

本発明において、上述した所定の膨潤度を有する架橋硬化された太陽電池用封止膜とするには、架橋硬化前の太陽電池用封止膜において架橋剤の含有量および種類によって調整することができる。

前記架橋硬化前の太陽電池用封止膜における架橋剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜３．０質量部、より好ましくは０．３〜２．５質量部である。このような架橋剤の含有量とすることにより、架橋硬化後に上述した所定の膨潤度を有する太陽電池用封止膜とすることができ、高温環境下であっても絶縁不良の発生が抑制された太陽電池が得られる。

前記架橋剤としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生する有機過酸化物を使用することができる。有機過酸化物は、一般に、成膜温度、組成物の調整条件、硬化温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して選択される。特に、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上のものが好ましい。

前記有機過酸化物としては、樹脂の加工温度・貯蔵安定性の観点から例えば、２，５−ジメチルヘキサン、２，５−ジハイドロパーオキサイド、３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、ジクミルパーオキサイド、α，α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキシルモノカーボネート、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート；ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。

有機過酸化物として、特に好ましくは、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンが挙げられる。この有機過酸化物であれば、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋密度を向上させることができる。

（架橋助剤）
さらに、架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、架橋助剤を含んでいるのが好ましい。前記架橋助剤は、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋密度を向上させ、架橋硬化後の膨潤度が低い太陽電池用封止膜を形成することができる。

前記架橋助剤は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜３．０質量部、より好ましくは０．１〜２．５質量部で使用される。このような架橋助剤の含有量であれば、架橋助剤の添加によるガスの発生もなく、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋密度を向上させることができる。

前記架橋助剤（官能基としてラジカル重合性基を有する化合物）としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等の３官能の架橋助剤の他、（メタ）アクリルエステル（例、ＮＫエステル等）の単官能又は２官能の架橋助剤等を挙げることができる。なかでも、トリアリルシアヌレートおよび／またはトリアリルイソシアヌレートが好ましく、特にトリアリルイソシアヌレートが好ましい。

（接着向上剤）
架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、太陽電池内部の封止性能を考慮すると、優れた接着力を有するのが好ましい。したがって、前記架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、接着向上剤をさらに含んでいるのがよい。

前記接着向上剤としては、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。

前記シランカップリング剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．１〜０．７質量部、特に０．３〜０．６５質量部であることが好ましい。これにより安定した接着力を有し、架橋硬化後の膨潤度が低い太陽電池用封止膜が得られる。

前記シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。なかでも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましく挙げられる。

（その他）
本発明に用いられる架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、膜の種々の物性（機械的強度、透明性等の光学的特性、耐熱性、耐光性、架橋速度等）の改良あるいは調整のため、必要に応じて、受酸剤、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／又はエポキシ基含有化合物などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。

前記受酸剤としては、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸化物又は複合金属水酸化物が用いられ、発生する酢酸の量、及び用途に応じ適宜選択することができる。前記受酸剤として、具体的には、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、硼酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、フタル酸カルシウム、亜燐酸カルシウム、酸化亜鉛、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ホウ酸マグネシウム、メタホウ酸マグネシウム、メタホウ酸カルシウム、メタホウ酸バリウムなどの周期律表第２族金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、カルボン酸塩、珪酸塩、硼酸塩、亜燐酸塩、メタホウ酸塩など；酸化錫、塩基性炭酸錫、ステアリン酸錫、塩基性亜燐酸錫、塩基性亜硫酸錫、四酸化三鉛、酸化ケイ素、ステアリン酸ケイ素などの周期律表第１４族金属の酸化物、塩基性炭酸塩、塩基性カルボン酸塩、塩基性亜燐酸塩、塩基性亜硫酸塩など；酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄；ハイドロタルサイト類等の複合金属水酸化物；水酸化アルミニウムゲル化合物；などが挙げられる。これらは一種単独で用いられてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。

前記架橋硬化前の太陽電池用封止膜において、受酸剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜０．１５質量部とするのがよい。

前記可塑剤としては、特に限定されるものではないが、一般に多塩基酸のエステル、多価アルコールのエステルが使用される。その例としては、ジオクチルフタレート、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルブチレート、ブチルセバケート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、トリエチレングリコールジペラルゴネートを挙げることができる。可塑剤は一種用いてもよく、二種以上組み合わせて使用しても良い。可塑剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。

前記アクリロキシ基含有化合物及び前記メタクリロキシ基含有化合物としては、一般にアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体であり、例えばアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルやアミドを挙げることができる。エステル残基の例としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等の直鎖状のアルキル基、シクロヘキシル基、テトラヒドルフルフリル基、アミノエチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、３−クロロ−２−ヒドロキシプオピル基を挙げることができる。アミドの例としては、ジアセトンアクリルアミドを挙げることができる。また、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルも挙げることができる。

前記エポキシ含有化合物としては、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フェノール（エチレンオキシ）₅グリシジルエーテル、ｐ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、グリシジルメタクリレート、ブチルグリシジルエーテルを挙げることができる。

前記アクリロキシ基含有化合物、前記メタクリロキシ基含有化合物、または前記エポキシ基含有化合物は、それぞれ架橋硬化前の封止膜に含まれるエチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対してそれぞれ一般に０．５〜５．０質量部、特に１．０〜４．０質量部含まれていることが好ましい。

さらに、前記架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、紫外線吸収剤、光安定剤および老化防止剤を含んでいてもよい。

前記架橋硬化前の太陽電池用封止膜が紫外線吸収剤を含むことにより、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体が劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。前記紫外線吸収剤としては、特に制限されないが、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−ｎ−ドデシロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロ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−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく挙げられる。なお、上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。

前記架橋硬化前の太陽電池用封止膜が光安定剤を含むことによっても、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体が劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。前記光安定剤としてはヒンダードアミン系と呼ばれる光安定剤を用いることが好ましく、例えば、ＬＡ−５２、ＬＡ−５７、ＬＡ−６２、ＬＡ−６３ＬＡ−６３ｐ、ＬＡ−６７、ＬＡ−６８（いずれも（株）ＡＤＥＫＡ製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７７０、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７６５、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ６２２ＬＤ、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ ９４４ＬＤ（いずれもチバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）社製）、ＵＶ−３０３４（Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社製）等を挙げることができる。なお、上記光安定剤は、単独で使用しても、２種以上組み合わせて用いてもよく、その配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。

前記老化防止剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド〕等のヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、ラクトン系熱安定剤、ビタミンＥ系熱安定剤、イオウ系熱安定剤等が挙げられる。

上述した架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、エチレン−極性モノマー共重合体及び架橋剤を含む組成物を常法に従って成膜することにより、容易に製造することができる。例えば、前記組成物を、押出成形、カレンダー成形で加熱圧延して成膜する手段などによって行われる。尚、製膜時の加熱温度は、架橋剤が反応しない或いはほとんど反応しない温度とすることが好ましい。例えば、５０〜９０℃、特に４０〜８０℃とするのが好ましい。その後に、常法に従って太陽電池用封止膜を封止のために架橋硬化させればよい。

本発明の太陽電池用封止膜は、架橋硬化後に所定の膨潤度を有することを特徴とする。高温環境における絶縁不良の発生が低下された太陽電池用封止膜とするためには、架橋剤、架橋助剤などの種類及び含有量に応じて、所定の条件下で架橋硬化させた後の封止膜の膨潤度を規定するのが特に好ましい。

具体的には、前記膨潤度は、架橋硬化前の太陽電池用封止膜を、１５０〜１６０℃で１５〜６０分間、特に１５５〜１６０℃で２０〜４０分間、加熱することにより架橋硬化させた後の値とするのが好ましい。

また、太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であればよい。

本発明の太陽電池において、太陽電池用セルを十分に封止するには、図１に示すように、封止膜１３Ａ、１３Ｂの少なくとも一方に上述した太陽電池用封止膜を用い、表面側透明保護部材１１、封止膜１３Ａ、太陽電池用セル１４、封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２を積層した後に、封止膜１３Ａ、１３Ｂを架橋硬化させればよい。

前記太陽電池用封止膜の架橋硬化法としては、特に制限されることはなく、熱分解法、レドックス分解法及びイオン分解法など架橋剤の種類に応じて公知の方法を使用することができる。なかでも、容易に行えることから熱分解法を用いるのが好ましい。

前記架橋硬化するには、上記の通りにして得られた積層体を、温度１３５〜１８０℃で５〜４０分程度、加熱することにより行われるが、好ましくは１５０〜１６０℃で１５〜６０分間、特に好ましくは１５５〜１６０℃で２０〜４０分間、加熱して行われる。これにより、封止膜に含まれるエチレン−極性モノマー共重合体が架橋されることにより、封止膜を架橋硬化させて太陽電池用セルを封止することが可能となる。また、このように封止膜を架橋硬化させることによって、太陽電池内に２５℃のテトラヒドロフランに２２時間、浸漬させた後の膨潤度が８以下である架橋硬化された封止膜が含まれることとなり、高温環境における絶縁不良の発生が低下された太陽電池が得られる。

前記架橋硬化は、積層体を０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力で加圧しながら行ってもよい。また、架橋硬化前に前記積層体を真空ラミネータなどを用いて、０．１〜５分間、脱気させてもよい。

本発明において、上述した所定の膨潤度を有する太陽電池用封止膜は、表面側封止膜及び裏面側封止膜の少なくとも一方に用いられればよいが、高い絶縁性を確保する観点から表面側封止膜及び裏面側封止膜の双方に用いられるのが好ましい。

本発明の太陽電池に使用される表面側透明保護部材は、通常、珪酸塩ガラスなどのガラ
ス基板であるのがよい。ガラス基板の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。ガラス基板は、一般に、化学的に、或いは熱的に強化させたものであってもよい。

また、裏面側保護部材は、ＰＥＴなどのプラスチックフィルムであるが、耐熱性、耐湿熱性を考慮してフッ化ポリエチレンフィルムやプラスチックフィルム表面に銀やアルミニウムからなる蒸着薄膜を形成したもの、特にフッ化ポリエチレンフィルム／Ａｌ／フッ化ポリエチレンフィルムをこの順で積層させた積層シートが好ましい。

なお、本発明の太陽電池は、表面側及び／又は裏面側に用いられる封止膜に特徴を有する。したがって、表面側透明保護部材、裏面側保護部材及び太陽電池用セルなどの前記封止膜以外の部材については、従来公知の太陽電池と同様の構成を有していればよく、特に制限されない。

以下、本発明を実施例により説明する。本発明は、以下の実施例により制限されるものではない。

（実施例１）
１．太陽電池用封止膜の作製
配合１：
（１）エチレン酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量２６重量部）１００質量部
（２）架橋剤１（２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）２．０質量部
（３）架橋助剤（トリアリルイソシアヌレート）２．０質量部
（４）添加剤（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）０．５質量部
上記配合のＥＶＡ組成物を用いて、８０℃で押出成形して成膜することにより、太陽電池用封止膜（厚さ２ｍｍ）を得た。

２．太陽電池用封止膜の架橋硬化
上記で得られた太陽電池用封止膜を２枚のポリエチレンテレフタレート（厚さ１００μｍ）で挟み、得られた積層体を約１５５℃、３０分間、加熱することにより架橋硬化させた。

（比較例１）
架橋硬化させる際の加熱時間を１０分間とした以外は実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製し、これを硬化させた。

（比較例２）
下記配合とした以外は実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製し、これを架橋硬化させた。

配合２：
（１）エチレン酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量２６重量部）１００質量部
（２）架橋剤１（２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）２．０質量部
（３）添加剤 （γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）０．５質量部

（評価）
各実施例及び比較例で作製した架橋硬化後の太陽電池用封止膜の膨潤度及び体積固有抵抗を、下記手順に従って測定した。

１．膨潤度
５ｍｍ×１０ｍｍの大きさとした架橋硬化後の太陽電池用封止膜（Ａ［ｇ］）を、２５℃のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３０ｇに２２時間浸漬させた後、ＴＨＦから取り出して速やかにろ紙で表面のＴＨＦを拭き取り、ＴＨＦにより膨潤させた太陽電池用封止膜の質量（Ｂ［ｇ］）を室温（２５℃）雰囲気下で測定し、浸漬前及び浸漬後の太陽電池用封止膜の質量の割合（Ｂ／Ａ）を求めた。結果をまとめて表１に示す。

２．体積固有抵抗
リングタイプ電極（三菱化学株式社製 ＵＲ−１００）に６０℃雰囲気下、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに打ち抜いた架橋硬化後の太陽電池用封止膜を設置して、１０００Ｖの電圧を印加し、高抵抗計（三菱化学株式社製 ハイレスターＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０）にて１分後の抵抗値を測定し、その値を元に体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を算出した。結果をまとめて表１に示す。

表１に示された通り、架橋硬化後の膨潤度が低い実施例１の太陽電池用封止膜は、６０℃においても高い体積固有抵抗を有することがわかる。したがって、このような太陽電池用封止膜を用いた太陽電池は、高温環境下であっても絶縁不良が著しく低下され、高い発電性能を発揮できることがわかる。

一般的な太陽電池の断面図を示す。

符号の説明

１１ 表面側透明保護部材、
１２ 裏面側保護部材、
１３Ａ 表面側封止膜、
１３Ｂ 裏面側封止膜、
１４ 太陽電池セル。

Claims (11)

1. エチレン−極性モノマー共重合体及び架橋剤を含む膜を架橋硬化させた太陽電池用封止膜であって、
   ２５℃のテトラヒドロフランに２２時間浸漬させた後の膨潤度が８以下であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
2. 前記エチレン−極性モノマー共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
3. 前記架橋剤の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜３．０質量部である請求項１又は２のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
4. 前記架橋剤が、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンである請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
5. 前記膜が、さらに架橋助剤を前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜３．０質量部含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
6. 前記架橋助剤が、トリアリルシアヌレート及び／又はトリアリルイソシアヌレートである請求項５に記載の太陽電池用封止膜。
7. 前記膜が、さらにシランカップリング剤を前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜０．７質量部含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
8. 前記シランカップリング剤が、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである請求項７に記載の太陽電池用封止膜。
9. 前記架橋硬化は、前記膜を１５０〜１６０℃で１５〜６０分間、加熱することにより行う請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
10. 表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、封止膜を介在させ架橋硬化させることにより太陽電池用セルを封止してなる太陽電池において、
    前記架橋硬化後の封止膜が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜であることを特徴とする太陽電池。
11. 前記架橋硬化は、表面側透明保護部材、封止膜、太陽電池用セル、封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層させた積層体を、１５０〜１６０℃で１５〜６０分間、加熱することにより行う請求項１０に記載の太陽電池。

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