JP2009135200A - Solar cell sealing film and solar cell using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エチレン−不飽和エステル共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜及びこの封止膜を用いた太陽電池に関し、特に耐熱性に優れる太陽電池用封止膜及び太陽電池に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solar cell sealing film comprising an ethylene-unsaturated ester copolymer as a main component and a solar cell using the sealing film, and more particularly to a solar cell sealing film and a solar cell excellent in heat resistance. .
近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池が注目され、開発が進められている。 In recent years, solar cells that directly convert sunlight into electric energy have attracted attention and are being developed from the viewpoint of effective use of resources and prevention of environmental pollution.
太陽電池は、一般に、図１に示すように、ガラス基板などからなる受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、シリコン発電素子などの太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材（バックカバー）１２をこの順で積層し、減圧で脱気した後、加熱加圧して受光面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂ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。従来の太陽電池では、高い電気出力を得るために、複数の太陽電池用セル１４を接続して用いられている。したがって、太陽電池用セル１４間の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜１３Ａ、１３Ｂを用いて太陽電池用セルを封止している。
As shown in FIG. 1, a solar cell generally includes a light-receiving surface side transparent
受光面側および裏面側に用いられる封止膜としては、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）フィルムなどのエチレン−不飽和エステル共重合体からなるフィルムが好ましく用いられている（特許文献１）。 As the sealing film used on the light-receiving surface side and the back surface side, a film made of an ethylene-unsaturated ester copolymer such as an ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) film or an ethylene ethyl acrylate copolymer (EEA) film is used. It is preferably used (Patent Document 1).
前記封止膜では、膜強度や耐久性を向上させるために、有機過酸化物などの架橋剤を用いて、エチレン−不飽和エステル共重合体に架橋構造を付与している。さらに、エチレン−不飽和エステル共重合体のゲル分率を向上させ、耐久性を向上させるために、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルイソシアネートなどの架橋助剤も使用されている。 In the sealing film, in order to improve film strength and durability, a cross-linking structure is imparted to the ethylene-unsaturated ester copolymer using a cross-linking agent such as an organic peroxide. Furthermore, crosslinking aids such as triallyl isocyanurate and triallyl isocyanate are also used in order to improve the gel fraction of the ethylene-unsaturated ester copolymer and improve durability.
上記太陽電池においては、太陽電池に入射した光をできるだけ効率よく太陽電池用セル内に取り込めるようにすることが発電効率の向上の点から強く望まれている。したがって、封止膜は、できるだけ高い透明性を有し、入射した太陽光を吸収したり、反射したりすることが無く、太陽光のほとんどを透過させるものが望ましい。 In the solar cell, it is strongly desired from the viewpoint of improving power generation efficiency that light incident on the solar cell can be taken into the solar cell as efficiently as possible. Therefore, it is desirable that the sealing film has transparency as high as possible, does not absorb or reflect incident sunlight, and transmits most of sunlight.
しかしながら、太陽電池に長期に亘り光が照射されると、紫外線によりエチレン酢酸ビニル共重合体が劣化して、黄変や接着性の低下など封止膜の劣化が生じる。封止膜が黄変すると、太陽電池の発電性能が低下するだけでなく、意匠性も低下する。そこで、従来の封止膜では、ＥＶＡ及び有機過酸化物の他に、ベンゾフェノン系などの紫外線吸収剤；アミン系、フェノール系、ビスフェニル系、ヒンダードアミン系などの老化防止剤；変色防止剤など、各種添加剤を添加することにより、耐紫外線性の向上が図られている。 However, when the solar cell is irradiated with light over a long period of time, the ethylene-vinyl acetate copolymer is deteriorated by ultraviolet rays, and the sealing film is deteriorated such as yellowing or a decrease in adhesiveness. When the sealing film turns yellow, not only the power generation performance of the solar cell is lowered, but also the design property is lowered. Therefore, in the conventional sealing film, in addition to EVA and organic peroxide, UV absorbers such as benzophenone; anti-aging agents such as amines, phenols, bisphenyls and hindered amines; By adding various additives, the ultraviolet resistance is improved.
太陽電池は、数十年以上とも言われるほど長期間に亘って、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できることが望まれている。さらに、近年では、大規模な発電システムを構築すべく、熱帯地域や砂漠地域に太陽電池を設置する試みなどがなされている。このような地域で太陽光が照射されると太陽電池内部の温度は、８５℃以上と非常に高温になる。 It is desired that solar cells can be used in harsh environments exposed to high temperatures, high humidity, and wind and rain, such as outdoors, for a long period of time, which is said to be several decades or longer. Furthermore, in recent years, attempts have been made to install solar cells in tropical and desert areas in order to construct a large-scale power generation system. When sunlight is irradiated in such an area, the temperature inside the solar cell becomes as high as 85 ° C. or higher.
しかしながら、従来の封止膜を用いた太陽電池は、高温環境下での使用は未だ十分に検討されていない。したがって、従来の太陽電池では、高温環境下で長期間に亘り光が照射されると電池内部で封止膜が発泡し易いという問題があった。封止膜は、発泡が発生すると絶縁性や接着性が低下して、太陽電池の発電効率を低下させる上に外観不良を招く問題がある。太陽電池の普及を促進させるためには、８５℃以上の高温環境下であっても、発泡の発生、絶縁性及び接着性の低下が抑制された耐熱性に優れる太陽電池用封止膜が必要とされている。 However, solar cells using conventional sealing films have not yet been fully studied for use in high temperature environments. Therefore, the conventional solar cell has a problem that when the light is irradiated for a long period of time in a high temperature environment, the sealing film easily foams inside the cell. When foaming occurs, the sealing film has a problem in that the insulating properties and adhesiveness are lowered, and the power generation efficiency of the solar cell is lowered and the appearance is poor. In order to promote the widespread use of solar cells, a solar cell encapsulating film excellent in heat resistance in which the occurrence of foaming, deterioration of insulation and adhesiveness is suppressed is necessary even in a high temperature environment of 85 ° C. or higher. It is said that.
したがって、本発明の目的は、優れた耐熱性を有する太陽電池用封止膜を提供することである。 Therefore, the objective of this invention is providing the sealing film for solar cells which has the outstanding heat resistance.
本発明者等の検討によれば、上述した高温環境下における封止膜の発泡は、封止膜に含まれるエチレン−不飽和エステル共重合体の酸化劣化に起因することを見出した。すなわち、エチレン−不飽和エステル共重合体を用いた封止膜には、モノマーの架橋密度を向上させるために、有機過酸化物などの架橋剤が用いられる。しかしながら、有機過酸化物の使用は、エチレン−不飽和エステル共重合体の架橋密度を向上させて封止膜の耐光性などを向上できる一方で、封止膜中に反応残渣と未反応物を残留させることになる。このような残留物は不安定なため、前記残留物を含む封止膜が高温に曝されると、前記残留物が容易に分解してラジカルを発生し、エチレン−不飽和エステル共重合体の酸化劣化を招く。エチレン−不飽和エステル共重合体の酸化劣化により電池内部に発生した酢酸などの分解生成ガスが、封止膜の発泡を招く。 According to the study by the present inventors, it has been found that the foaming of the sealing film under the high temperature environment described above is caused by the oxidative deterioration of the ethylene-unsaturated ester copolymer contained in the sealing film. That is, a crosslinking agent such as an organic peroxide is used for the sealing film using an ethylene-unsaturated ester copolymer in order to improve the crosslinking density of the monomer. However, the use of the organic peroxide can improve the crosslink density of the ethylene-unsaturated ester copolymer to improve the light resistance of the sealing film, while the reaction residue and unreacted substances are removed in the sealing film. It will remain. Since such a residue is unstable, when the sealing film containing the residue is exposed to a high temperature, the residue easily decomposes to generate radicals, and the ethylene-unsaturated ester copolymer Causes oxidative degradation. Decomposition gas such as acetic acid generated inside the battery due to oxidative degradation of the ethylene-unsaturated ester copolymer causes foaming of the sealing film.
本発明者は上記実情に着目して種々の検討を行った結果、封止膜の発泡を抑制するために、架橋助剤として多価アルコールの多官能（メタ）アクリレートと、トリアリルイソシアヌレートとを組合わせて使用することにより、上記課題を解決できることを見出した。 As a result of various studies focusing on the above situation, the present inventor has found that polyfunctional (meth) acrylate of polyhydric alcohol as a crosslinking aid, triallyl isocyanurate, It has been found that the above-mentioned problems can be solved by using a combination of.
すなわち、本発明は、エチレン−不飽和エステル共重合体、架橋剤、及び架橋助剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記架橋助剤として、多価アルコールの多官能（メタ）アクリレートと、トリアリルイソシアヌレートとを含む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。
That is, the present invention is a solar cell sealing film comprising an ethylene-unsaturated ester copolymer, a crosslinking agent, and a crosslinking aid,
The above problem is solved by a sealing film for a solar cell, which contains polyfunctional (meth) acrylate of polyhydric alcohol and triallyl isocyanurate as the crosslinking aid.
以下に、本発明の太陽電池用封止膜の好適な態様を列挙する。 Below, the suitable aspect of the sealing film for solar cells of this invention is enumerated.
（１）前記多官能（メタ）アクリレート及び前記トリアリルイソシアヌレートの含有量が、前記エチレン−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して、１．０〜２．０質量部である。 (1) Content of the said polyfunctional (meth) acrylate and the said triallyl isocyanurate is 1.0-2.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said ethylene-unsaturated ester copolymers.
（２）前記多官能（メタ）アクリレートと、前記トリアリルイソシアヌレートとの質量比が、１：１〜９：１である。 (2) The mass ratio of the polyfunctional (meth) acrylate and the triallyl isocyanurate is 1: 1 to 9: 1.
（３）前記多官能（メタ）アクリレートが、３価アルコールのトリ（メタ）アクリレートである。 (3) The polyfunctional (meth) acrylate is a tri (meth) acrylate of a trihydric alcohol.
（４）前記多官能（メタ）アクリレートが、トリメトロールプロパントリ（メタ）アクリレートである。 (4) The polyfunctional (meth) acrylate is trimetrol propane tri (meth) acrylate.
（５）前記架橋剤の含有量が、前記エチレン−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．５質量部である。 (5) Content of the said crosslinking agent is 0.01-0.5 mass part with respect to 100 mass parts of said ethylene-unsaturated ester copolymers.
（６）前記エチレン−不飽和エステル共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。 (6) The ethylene-unsaturated ester copolymer is an ethylene-vinyl acetate copolymer.
（７）前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、２０〜３５質量部である。 (7) The vinyl acetate content of the ethylene-vinyl acetate copolymer is 20 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-vinyl acetate copolymer.
本発明の太陽電池用封止膜は、多価アルコールの多官能（メタ）アクリレート及びトリアリルイソシアヌレートを架橋助剤として使用して、エチレン−不飽和エステル共重合体の酸化劣化を防止することにより、耐熱性に優れる。このような太陽電池用封止膜は、８５℃以上の高温環境下であっても、封止膜の発泡が高く抑制され、優れた絶縁性及び接着性を維持することができる。 The sealing film for solar cells of the present invention uses a polyfunctional (meth) acrylate of polyhydric alcohol and triallyl isocyanurate as crosslinking aids to prevent oxidative degradation of the ethylene-unsaturated ester copolymer. Therefore, it has excellent heat resistance. In such a solar cell sealing film, even in a high temperature environment of 85 ° C. or higher, foaming of the sealing film is highly suppressed, and excellent insulating properties and adhesiveness can be maintained.
本発明の太陽電池用封止膜は、基本成分として、エチレン−不飽和エステル共重合体、架橋剤、及び架橋助剤を含み、前記架橋助剤として多価アルコールの多官能（メタ）アクリレート及びトリアリルイソシアヌレートを組み合わせて含むことを特徴とする。これらの架橋助剤によれば、エチレン−不飽和エステル共重合体を架橋させる際に熱により切断しにくい結合を形成することができる。これにより、封止膜の耐熱性を向上でき、発泡の発生、絶縁性及び接着性の低下を高く抑制することができる。 The sealing film for solar cells of the present invention contains, as basic components, an ethylene-unsaturated ester copolymer, a crosslinking agent, and a crosslinking aid, and the polyfunctional (meth) acrylate of polyhydric alcohol as the crosslinking aid and It is characterized by containing triallyl isocyanurate in combination. According to these crosslinking aids, when the ethylene-unsaturated ester copolymer is crosslinked, a bond that is difficult to break by heat can be formed. Thereby, the heat resistance of a sealing film can be improved and generation | occurrence | production of foam, insulation, and the fall of adhesiveness can be suppressed highly.
前記太陽電池用封止膜において、前記架橋助剤の含有量は、前記多官能（メタ）アクリレート及び前記トリアリルイソシアヌレートの総量が、前記エチレン酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、好ましくは１．０〜２．０質量部、より好ましくは１．０〜１．５質量部である。これにより封止膜の耐熱性を向上させることができる。 In the solar cell sealing film, the content of the crosslinking aid is preferably such that the total amount of the polyfunctional (meth) acrylate and the triallyl isocyanurate is 100 parts by mass of the ethylene vinyl acetate copolymer. Is 1.0 to 2.0 parts by mass, more preferably 1.0 to 1.5 parts by mass. Thereby, the heat resistance of the sealing film can be improved.
前記多官能（メタ）アクリレート（Ａ）と、前記トリアリルイソシアヌレート（Ｂ）との質量比（Ａ：Ｂ）は、好ましくは１：１〜９：１、より好ましくは３：１〜６：１である。これにより封止膜の耐熱性をより高く向上させるとともに、封止時に封止膜が適度な流動性を示して優れた封止性が得られる。 The mass ratio (A: B) of the polyfunctional (meth) acrylate (A) and the triallyl isocyanurate (B) is preferably 1: 1 to 9: 1, more preferably 3: 1 to 6: 1. Thereby, while improving the heat resistance of a sealing film higher, the sealing film shows moderate fluidity at the time of sealing, and the outstanding sealing property is obtained.
前記架橋助剤として使用される多価アルコールの多官能（メタ）アクリレートは、ヒドロキシル基を２個以上有する多価アルコールを、アクリル酸及び／又はメタクリル酸でエステル化反応させることにより得られる。 The polyfunctional (meth) acrylate of a polyhydric alcohol used as the crosslinking aid is obtained by esterifying a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups with acrylic acid and / or methacrylic acid.
前記多価アルコールとしては、好ましくは３価以上、より好ましくは３〜４価、特に好ましくは３価のアルコールが好ましく用いられる。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール等が挙げられる。 The polyhydric alcohol is preferably a trihydric or higher alcohol, more preferably a trihydric to tetravalent, particularly preferably a trivalent alcohol. Specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, glycerin, diglycerin, trimethylolethane, ditrimethylolethane, trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, pentaerythritol , Dipentaerythritol, tripentaerythritol and the like.
前記多官能（メタ）アクリレートは、１分子中に（メタ）アクリロイル基を、２個以上、好ましくは３個以上、より好ましくは３〜４個有するものである。具体的には、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリス［（メタ）アクリロイキシエチル］イソシアヌレート、ジメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。 The polyfunctional (meth) acrylate has 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 3 to 4 (meth) acryloyl groups in one molecule. Specifically, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tris [(meth) acryloxyethyl] isocyanurate, dimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) Examples include acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, dipentaerystol penta (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
なかでも、前記多官能（メタ）アクリレートとして、好ましくは３価アルコールのトリ（メタ）アクリレート、より好ましくはトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、特に好ましくはトリメチロールプロパントリアクリレートが挙げられる。 Among them, the polyfunctional (meth) acrylate is preferably a tri (meth) acrylate of a trihydric alcohol, more preferably trimethylolpropane tri (meth) acrylate, particularly preferably trimethylolpropane triacrylate.
なお、本発明において、「（メタ）アクリレート」は「アクリレート又はメタクリレート」を意味する。 In the present invention, “(meth) acrylate” means “acrylate or methacrylate”.
本発明の封止膜は、架橋剤として有機過酸化物をさらに含む。前記有機過酸化物としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであれば、どのようなものでも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、特に８０〜１２０℃のものが好ましい。 The sealing film of the present invention further contains an organic peroxide as a crosslinking agent. Any organic peroxide may be used as long as it decomposes at a temperature of 100 ° C. or higher to generate radicals. The organic peroxide is generally selected in consideration of the film formation temperature, the adjustment conditions of the composition, the curing temperature, the heat resistance of the adherend, and the storage stability. In particular, a decomposition temperature of a half-life of 10 hours is preferably 70 ° C. or higher, particularly 80 to 120 ° C.
前記有機過酸化物としては、エチレン−不飽和エステル共重合体との相溶性の観点から、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；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン；３−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド；ｔｅｒｔ−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）ヘキシン；ジクミルパーオキサイド；ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド；α，α'−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン；α,α'−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイ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；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；ｔｅｒｔ−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、等が好ましく挙げられる。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られてもよい。 Examples of the organic peroxide include 2,5-dimethylhexane; 2,5-dihydroperoxide; 2,5-dimethyl-2, from the viewpoint of compatibility with the ethylene-unsaturated ester copolymer. 5-di (tert-butylperoxy) hexane; 3-di-tert-butyl peroxide; tert-dicumyl peroxide; 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane; 2 , 5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexyne; dicumyl peroxide; tert-butylcumyl peroxide; α, α'-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene; '-Bis (tert-butylperoxy) diisopropylbenzene; n-butyl-4,4-bis (tert-butylpero B) 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane; 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane; 1,1-bis (tert-butylperoxy) 3, 3,5- Preferable examples include trimethylcyclohexane; tert-butyl peroxybenzoate; benzoyl peroxide. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記有機過酸化物のなかでも、優れた耐紫外線性を有する太陽電池用封止膜が得られることから、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを用いるのが特に好ましい。 Among the organic peroxides, 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane is used because a solar cell sealing film having excellent ultraviolet resistance can be obtained. Is particularly preferred.
前記封止膜における有機過酸化物の含有量は、エチレン−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜０．５質量部、より好ましくは０．２〜０．５質量部、特に好ましくは０．２〜０．４質量部である。このように、本発明の封止膜では、上記した架橋助剤を使用することで架橋剤である有機過酸化物の含有量を極めて少なくすることができる。これにより、有機過酸化物によるエチレン−不飽和エステル共重合体の劣化を抑制して、封止膜の耐熱性の向上が可能となる。 The content of the organic peroxide in the sealing film is preferably 0.01 to 0.5 parts by mass, more preferably 0.2 to 0. 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer. 5 parts by mass, particularly preferably 0.2 to 0.4 parts by mass. Thus, in the sealing film of this invention, content of the organic peroxide which is a crosslinking agent can be decreased very much by using the above-mentioned crosslinking adjuvant. Thereby, deterioration of the ethylene-unsaturated ester copolymer due to the organic peroxide is suppressed, and the heat resistance of the sealing film can be improved.
本発明の太陽電池用封止膜には、有機樹脂として、エチレン−不飽和エステル共重合体を含む。前記エチレン−不飽和エステル共重合体の不飽和エステル単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、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、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチルなど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等が挙げられる。この中でも酢酸ビニルが好ましい。 The sealing film for solar cells of the present invention contains an ethylene-unsaturated ester copolymer as an organic resin. Examples of the unsaturated ester monomer of the ethylene-unsaturated ester copolymer include methyl acrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, isooctyl acrylate, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, malee. Examples thereof include unsaturated carboxylic acid esters such as dimethyl acid and diethyl maleate, and vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate. Among these, vinyl acetate is preferable.
前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、好ましくは２０〜３５質量部、より好ましくは２０〜３０質量部、特に好ましくは２４〜２８質量部である。これにより、優れた透明性を有し、且つ高く発泡が抑制された封止膜とすることができる。 The vinyl acetate content of the ethylene-vinyl acetate copolymer is preferably 20 to 35 parts by mass, more preferably 20 to 30 parts by mass, particularly preferably 100 parts by mass of the ethylene-vinyl acetate copolymer. 24 to 28 parts by mass. Thereby, it can be set as the sealing film which has outstanding transparency and foaming was suppressed highly.
本発明の太陽電池用封止膜には、発電素子との接着力向上の目的で、シランカップリング剤をさらに含んでいてもよい。この目的に使用されるシランカップリング剤としては公知のもの、例えばγ−クロロプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリクロロシラン；ビニルトリエトキシシラン；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；β−（３，４−エト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トリメトキシシラン；ビニルトリアセトキシシラン；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン；γ−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−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、エチレン−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して、好ましくは５質量部以下、より好ましくは０．１〜２質量部で使用される。 The solar cell sealing film of the present invention may further contain a silane coupling agent for the purpose of improving the adhesive force with the power generation element. Known silane coupling agents used for this purpose are, for example, γ-chloropropyltrimethoxysilane; vinyltrichlorosilane; vinyltriethoxysilane; vinyl-tris- (β-methoxyethoxy) silane; γ-methacryloxy. Propyltrimethoxysilane; β- (3,4-ethoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; vinyltriacetoxysilane; γ-mercaptopropyltrimethoxysilane; γ-aminopropyltrimethoxysilane N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned. These silane coupling agents are preferably used in an amount of 5 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer.
また、本発明の太陽電池用封止膜は、エチレン−不飽和エステル共重合体の安定性を向上する目的でハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；ｐ−ベンゾキノン；メチルハイドロキノンなどを添加することができ、これらは、エチレン−不飽和エステル共重合体１００重量部に対して一般に５質量部以下で使用される。 The solar cell sealing film of the present invention may contain hydroquinone; hydroquinone monomethyl ether; p-benzoquinone; methyl hydroquinone, etc., for the purpose of improving the stability of the ethylene-unsaturated ester copolymer. Is generally used in an amount of 5 parts by mass or less based on 100 parts by weight of the ethylene-unsaturated ester copolymer.
本発明の太陽電池用封止膜には、必要に応じ、さらに、着色剤、老化防止剤、変色防止剤等を添加することができる。着色剤の例としては、金属酸化物、金属粉等の無機顔料、アゾ系、フタロシアニン系、アヂ系、酸性又は塩基染料系レーキ等の有機顔料がある。老化防止剤としては、アミン系；フェノール系；ビスフェニル系を挙げることができる。 If necessary, a coloring agent, an antiaging agent, a discoloration preventing agent and the like can be further added to the solar cell sealing film of the present invention. Examples of the colorant include inorganic pigments such as metal oxides and metal powders, and organic pigments such as azo-based, phthalocyanine-based, additive-based, acidic or basic dye-based lakes. Examples of the anti-aging agent include amines, phenols, and bisphenyls.
本発明の太陽電池用封止膜の厚さは、通常は、２０μｍ〜２ｍｍとすればよい。 The thickness of the solar cell sealing film of the present invention is usually 20 μm to 2 mm.
本発明の太陽電池用封止膜は、上述した各種成分を含む組成物を、例えば、押出成形、カレンダー成形等により加熱圧延することにより成膜するなど、常法に従い製造することができる。また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。尚、加熱温度は、一般的に、５０〜９０℃である。 The sealing film for solar cells of the present invention can be produced according to a conventional method such as forming a film by heating and rolling the above-described composition containing various components by, for example, extrusion molding or calendering. Alternatively, a sheet-like material can be obtained by dissolving the composition in a solvent and coating the solution on a suitable support with a suitable coating machine (coater) and drying to form a coating film. The heating temperature is generally 50 to 90 ° C.
太陽電池において封止膜は、セルを封止するために架橋硬化させられる。本発明の太陽電池用封止膜は、太陽電池において架橋硬化後、８５℃以上の高温下に長期間に亘り設置されても発泡の発生が高く抑制され、優れた絶縁性及び接着性を維持することができる。 In a solar cell, the sealing film is crosslinked and cured to seal the cells. The sealing film for solar cells of the present invention is highly resistant to foaming and maintains excellent insulating properties and adhesiveness even when installed for a long period of time at a high temperature of 85 ° C. or higher after crosslinking and curing in a solar cell. can do.
すなわち、本発明の太陽電池用封止膜は、ゲル分率を８０〜９５％まで架橋させた後、１５５℃雰囲気下に設置した際の発泡開始時間が、６０分以上、特に７０分以上であり、発泡の発生が高く抑制される。 That is, the solar cell sealing film of the present invention has a foaming start time of 60 minutes or more, particularly 70 minutes or more when installed in an atmosphere of 155 ° C. after the gel fraction is crosslinked to 80 to 95%. Yes, the occurrence of foaming is highly suppressed.
また、前記太陽電池用封止膜は、ゲル分率を８０〜９５％まで架橋させ、温度８５℃の雰囲気下に１０００時間放置した後のガラス基板との接着力が、９０Ｎ／ｃｍ以上、好ましくは９５〜１３０Ｎ／ｃｍである。 Further, the sealing film for solar cells has a gel fraction of 80 to 95%, and an adhesive strength with a glass substrate after being left in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. for 1000 hours, preferably 90 N / cm or more. Is 95 to 130 N / cm.
さらに、前記太陽電池用封止膜は、ゲル分率を８０〜９５％まで架橋させ、温度８５℃の雰囲気下に１０００時間設置した後、２５℃雰囲気における体積固有抵抗値が１４．４（ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））以上である。 Furthermore, the sealing film for solar cells is crosslinked to a gel fraction of 80 to 95%, and is placed in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. for 1000 hours, and then has a volume resistivity value of 14.4 (log (Ω · cm)) or more.
なお、ゲル分率とは太陽電池用封止膜における架橋の度合いを示すものである。ゲル分率、発泡開始時間、体積固有抵抗値、及びガラス基板との接着力の測定は、以下の実施例に記載する方法を用いて測定できる。 The gel fraction indicates the degree of crosslinking in the solar cell sealing film. The gel fraction, the foaming start time, the volume specific resistance value, and the adhesion strength with the glass substrate can be measured using the methods described in the following examples.
本発明の太陽電池用封止膜を用いた太陽電池の構造は、特に制限されないが、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、前記太陽電池用封止膜を介在させて架橋一体化させることにより太陽電池用セルを封止させた構造などが挙げられる。 The structure of the solar cell using the solar cell sealing film of the present invention is not particularly limited, but the solar cell sealing film is interposed between the light-receiving surface side transparent protective member and the back surface side protective member. The structure etc. which sealed the cell for solar cells by carrying out bridge | crosslinking integration are mentioned.
前記太陽電池において、太陽電池用セルを十分に封止するには、図１に示すように受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２を積層し、加熱加圧など常法に従って封止膜を架橋硬化させればよい。
In the solar cell, in order to sufficiently seal the solar cell, as shown in FIG. 1, the light receiving surface side transparent
前記加熱加圧するには、例えば、前記積層体を、真空ラミネーターで温度１３５〜１８０℃、さらに１４０〜１８０℃、特に１５５〜１８０℃、脱気時間０．１〜５分、プレス圧力０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ2、プレス時間５〜１５分で加熱圧着すればよい。この加熱加圧時に、受光面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂに含まれるエチレン−極性モノマー共重合体を架橋させることにより、受光面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、受光面側透明保護部材１１、裏面側透明部材１２、および太陽電池用セル１４を一体化させて、太陽電池用セル１４を封止することができる。
In order to heat and pressurize, for example, the laminate is heated with a vacuum laminator at a temperature of 135 to 180 ° C., further 140 to 180 ° C., particularly 155 to 180 ° C., a degassing time of 0.1 to 5 minutes, and a press pressure of 0.1. What is necessary is just to heat-press in about 1.5 kg / cm < 2 > and press time 5-15 minutes. During this heating and pressurization, the ethylene-polar monomer copolymer contained in the light-receiving surface
前記太陽電池において、本発明の封止膜は、受光面側封止膜及び裏面側封止膜の少なくとも一方に使用されればよく、少なくとも裏面側封止膜に使用されるのが好ましく、受光面側封止膜及び裏面側封止膜の双方に使用されるのが特に好ましい。 In the solar cell, the sealing film of the present invention may be used for at least one of the light receiving surface side sealing film and the back surface side sealing film, and is preferably used at least for the back surface side sealing film. It is particularly preferred to be used for both the surface side sealing film and the back side sealing film.
なお、本発明において、太陽電池セルの光が照射される側を「受光面側」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。 In the present invention, the side of the solar cell irradiated with light is referred to as “light receiving surface side”, and the side opposite to the light receiving surface of the solar cell is referred to as “back surface side”.
本発明の太陽電池に使用される受光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。 The light-receiving surface side transparent protective member used for the solar cell of the present invention is usually a glass substrate such as silicate glass. As for the thickness of a glass substrate, 0.1-10 mm is common, and 0.3-5 mm is preferable. The glass substrate may generally be chemically or thermally strengthened.
本発明で使用される裏面側保護部材は、ＰＥＴなどのプラスチックフィルムである。 The back surface side protective member used in the present invention is a plastic film such as PET.
なお、本発明の太陽電池は、上述した通り、受光面側および裏面側に用いられる封止膜に特徴を有する。したがって、受光面側透明保護部材、裏面側保護部材、およ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。 In addition, the solar cell of this invention has the characteristics in the sealing film used for a light-receiving surface side and a back surface side as mentioned above. Therefore, the members other than the sealing film such as the light-receiving surface-side transparent protective member, the back-side protective member, and the solar cell need only have the same configuration as a conventionally known solar cell, and are particularly limited. Not.
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。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. The present invention is not limited by the following examples.
（実施例１）
表１に示す配合で各材料をロールミルに供給して７０℃で混練し、得られた組成物を７０℃でカレンダ成形し、放冷後、太陽電池用封止膜（厚さ０．６ｍｍ）を得た。
Example 1
The materials shown in Table 1 were fed to a roll mill and kneaded at 70 ° C. The resulting composition was calendered at 70 ° C, allowed to cool, and then sealed for solar cells (thickness 0.6 mm) Got.
なお、表１において、特記しない限りは、各材料の数値の単位を「質量部」とする。 In Table 1, the unit of the numerical value of each material is “part by mass” unless otherwise specified.
（実施例２〜４、及び比較例１〜４）
表１に示すように紫外線吸収剤の種類及び／又は添加量を変えた以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4)
As shown in Table 1, a solar cell sealing film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the type and / or addition amount of the ultraviolet absorber was changed.
（評価）
１．発泡性
太陽電池用封止膜２枚を表面側封止膜２３Ａ及び裏面側封止膜２３Ｂとしてそれぞれ用い、これらを図２に示すように、アルミニウムバックシート（厚さ７５μｍ）２２と、裏面側封止膜２３Ｂと、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ株式会社製 ルミラー、厚さ５０μｍ）２４と、アルミニウム基板（厚さ０．５ｍｍ）２５と、表面側封止膜２３Ａと、ガラス基板（厚さ３ｍｍ）２１とをこの順で積層した。得られた積層体を、真空ラミネーターで真空下、９０℃で２分間圧着した後、温度１５５℃の条件で４５分間、加圧加熱した。これにより、封止膜をゲル分率８０％以上に架橋硬化させた積層体を得た。
(Evaluation)
1. Two foaming solar cell sealing films are used as the front
次に、前記積層体を、１５５℃のオーブンに投入し、アルミニウム基板２５とポリエチレンテレフタレートフィルム２４との界面に発泡ガスが溜まり、アルミニウムバックシート２２のフクレが目視により認められた時間までを記録した。結果を表１に示す。
Next, the laminate was put into an oven at 155 ° C., and the time until the foaming gas accumulated at the interface between the
なお、ゲル分率の測定は、架橋硬化後の太陽電池用封止膜を秤量し（Ａｇ）、これを１２０℃のキシレン中に２４時間浸漬して不溶解分を２００メッシュの金網で濾過し、金網上の残渣を真空乾燥して乾燥残渣の重量を測定し（Ｂｇ）、下記式により算出することができる。 The gel fraction was measured by weighing the solar cell sealing film after crosslinking and curing (Ag), immersing it in xylene at 120 ° C. for 24 hours, and filtering the insoluble matter with a 200-mesh wire mesh. The residue on the wire net is vacuum-dried and the weight of the dry residue is measured (Bg), and can be calculated by the following formula.
２．体積固有抵抗値
太陽電池用封止膜を、二枚の離型ＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製 Ｅ７００６）を用いて、離型ＰＥＴフィルム／太陽電池用封止膜／離型ＰＥＴフィルムの順となるように積層した。得られた積層体を、真空ラミネーターで真空下、９０℃で２分間圧着した後、温度１５５℃の条件で４５分間、加圧加熱した。これにより、封止膜をゲル分率８０％以上に架橋硬化させた積層体を得た。
2. Volume specific resistance value Using two release PET films (E7006 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as the sealing film for solar cells, the order of release PET film / sealant for solar cells / release PET film It was laminated so as to be. The obtained laminate was pressure-bonded at 90 ° C. for 2 minutes under vacuum with a vacuum laminator, and then heated under pressure at a temperature of 155 ° C. for 45 minutes. As a result, a laminate in which the sealing film was crosslinked and cured to a gel fraction of 80% or more was obtained.
次に、前記積層体から離型ＰＥＴフィルムを剥離して、封止膜を取り出し、ＪＩＳ Ｋ−６９１１（１９９５年）に従い、所定のダンベルに打ち抜き、温度８５℃のオーブン中に１０００時間放置した後、放置前と放置後の絶縁抵抗を、体積抵抗率測定機（三井化学株式会社製 ハイレスタアップ）を用いて、２５℃雰囲気下、１０００Ｖ、加電時間６０秒の条件で測定した。結果を表１に示す。 Next, the release PET film is peeled from the laminate, the sealing film is taken out, punched into a predetermined dumbbell according to JIS K-6911 (1995), and left in an oven at a temperature of 85 ° C. for 1000 hours. The insulation resistance before and after leaving was measured using a volume resistivity measuring device (Hiresta Up, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) in a 25 ° C. atmosphere at 1000 V and a heating time of 60 seconds. The results are shown in Table 1.
３．接着性
ガラス基板（厚さ３ｍｍ）上に、上記で作製した各太陽電池用封止膜及びＰＥＴフィルム（厚さ０．１ｍｍ）をこの順で積層した。得られた積層体を、真空ラミネーターで真空下、９０℃で２分間圧着した後、温度１５５℃の条件で４５分間、加圧加熱した。これにより、封止膜をゲル分率８０％以上に架橋硬化させた積層体を得た。その後、架橋硬化後の積層体を、温度８５℃のオーブン中で１０００時間放置した。
3. Adhesiveness Each solar cell sealing film and PET film (thickness 0.1 mm) produced above were laminated in this order on a glass substrate (thickness 3 mm). The obtained laminate was pressure-bonded at 90 ° C. for 2 minutes under vacuum with a vacuum laminator, and then heated under pressure at a temperature of 155 ° C. for 45 minutes. As a result, a laminate in which the sealing film was crosslinked and cured to a gel fraction of 80% or more was obtained. Thereafter, the laminate after crosslinking and curing was left in an oven at a temperature of 85 ° C. for 1000 hours.
次に、積層体において、太陽電池用封止膜とガラス基板との間の一部を剥離して、ＰＥＴフィルムとともに太陽電池用封止膜を１８０°折り返して引張試験機（株式会社島津製作所製、オートグラフＡＧ−１０ＫＮ）を用いて、引っ張り速度１００ｍｍ／分時の引き剥がし力をガラス基板との接着力［Ｎ／ｃｍ］として測定した。結果を表１に示す。 Next, in the laminated body, a part between the solar cell sealing film and the glass substrate was peeled off, and the solar cell sealing film was folded 180 ° together with the PET film to produce a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation). , Autograph AG-10KN), and the peeling force at a pulling speed of 100 mm / min was measured as the adhesive force [N / cm] to the glass substrate. The results are shown in Table 1.
上記実施例により、本発明の封止膜は、高温環境下であっても、発泡の発生が高く抑制され、優れた絶縁性及び接着力を維持できることが分かる。 From the above examples, it can be seen that the sealing film of the present invention is highly suppressed in foaming even under a high temperature environment and can maintain excellent insulating properties and adhesive strength.
本発明の太陽電池用封止膜によれば、８５℃以上の高温環境下であっても、より長い期間に亘って高い発電効率および外観特性を維持できる太陽電池を提供することが可能となる。 According to the solar cell sealing film of the present invention, it is possible to provide a solar cell capable of maintaining high power generation efficiency and appearance characteristics over a longer period even in a high temperature environment of 85 ° C. or higher. .
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、
２１ ガラス基板
２２ アルミニウムバックシート、
２３Ａ 表面側封止膜、
２３Ｂ 裏面側封止膜、
２４ ポリエチレンテレフタレートフィルム、
２５ アルミニウム基板。
11 surface side transparent protective member,
12 Back side protection member,
13A surface side sealing film,
13B Back side sealing film,
14 solar cells,
21
23A surface side sealing film,
23B Back side sealing film,
24 polyethylene terephthalate film,
25 Aluminum substrate.
Claims (9)
前記架橋助剤として、多価アルコールの多官能（メタ）アクリレートと、トリアリルイソシアヌレートとを含むことを特徴とする太陽電池用封止膜。 A solar cell encapsulating film comprising an ethylene-unsaturated ester copolymer, a crosslinking agent, and a crosslinking aid,
A solar cell sealing film comprising polyfunctional (meth) acrylate of polyhydric alcohol and triallyl isocyanurate as the crosslinking aid.
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