JP2010059277A - 封止用樹脂シート及びこれを用いた太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体及びエチレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂(A)と、樹脂(A)以外の熱可塑性の樹脂(B)とを樹脂成分とする封止用樹脂シート。
【選択図】 なし
Description
樹脂(A)とは、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体及びエチレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体から選ばれる少なくとも1種類の樹脂を示す。ここでエチレン−酢酸ビニル共重合体とは、エチレンモノマーと酢酸ビニルとの共重合により得られる共重合体を示す。また、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体とは、エチレンモノマーと、脂肪族不飽和カルボン酸から選ばれる少なくとも1種類のモノマーとの共重合により得られる共重合体を示す。さらに、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体とは、エチレンモノマーと、脂肪族不飽和カルボン酸エステルから選ばれる少なくとも1種類のモノマーとの共重合により得られる共重合体を示す。
樹脂(B)としては、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、水素添加ビニル芳香族系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩素系エチレンポリマー系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられ、生分解性を有する樹脂や、植物由来原料系の樹脂等も含まれる。これらの中でも、封止用樹脂シート用の材料として結晶性ポリプロピレン樹脂が用いられる場合における相溶性、透明性等の観点より、水素添加ビニル芳香族系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂が好適に使用できる。
上記封止用樹脂シートとしては、樹脂(A)と樹脂(B)とからなる混合樹脂層を備える封止用樹脂シートが挙げられる。このような封止用樹脂シートとしては、例えば、上記混合樹脂層のみからなる単層構造の封止用樹脂シートが挙げられる。
上記封止用樹脂シートは、複数の樹脂層を積層してなる多層構造であっても良い。このとき、封止用樹脂シートの両表面を形成する2層を表面層といい、それ以外を内層という。例えば、このような封止用樹脂シートとしては、樹脂(B)からなる内層と、該内層に積層された樹脂(A)からなる表面層とを備える封止用樹脂シートが挙げられる。
上記封止用樹脂シートは、中央層の両面に、中央層に対して対称の配置となるように同一成分の層が1又は2以上積層された構造を有することが好ましい。このような封止用樹脂シートとしては、例えば、2層の表面層と3層の内層からなる封止用樹脂シートであって、2層の表面層が同一成分からなり、表面層に隣接する2層の内層(以下、「ベース層」と記載する場合がある。)が同一成分からなる封止用樹脂シートが挙げられる。
上記封止用樹脂シートは、架橋処理されていることが好ましい。架橋処理としては、公知の方法を制限なく使用でき、例えば、有機過酸化物による架橋処理や、電離性放射線(電子線、γ線、紫外線等)の照射による架橋処理等が挙げられる。上記封止用樹脂シートは、架橋処理されることで、使用環境が高温環境であった場合においても、シリコンセル等の発電部を一層安定に保持することができる。
上記封止用樹脂シートには、カップリング剤、防曇剤、可塑剤、酸化防止剤、界面活性剤、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、結晶核剤、滑剤、アンチブロッキング剤、無機フィラー、架橋調整剤等を添加してもよく、添加の方法は液体を溶融樹脂に添加しても、直接対象樹脂層に練り込み添加しても、製膜後に塗布しても添加剤の効果が発揮できるように公知の方法で樹脂に導入すればよい。
上記封止用樹脂シートの製造方法は、特に制限はないが、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、封止用樹脂シートをなす樹脂を押出機で溶融してダイより溶融した樹脂を押出し、急冷固化して原反を得る。この際、押出はTダイ、環状ダイ等を用いることができ、多層の場合、環状ダイを用いることが好ましい。このようにして得た原反を両面エンボス処理の場合は2本の加熱エンボスロール間を、片面エンボス処理の場合は片方のみ加熱されたエンボスロール間を通過することで封止用樹脂シート表面にエンボス加工処理を施してもよい。封止用樹脂シートが多層構造の場合、多層Tダイ法、多層サーキュラーダイ法を使用してもよく、公知のラミネート方法によって多層構造をなしてもよい。より好ましくは多層構成の各層の厚み制御をしやすい観点より多層サーキュラーダイ法がよい。
先ず、所定の測定対象に対する評価、処理を下記に示す。
全層ゲル分率については、沸騰p−キシレン中で、上記封止用樹脂シートを12時間抽出し、不溶解部分の割合を、下記式により求めた。封止用樹脂シートの架橋度の尺度として評価した。
ゲル分率(質量%)=(抽出後の試料質量/抽出前の試料質量)×100
表面層のゲル分率については、表面層と同じ樹脂及び同じ厚さのシートを作製し、このシートに電線照射処理を施して、前記方法でゲル分率を算出した。
封止用樹脂シートに電子線処理をEPS−300もしくはEPS−800の電子線照射装置(日新ハイボルテージ社製)を用いて、所定の加速電圧、照射密度で処理した。
JIS―K−7112に準拠して測定した。
JIS―K−7210に準拠して測定した。なお、下記表1〜7において示されているMFRの単位は、g/10minである。
ティーエーイインスツルメント社製の示差走査熱良計「MDSC2920型」を使用し、樹脂約8〜12mgを0℃から200℃まで10℃/分の速度で昇温させ、200℃で5分間溶融保持した後に−50℃以下まで急冷し、次いで0℃から200℃まで10℃/分で昇温させた際に得られる融解に伴う吸熱ピークの温度を融点とした。
ASTM D−1003に準拠して測定した。
評価用サンプルとしては、太陽電池用ガラス板(AGC社製白板ガラス5cm×10cm角:厚さ3mm)/封止用樹脂シート/太陽電池用ガラス板の順に積層し、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて150℃、15分間の条件で真空ラミネートしたものを用いた。
JIS−K7129に準拠して測定した。
評価用サンプルとしては封止用樹脂シートのコア層と同じ樹脂を用いて150μmのフィルムを作製し、評価を行った。但し、実施例23では、評価用サンプルとして封止用樹脂シートのベース層と同じ樹脂を用いて150μmのフィルムを作製し、評価を行った。
太陽電池用ガラス板(AGC社製白板ガラス5cm×10cm角:厚さ3mm)/封止用樹脂シート/発電部分(単結晶シリコンセル(厚さ250μm)/封止用樹脂シート/太陽電池用ガラス板の順に重ね、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて150℃、15分間の条件で真空ラミネートし、発電部分の単結晶シリコンセルの封止用樹脂シートとの接触状況を目視にて確認した。
◎:単結晶シリコンセルと封止用樹脂シートとの接触部分が全て良好。(隙間なし)
〇:単結晶シリコンセルと封止用樹脂シートとの接触部分が良好。(隙間なし)
×:単結晶シリコンセルと封止用樹脂シートとの接触部分に隙間が生じた。
太陽電池用ガラス板(AGC社製白板ガラス5cm×10cm角:厚さ3mm)/封止用樹脂シート/発電部分(単結晶シリコンセル(厚さ250μm)/封止用樹脂シート/太陽電池用ガラス板の順に重ね、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて真空ラミネートし、積層した太陽電池の一方のガラス板を85℃に設定した恒温槽の壁面に固定し、24時間放置し、他方のガラス板とのズレを測定した。
◎:ガラス板のズレがなし。
〇:ガラス板のズレがほぼなし。
×:ガラス板のズレが3mm以上。
太陽電池用ガラス板(AGC社製白板ガラス5cm×10cm角:厚さ3mm)/封止用樹脂シート/発電部分(単結晶シリコンセル(厚さ250μm)/封止用樹脂シート/太陽電池用ガラス板の順に重ね、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて150℃、15分間の条件で真空ラミネートし、積層した太陽電池の一方のガラス板を恒温槽の壁面に固定し、24時間放置し、他方のガラス板とのズレを測定した。
恒温槽の設定温度は封止用樹脂シートに用いられている樹脂のうち、最も高い融点よりも30℃高い温度に設定した。
◎:ガラス板のズレが5mm以上。
〇:ガラス板のズレが3mm以上。
×:ガラス板のズレがほぼなし。
表1〜6に示す樹脂を用いて、3台の押出機(表面層押出機、ベース層押出機械、コア層押出機械)を使用して樹脂を溶融し、その押出機に接続された環状ダイから樹脂をチューブ状に溶融押出し、溶融押出にて形成されたチューブを水冷リングを用いて急冷し、実施例1〜23の封止用樹脂シートを得た。有機過酸化物やシランカップリング剤を導入することにあたっては導入する樹脂にあらかじめ5質量%程度の濃度で混練してマスターバッチ化して、配合したい量に希釈して使用した。なお、表中、厚さ比率は、封止用樹脂シート全体の厚さを100とした場合の、各層の厚さの比を示す。
表7に示す樹脂材料を用い、実施例同様に各条件に従って封止用樹脂シートを作製した。
封止用樹脂シートに対して、表7に示されている「照射条件」に従い、電子線架橋処理を行った。
それぞれの封止用樹脂シートに対して、ゲル分率と光学特性の評価を行った。
また、発電面部材として太陽電池用ガラスを用い、太陽電池モジュールを作製し、太陽電池発電部分隙間埋め評価、耐クリープ性評価及びリサイクル性評価を行った。評価結果を表7に示す。
Claims (15)
- エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体及びエチレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂(A)と、樹脂(A)以外の熱可塑性の樹脂(B)とを含有する封止用樹脂シート。
- 樹脂(B)が、ポリオレフィン系樹脂である、請求項1に記載の封止用樹脂シート。
- 樹脂(B)が、ポリエチレン系樹脂及び/又はポリプロピレン系樹脂である、請求項1又は2に記載の封止用樹脂シート。
- 樹脂(A)と樹脂(B)とからなる混合樹脂層を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の封止用樹脂シート
- 前記混合樹脂層は、樹脂(B)を10〜45質量%含有する、請求項4に記載の封止用樹脂シート。
- 樹脂(B)からなる内層と、該内層に積層された樹脂(A)からなる表面層と、を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の封止用樹脂シート。
- 前記内層が、ポリエチレン系樹脂層とポリプロピレン系樹脂層との積層体からなる、請求項6に記載の封止用樹脂シート。
- 前記表面層と隣接する層がポリエチレン系樹脂層である、請求項7に記載の封止用樹脂シート。
- 前記封止用樹脂シートの厚さを100%としたとき、ポリプロピレン系樹脂層の厚さ比率が40%以下である、請求項7又は8に記載の封止用樹脂シート
- 前記表面層は、架橋処理が施された層である、請求項6〜9のいずれか1項に記載の封止用樹脂シート。
- 前記架橋処理が、有機過酸化物及び/又は電離性放射線による架橋処理である、請求項10に記載の封止用樹脂シート。
- 融点が100℃未満である樹脂(A)及び/又は樹脂(B)を架橋した架橋物を含有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の封止用樹脂シート。
- 有機過酸化物及び/又は電離性放射線により、融点が100℃未満である樹脂(A)及び/又は樹脂(B)が架橋されている、請求項12に記載の封止用樹脂シート。
- 中央層の両面に、中央層に対して対称の配置となるように同一成分の層が1又は2以上積層された構造を有している、請求項1〜13のいずれか1項に記載の封止用樹脂シート。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の封止用樹脂シートを備える、太陽電池。
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