JP2010199433A - 太陽電池封止用シート及び太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酢酸ビニルに由来の構成単位の含有量が5〜40質量%のエチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分に含む(A)層と、非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体を主成分に含む(B)層とを有している。
【選択図】なし
Description
本発明の目的は、エチレン酢酸ビニル共重合体が持つ優れた柔軟性、加工性、耐久性、架橋性等を生かしつつ、しかも酢酸ビニルの比率の比較的高いエチレン・酢酸ビニル共重合体を用いた場合でも、従来の太陽電池封止用シートに比べ、保護材(太陽光入射側の上部保護材及び太陽電池素子を介して上部保護材の逆側に配された下部保護材の双方)に対する接着性及び接着安定性が大幅に向上した太陽電池封止用シート、及び耐久性に優れ、電池性能がより安定した太陽電池モジュールを提供することにある。
<1> 酢酸ビニルに由来の構成単位の含有量が5〜40質量%のエチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分に含む(A)層と、非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体を主成分に含む(B)層とを有してなる架橋性積層シートを有する太陽電池封止用シートである。
(a)炭素数3〜20のα−オレフィンに基づく重合単位が10モル%以上である。
(b)X線による結晶化度が40%以下である。
本発明によれば、耐久性に優れ、電池性能がより安定した太陽電池モジュールを提供することができる。
また、本発明においては(A)層は、単一層であることが好ましいが、エチレン・酢酸ビニル共重合体の重合組成、物性あるいは配合組成などの異なる複数のエチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とした層からなる多層構成になっていてもよい。
例えば、前記(A)層/(B)層の2層構造又は前記(B)層/(A)層/(B)層の3層構造を含む4層構造以上であってもよく、例えば、(A)層/(B)層/(A)層/(B)層の4層構造や、(B)層/(A)層/(B)層/(A)層/(B)層の5層構造などに構成されてもよい。
非結晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体としては、2種以上のα−オレフィンの共重合体、あるいはα−オレフィンと他のモノマーとの共重合体などが含まれる。
ここで、非晶性とは、結晶性を有しない、すなわち示差走査熱量測定により明確な融点ピークが認められないことをいい、また、低結晶性とは、結晶化度が40%以下であることをいう。なお、結晶化度については後述する。
(a)炭素数3〜20のα−オレフィンに由来する構成単位が10モル%以上である。
(b)X線解析による結晶化度が40%以下である。
中でも、α−オレフィンの炭素数は、汎用性(コストや量産性)の点で、3〜10が好ましく、更には3〜8が好ましい。
具体的には上記のように、(A)層/(B)層からなる2層構造の積層体である場合、(A)層の厚みと(B)層の厚みとの比率[(A)/(B)]を上記範囲とし、(B)層/(A)層/(B)層からなる3層構造の積層体である場合、(A)層の厚みと、一方の(B)層(外層B−1)の厚みB−1及び他方の(B)層(外層B−2)の厚みB−2の合計厚み((B−1)+(B−2))とのとの比率[(A)/((B-1)+(B-2))]を上記範囲とする。
また、太陽電池封用シートが(B)層/(A)層/(B)層の3層構造の場合、両外層をなす2つの(B)層の材料、厚み等は同じであっても、異なっていてもよい。
架橋助剤は、エチレン・酢酸ビニル共重合体100質量部あるいは非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体100質量部に対し、5質量部以下が効果的であり、特に0.1〜3質量部の割合で配合するのが効果的である。
本発明では、これらシランカップリング剤などの接着付与剤は、(B)層のみに配合してもよく、また(A)層及び(B)層の両層に配合してもよい。
また、ホスファイト系酸化防止剤の具体例としては、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルフォスファネートジメチルエステル、ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファネートなどを挙げることができる。
本発明の太陽電池封止用シートは、これらの上部保護材及び/又は下部保護材に対して良好な接着性を示す。
下記に示すEVA−1(エチレン・酢酸ビニル共重合体)100部に、下記架橋剤A0.96部、下記架橋剤B0.24部、下記シランカップリング剤0.5部、下記酸化防止剤0.03部、下記紫外線吸収剤0.3部、及び下記耐光安定剤0.1部を配合し、EVA配合物を得た。次いで、下記VL100部に、架橋剤A0.96部、架橋剤B0.24部を添加し、下記シランカップリング剤0.3部、下記酸化防止剤0.03部、下記紫外線吸収剤0.3部および下記耐光安定剤0.1部を配合して、VL配合物を得た。次に、0.2mm厚みのEVA配合物からなる(A1)層シートと、0.2mm厚みのVL配合物からなる(B1)層シートと、をそれぞれT−ダイ成形機を用いて、樹脂温度100℃にて加工し作製した。
・EVA−1:エチレン・酢酸ビニル共重合体(エチレン/酢酸ビニル[質量比]=72/28、MFR(JIS K7210-1999、190℃、荷重2160g)=15g/10min)
・VL:非晶性又は低結晶性のα−オレフィン共重合体(三井化学(株)製のタフマーP0275、密度870kg/m3、MFR(ASTM D-1238、230℃、荷重2160g)=2.9g/10min、結晶化度:2%)
・架橋剤A:2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン
・架橋剤B:t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート
・シランカップリング剤:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
・酸化防止剤:Irganox1010(チバ・スペシャリティーケミカルズ製)
・紫外線吸収剤:2‐ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン
・耐光安定剤:ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート
(1)架橋特性(ゲル分率)
前記同様にT−ダイ成形機を用いて作製した(A1)層シート及び(B1)層シートを表1に記載の構成で積層後、150℃のオーブン中で30分間加熱することにより架橋シートを作製した。この架橋シート1gを100mlのキシレンに浸漬し、110℃、24時間加熱した後、金網で濾過して不溶解分を捕集し、乾燥後秤量することによってゲル分率[%]を求め、架橋特性を評価する指標とした。その結果を表1に示す。ゲル分率の値が大きいほど、良好に架橋が行なわれたことを示す。
前記同様にT−ダイ成形機を用いて作製した(A1)層シート及び(B1)層シートを表1に記載の構成で積層後、3mm厚みのガラス上に載せて、真空貼り合わせ機で125℃にて5分間貼り合わせた後、145℃で30分かけてオーブン中で架橋および接着を行なった。冷却後、引張試験機で貼合部を剥離し、ガラスに対する接着力[N]を測定し、接着強度を評価した。なお、測定は、10mm幅短冊、引張速度50mm/分の条件で行なった。その結果を表1に示す。
前記同様にT−ダイ成形機を用いて作製した(A1)層シート及び(B1)層シートを表1に記載の構成で積層後、真空貼り合わせ機で125℃にて5分間PET系バックシート(トーヤルソーラー(プライマーなし)、東洋アルミニウム(株)製)と貼り合わを行なった。次いで、145℃で30分かけてオーブン中で架橋および接着を行い、引張試験機で貼合部を剥離し、バックシートに対する接着力[N]を測定し、接着強度を評価した。なお、測定は、10mm幅短冊、引張速度50mm/分の条件で行なった。その結果を表1に示す。
前記同様にT−ダイ成形機を用いて作製した(A1)層シート及び(B1)層シートを表1に記載の構成で、青板ガラス2枚の間に挟むように積層後、ヘイズメーター(スガ試験機製)にてJIS−K7106に準じて全光線透過率を測定した。
実施例1において、0.3mm厚みのEVA配合物からなる(A2)層シートと、0.3mm厚みのVL配合物からなる(B2)層シートと、をそれぞれT−ダイ成形機を用いて、樹脂温度100℃にて作製した。これらのシートを用いて、下記表1に記載の構成の架橋性多層シート(太陽電池封止用シート)を予め作製し、この多層シートを、(A2)層シートがガラス面に接し、(B2)層シートがバックシートに接するように、ガラス基板及びバックシート(トーヤルソーラー:東洋アルミニウム社製)と貼り合わせを行ない、145℃で30分間加熱して架橋後、実施例1と同様にして、ゲル分率、ガラス接着強度、及びバックシート接着強度の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
実施例1において、0.2mm厚みのEVA配合物からなる(A3)層シートと、0.4mm厚みのVL配合物からなる(B3)層シートと、をそれぞれT−ダイ成形機を用いて、樹脂温度100℃にて作製した。これらのシートを用いて、下記表1に記載の構成の架橋性多層シート(太陽電池封止用シート)を予め作製し、この多層シートを、(A3)層シートがガラス面に接し、(B3)層シートがバックシートに接するように、ガラス基板及びバックシート(トーヤルソーラー:東洋アルミニウム社製)と貼り合わせを行ない、145℃で30分間加熱して架橋後、ゲル分率、ガラス接着強度、及びバックシート接着強度の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
実施例2において、EVA配合物に用いたEVA−1(酢酸ビニル:28質量%)を、EVA−2(エチレン/酢酸ビニル[質量比]=90/10、MFR=15g/10min)に代えて、加工温度を110℃に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、貼り合わせ、加熱架橋を行なうと共に、ゲル分率、ガラス接着強度、及びバックシート接着強度の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
実施例1において、0.6mm厚みのEVA配合物からなる架橋性の(A4)層シートをT−ダイ成形機を用いて樹脂温度100℃にて加工し作製した。このシートを用いて、下記表1に記載の構成でガラス基板及びバックシート(トーヤルソーラー:東洋アルミニウム社製)と貼り合わせを行ない、ゲル分率、ガラス接着強度、及びバックシート接着強度の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
実施例2において、EVA配合物に用いたEVA−1(酢酸ビニル:28質量%)を、EVA−3(エチレン/酢酸ビニル[質量比]=54/46、MFR=2.5g/10min)に代えたこと以外は、実施例2と同様にして、貼り合わせ、加熱架橋を行なうと共に、ゲル分率、ガラス接着強度、及びバックシート接着強度の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
Claims (10)
- 酢酸ビニルに由来の構成単位の含有量が5〜40質量%のエチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分に含む(A)層と、非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体を主成分に含む(B)層とを有してなる太陽電池封止用シート。
- 前記(A)層と前記(B)層との2層から構成されたことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池封止用シート。
- 前記(A)層の厚みと前記(B)層の厚みとの比率[(A)/(B)]が9/1〜1/9であることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池封止用シート。
- 前記(A)層を中間層とし、(A)層の両面に外層として前記(B)層を設けてなる3層から構成されたことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池封止用シート。
- 前記(A)層(中間層)の厚みと前記(B)層(外層B−1,外層B−2)の合計厚みとの比率[(A)/((B−1)+(B−2))]が9/1〜1/9であることを特徴とする請求項4に記載の太陽電池封止用シート。
- 前記エチレン・酢酸ビニル共重合体及び前記非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体のメルトフローレート(JIS K7210−1999、190℃、2160g荷重)が、それぞれ0.1〜150g/10分の範囲にあることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の太陽電池封止用シート。
- 前記非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体が、下記要件(a)〜(b)を満たすことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の太陽電池封止用シート。
(a)炭素数3〜20のα−オレフィンに由来する構成単位が10モル%以上である。
(b)X線による結晶化度が40%以下である。 - 前記(A)層及び前記(B)層はそれぞれ、架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、及び酸化防止剤から選ばれる1種以上の添加剤が配合されてなることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の太陽電池封止用シート。
- 前記(A)層及び前記(B)層の少なくとも一方のゲル分率が、70%以上であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の太陽電池封止用シート。
- 請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の太陽電池封止用シートを備えた太陽電池モジュール。
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