JP2011111515A - Sealing film for solar cell and solar cell - 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に関し、特に透明性及び耐湿熱性に優れる太陽電池用封止膜に関する。 The present invention relates to a solar cell encapsulating film containing an ethylene-unsaturated ester copolymer as a main component, and more particularly to a solar cell encapsulating film excellent in transparency and wet 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。 In recent years, solar cells that directly convert sunlight into electrical energy have been widely used and further developed in terms of effective use of resources and prevention of environmental pollution.
太陽電池は、一般的に、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材（バックカバー）との間に受光面側封止膜及び裏面側封止膜により、発電素子を封止した構成とされている。従来の太陽電池は、高い電気出力を得るために、複数の発電素子を接続し、太陽電池モジュールとして用いられている。したがって、発電素子間の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜が用いられる。 Generally, a solar cell is configured such that a power generation element is sealed between a light-receiving surface side transparent protective member and a back surface-side protective member (back cover) by a light-receiving surface side sealing film and a back surface side sealing film. ing. A conventional solar cell is used as a solar cell module by connecting a plurality of power generating elements in order to obtain a high electric output. Therefore, an insulating sealing film is used to ensure insulation between the power generating elements.
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、受光面側封止膜は、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 light-receiving surface side sealing film has transparency as high as possible, does not absorb or reflect incident sunlight, and transmits most of sunlight.
透明性の観点から、太陽電池用封止膜としては、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−不飽和エステル共重合体からなるフィルムが用いられている。このエチレン−不飽和エステル共重合体の他に、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、封止膜の強度や耐久性を向上させることができる。 From the viewpoint of transparency, a film made of an ethylene-unsaturated ester copolymer such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) or ethylene ethyl acrylate copolymer (EEA) is used as the sealing film for solar cells. It has been. In addition to the ethylene-unsaturated ester copolymer, the strength and durability of the sealing film can be improved by improving the crosslinking density using a crosslinking agent such as an organic peroxide.
また、特許文献１では、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのアルキレンオキシ基含有化合物を用いることにより、封止膜の透明性を向上できることが開示されている。 Patent Document 1 discloses that the transparency of the sealing film can be improved by using an alkyleneoxy group-containing compound such as tetraethylene glycol di (meth) acrylate.
しかしながら、太陽電池を夏期などの高温高湿度の環境下で長期間に亘り使用すると、封止膜が白濁や黄変するなど変色して、太陽光の透過率の低下や外観不良を招く場合があった。 However, when a solar cell is used for a long period of time in a high temperature and high humidity environment such as summer, the sealing film may be discolored, such as clouding or yellowing, leading to a decrease in sunlight transmittance and poor appearance. there were.
したがって、本発明の目的は、高温高湿度の環境において優れた透明性を長期間に亘り維持することができ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 can maintain the outstanding transparency in a high temperature, high humidity environment over a long period of time.
本発明は、エチレン−不飽和エステル共重合体、架橋剤、及び下記式（Ｉ） The present invention relates to an ethylene-unsaturated ester copolymer, a crosslinking agent, and the following formula (I):
（式中、Ｒ１は炭素原子数３〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、Ｒ２及びＲ３は同一又は異なって水素原子又はメチル基である）で示されるアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートを含む太陽電池用封止膜により上記課題を解決する。 (Wherein R 1 is a linear or branched alkylene group having 3 to 10 carbon atoms, and R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom or a methyl group). The said subject is solved by the sealing film for solar cells containing (meth) acrylate.
以下に、本発明の太陽電池用封止膜の好ましい形態を列記する。 Below, the preferable form of the sealing film for solar cells of this invention is listed.
（１）アルキレングリコールジ（メタ）アクリレートの含有量が、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、０．０５〜１．０質量部である。 (1) The content of alkylene glycol di (meth) acrylate is 0.05 to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer.
（２）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、１．０〜２．０質量部である。 (2) The content of the crosslinking agent is 1.0 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer.
（３）トリアリルイソシアヌレートなどの架橋助剤をさらに含むのが好ましい。 (3) It preferably contains a crosslinking aid such as triallyl isocyanurate.
（４）架橋助剤の含有量が、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、１．５〜２．５質量部である。 (4) The content of the crosslinking aid is 1.5 to 2.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer.
本発明の太陽電池用封止膜は、特定の構造を有するアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートを含むことにより、高温高湿度の環境下であっても優れた透明性を維持することができ、耐湿熱性に優れる。したがって、このような封止膜を用いた太陽電池は、長期間に亘って優れた発電性能及び外観特性を維持することができる。 By including the alkylene glycol di (meth) acrylate having a specific structure, the solar cell sealing film of the present invention can maintain excellent transparency even in a high-temperature and high-humidity environment. Excellent thermal properties. Therefore, a solar cell using such a sealing film can maintain excellent power generation performance and appearance characteristics over a long period of time.
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、及び特定の構造を有するアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートを含む。アルキレングリコールジ（メタ）アクリレートを用いることにより、エチレン−不飽和エステル共重合体に熱や水分の影響により切断され難い結合を付与することができ、封止膜の耐湿熱性を向上させることができる。したがって、太陽電池用封止膜は、高温高湿度の過酷な環境下に長期間に亘り使用されても、白濁や黄変など変色することなく、優れた透明性を維持することが可能となる。 The solar cell sealing film of the present invention contains, as basic components, an ethylene-unsaturated ester copolymer, a crosslinking agent, and an alkylene glycol di (meth) acrylate having a specific structure. By using alkylene glycol di (meth) acrylate, it is possible to give the ethylene-unsaturated ester copolymer a bond that is difficult to be cleaved by the influence of heat and moisture, and to improve the heat and moisture resistance of the sealing film. . Therefore, the sealing film for solar cells can maintain excellent transparency without being discolored such as white turbidity or yellowing even when used for a long period of time in a severe environment of high temperature and high humidity. .
アルキレングリコールジ（メタ）アクリレートは、具体的には、下記式（Ｉ） Specifically, the alkylene glycol di (meth) acrylate is represented by the following formula (I):
（式中、Ｒ１は炭素原子数３〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、Ｒ２及びＲ３は同一又は異なって水素原子又はメチル基である）で示される。 (Wherein, R 1 is a linear or branched alkylene group having 3 to 10 carbon atoms, and R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom or a methyl group).
式（Ｉ）のＲ１は、炭素原子数３〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基である。具体的には、ｎ−プロピレン基、イソプロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｔｅｒｔ−ブチレン基、ｎ−ペンチレン基、ｎ−オクチレン基、ｎ−ノニレン基、及びｎ−デシレン基などが挙げられる。 R 1 in formula (I) is a linear or branched alkylene group having 3 to 10 carbon atoms. Specific examples include an n-propylene group, an isopropylene group, an n-butylene group, a tert-butylene group, an n-pentylene group, an n-octylene group, an n-nonylene group, and an n-decylene group.
なかでも、Ｒ１は、炭素原子数４〜６の直鎖状のアルキレン基が特に好ましい。これらのアルキレン基によれば、湿熱環境下放置時において光線透過率の低下防止を図ることができる。 Among these, R 1 is particularly preferably a linear alkylene group having 4 to 6 carbon atoms. According to these alkylene groups, it is possible to prevent the light transmittance from being lowered when left in a humid heat environment.
封止膜におけるアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートの含有量は、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０．０５〜１．０質量部、より好ましくは０．０５〜０．６質量部、特に好ましくは０．１〜０．５質量部である。アルキレングルコールジ（メタ）アクリレートの含有量が、０．０５質量部未満であると十分な効果が得られない恐れがあり、１．０質量部を超えるとブリードアウト（添加剤の滲み出し）により、ポリマーと分離することによる表面接着阻害が生じる恐れがある。 The content of the alkylene glycol di (meth) acrylate in the sealing film is preferably 0.05 to 1.0 part by mass, more preferably 0.05 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer. 0.6 part by mass, particularly preferably 0.1 to 0.5 part by mass. If the content of alkylene glycol di (meth) acrylate is less than 0.05 parts by mass, a sufficient effect may not be obtained, and if it exceeds 1.0 parts by mass, bleeding out (exudation of additives) will occur. Therefore, there is a possibility that surface adhesion inhibition may occur due to separation from the polymer.
本発明の封止膜は、架橋剤を含む。封止膜における架橋剤の含有量は、エチレン−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して、１．０〜２．０質量部、特に１．０〜１．５質量部であるのが好ましい。このような量で架橋剤を含むことにより、封止膜の耐湿熱性をさらに向上させることができる。 The sealing film of the present invention contains a crosslinking agent. The content of the crosslinking agent in the sealing film is 1.0 to 2.0 parts by mass, particularly 1.0 to 1.5 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer. preferable. By including the cross-linking agent in such an amount, the heat-and-moisture resistance of the sealing film can be further improved.
架橋剤としては、有機過酸化物を用いるのが好ましい。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。 As the crosslinking agent, an organic peroxide is preferably used. Any organic peroxide can 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.
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-2,5 from the viewpoint of compatibility with the ethylene-unsaturated ester copolymer. -Di (tert-butylperoxy) hexane; 3-di-tert-butyl peroxide; tert-dicumyl peroxide; 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane; 5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexyne; dicumyl peroxide; tert-butylcumyl peroxide; α, α′-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene; α, α ′ -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.
有機過酸化物のなかでも、優れた耐湿熱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 organic peroxides, it is particularly preferable to use 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane because a sealing film for solar cells having excellent moisture and heat resistance can be obtained. preferable.
封止膜における架橋剤の含有量は、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。このような量で架橋剤を使用することにより、エチレン−不飽和エステル共重合体に熱や水分の影響により切断され難い結合を十分に付与することができ、封止膜の耐湿熱性を向上させることができる。 The content of the crosslinking agent in the sealing film is preferably 1.0 to 2.0 parts by mass, more preferably 1.0 to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer. It is. By using the crosslinking agent in such an amount, the ethylene-unsaturated ester copolymer can be sufficiently imparted with a bond that is not easily broken by the influence of heat and moisture, and the heat resistance of the sealing film is improved. be able to.
本発明の封止膜は、架橋助剤をさらに含むのが好ましい。架橋助剤を使用することにより、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、封止膜の耐湿熱性を向上させることができる。 The sealing film of the present invention preferably further contains a crosslinking aid. By using a crosslinking aid, the crosslinking density of the ethylene-unsaturated ester copolymer can be improved, and the heat-and-moisture resistance of the sealing film can be improved.
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。 Examples of the crosslinking aid (compound having a radical polymerizable group as a functional group) include trifunctional crosslinking aids such as triallyl cyanurate and triallyl isocyanurate, and (meth) acrylic esters (eg, NK ester). And monofunctional or bifunctional crosslinking aids. Of these, triallyl cyanurate and triallyl isocyanurate are preferable, and triallyl isocyanurate is particularly preferable.
封止膜における架橋助剤の含有量は、エチレン−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して、１．５〜２．５質量部、特に１．５〜２．０質量部であるのが好ましい。架橋助剤の含有量が２．５質量部を超えると得られる封止膜の接着性が低下する恐れがある。封止膜の接着性が低下すると、太陽電池内部に空気などが浸入して封止膜の耐湿熱性が低下する恐れがある。 The content of the crosslinking aid in the sealing film is 1.5 to 2.5 parts by mass, particularly 1.5 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer. Is preferred. If the content of the crosslinking aid exceeds 2.5 parts by mass, the adhesion of the resulting sealing film may be reduced. If the adhesiveness of the sealing film is lowered, air or the like may enter the solar cell and the moisture resistance of the sealing film may be reduced.
本発明の太陽電池用封止膜は、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。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。この中でも透明性に優れる封止膜が得られることから、酢酸ビニルが好ましい。 The solar cell sealing film of the present invention contains an ethylene-unsaturated ester copolymer as an organic resin. The unsaturated ester monomer of the ethylene-unsaturated ester copolymer includes methyl acrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, isooctyl acrylate, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, maleic acid Examples thereof include unsaturated carboxylic acid esters such as dimethyl and diethyl maleate, vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, and the like. Among these, vinyl acetate is preferable because a sealing film having excellent transparency can be obtained.
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。ＥＶＡの酢酸ビニル含有量を前記範囲内とすることにより、高温高湿度の環境において封止膜が白濁するのを抑制することができる。 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, and particularly preferably 24 to 100 parts by mass of the ethylene-vinyl acetate copolymer. -28 parts by mass. By setting the vinyl acetate content of EVA within the above range, it is possible to suppress the clouding of the sealing film in a high temperature and high humidity environment.
封止膜は、シランカップリング剤をさらに含んでいてもよい。シランカップリング剤を使用することにより、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。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。 The sealing film may further contain a silane coupling agent. By using a silane coupling agent, it is possible to form a solar cell sealing film having excellent adhesive force. As silane coupling agents, γ-chloropropylmethoxysilane, vinylethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane , Γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- Mention may be made of (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more. Of these, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane is particularly preferred.
前記シランカップリング剤の含有量は、エチレン−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して、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。 The content of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 0.7 parts by mass, more preferably 0.3 to 0.65 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer. .
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、可塑剤、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。 The sealing film is a plasticizer or epoxy as necessary to improve or adjust various physical properties of the film (optical properties such as mechanical strength and transparency, heat resistance, light resistance, crosslinking speed, etc.). Various additives such as a group-containing compound may be further included.
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−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。 The plasticizer is not particularly limited, but polybasic acid esters and polyhydric alcohol esters are generally used. Examples thereof include dioctyl phthalate, dihexyl adipate, triethylene glycol-di-2-ethylbutyrate, butyl sebacate, tetraethylene glycol diheptanoate, and triethylene glycol dipelargonate. One type of plasticizer may be used, or two or more types may be used in combination. The content of the plasticizer is preferably in the range of 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer.
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。 Examples of the epoxy-containing compound include triglycidyl tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, Phenol (ethyleneoxy) 5 glycidyl ether, pt-butylphenyl glycidyl ether, adipic acid diglycidyl ester, phthalic acid diglycidyl ester, glycidyl methacrylate, butyl glycidyl ether can be mentioned.
エポキシ基含有化合物は、エチレン−不飽和エステル共重合体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。 It is preferable that the epoxy group-containing compound is generally contained in an amount of 0.5 to 5.0 parts by mass, particularly 1.0 to 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylene-unsaturated ester copolymer.
さらに、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。 Furthermore, the sealing film may contain an ultraviolet absorber, a light stabilizer and an anti-aging agent.
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−不飽和エステル共重合体が劣化し、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−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。 By including the ultraviolet absorber in the sealing film, it is possible to prevent the ethylene-unsaturated ester copolymer from being deteriorated and yellowing due to the influence of irradiated light or the like. The ultraviolet absorber is not particularly limited, but 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4- Preferred examples include benzophenone-based ultraviolet absorbers such as methoxybenzophenone and 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone. In addition, it is preferable that the compounding quantity of the said benzophenone series ultraviolet absorber is 0.01-5 mass parts with respect to 100 mass parts of ethylene-unsaturated ester copolymers.
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−不飽和エステル共重合体が劣化し、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−不飽和エステル共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。 Even when the sealing film contains a light stabilizer, it is possible to suppress deterioration of the ethylene-unsaturated ester copolymer and yellowing of the solar battery sealing film due to the influence of irradiated light or the like. . As the light stabilizer, a light stabilizer called a hindered amine type is preferably used. For example, LA-52, LA-57, LA-62, LA-63LA-63p, LA-67, LA-68 (all ( ADEKA), Tinuvin 744, Tinuvin 770, Tinuvin 765, Tinuvin 144, Tinuvin 622LD, CHIMASORB 944LD (all manufactured by Ciba Specialty Chemicals), UV-3034 (BF Goodrich) Can be mentioned. In addition, the said light stabilizer may be used individually or may be used in combination of 2 or more types, and the compounding quantity is 0.01-5 mass with respect to 100 mass parts of ethylene-unsaturated ester copolymers. Part.
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。 Examples of the antioxidant include hindered phenolic antioxidants such as N, N′-hexane-1,6-diylbis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionamide], Examples thereof include phosphorus heat stabilizers, lactone heat stabilizers, vitamin E heat stabilizers, and sulfur heat stabilizers.
本発明の封止膜を作製するには、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、通常の押出成形、又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により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、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、加熱加圧など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。 What is necessary is just to carry out according to a well-known method in order to produce the sealing film of this invention. For example, it can be produced by a method for obtaining a sheet-like material by molding by ordinary extrusion molding, calendar molding (calendering) or the like. 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 during film formation is preferably a temperature at which the crosslinking agent does not react or hardly reacts. For example, it is preferably 50 to 90 ° C, particularly 40 to 80 ° C. Thereafter, the sealing film for solar cell may be crosslinked and cured for sealing according to a conventional method such as heating and pressurization.
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。 Although the thickness in particular of the sealing film for solar cells is not restrict | limited, What is necessary is just the range of 50 micrometers-2 mm.
本発明の太陽電池用封止膜は、優れた透明性及び耐湿熱性を有する。したがって、夏場など、太陽電池の表面温度が７０℃以上となり、周囲の湿度も８０％ＲＨ以上となるような高温高湿度環境下であっても、本発明の太陽電池用封止膜は、白濁や黄変の発生が高く抑制され、優れた透明性を維持することができ、太陽電池が高い発電性能を発揮することが可能となる。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、外部から入射した光の透過率が高く、効率よく発電素子に集光することができ、高い出力電圧を長期間に亘り発揮することが可能となる。 The solar cell sealing film of the present invention has excellent transparency and heat-and-moisture resistance. Therefore, even in a high temperature and high humidity environment where the surface temperature of the solar cell is 70 ° C. or higher and the ambient humidity is 80% RH or higher, such as in summer, the solar cell sealing film of the present invention is cloudy. And yellowing are highly suppressed, excellent transparency can be maintained, and the solar cell can exhibit high power generation performance. Therefore, a solar cell using such a solar cell sealing film has a high transmittance of light incident from the outside, can be efficiently condensed on a power generation element, and exhibits a high output voltage over a long period of time. It becomes possible to do.
本発明による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、表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して発電素子が封止された構造などが挙げられる。なお、本発明において、発電素子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。 The structure of the solar cell using the solar cell sealing film according to the present invention is not particularly limited, but the power generation element is interposed between the front surface side transparent protective member and the back surface side protective member via the solar cell sealing film. A structure in which is sealed. In the present invention, the light receiving surface side with respect to the power generation element is referred to as “front surface side”, and the surface opposite to the light receiving surface of the solar battery cell is referred to as “back surface side”.
前記太陽電池において、発電素子を十分に封止するには、図１に示すように表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、発電素子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 power generation element, as shown in FIG. 1, the front 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、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂに含まれるエチレン−不飽和エステル共重合体を架橋させることにより、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、表面側透明保護部材１１、裏面側透明部材１２、および発電素子１４を一体化させて、発電素子１４を封止することができる。
In order to heat and pressurize, for example, the laminate is heated by 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. By crosslinking the ethylene-unsaturated ester copolymer contained in the front-side sealing film 13A and the back-
なお、本発明の太陽電池用封止膜は、図１に示したような単結晶又は多結晶のシリコン結晶系の太陽電池セルを用いた太陽電池だけでなく、薄膜シリコン系、薄膜アモルファスシリコン系太陽電池、セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）系太陽電池等の薄膜太陽電池の封止膜にも使用することもできる。この場合は、例えば、ガラス基板、ポリイミド基板、フッ素樹脂系透明基板等の表面側透明保護部材の表面上に化学気相蒸着法等により形成された薄膜太陽電池素子層上に、本発明の太陽電池用封止膜、裏面側保護部材を積層し、接着一体化させた構造や、裏面側保護部材の表面上に形成された太陽電池素子上に、本発明の太陽電池用封止膜、表面側透明保護部材を積層し、接着一体化させた構造が挙げられる。 The solar cell sealing film of the present invention is not limited to a solar cell using a single crystal or polycrystalline silicon crystal solar cell as shown in FIG. It can also be used for sealing films of thin film solar cells such as solar cells and copper indium selenide (CIS) solar cells. In this case, for example, the solar cell of the present invention is formed on a thin film solar cell element layer formed by a chemical vapor deposition method or the like on the surface of a surface side transparent protective member such as a glass substrate, a polyimide substrate, or a fluororesin transparent substrate. On the solar cell element formed on the surface of the back surface side protective member or the structure obtained by laminating the battery sealing film and the back surface side protective member and bonding and integrating them, the surface The structure which laminated | stacked the side transparent protective member, and united and integrated is mentioned.
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。 The 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.
また、裏面側保護部材は、ＰＥＴなどのプラスチックフィルムが好ましく用いられる。また、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からなる蒸着膜を形成したもの、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フィルムでも良い。 In addition, a plastic film such as PET is preferably used for the back side protection member. In addition, in consideration of heat resistance and moist heat resistance, a film in which a vapor-deposited film made of silver is formed on the surface of a fluorinated polyethylene film or plastic film, especially a film in which a fluorinated polyethylene film / Al / fluorinated polyethylene film is laminated in this order But it ’s okay.
なお、本発明の太陽電池（薄膜太陽電池を含む）は、上述した通り、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、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 (including a thin film solar cell) of the present invention is characterized by a sealing film used on the front surface side and / or the back surface side as described above. Therefore, the members other than the sealing film such as the front-side transparent protective member, the back-side protective member, and the solar cell need only have the same configuration as the conventionally known solar cell, and are not particularly limited. .
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）
下記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
Each material was supplied to a roll mill with the composition shown below and kneaded at 70 ° C. The obtained composition was calendered at 70 ° C, allowed to cool, and then a solar cell sealing film (thickness 0.6 mm) was formed. Obtained.
封止膜の組成：
ＥＶＡ（ＥＶＡ１００質量部に対する酢酸ビニル含有量２６質量部）１００質量部、
架橋剤（２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）１．２質量部、
架橋助剤（トリアリルイソシアヌレート）１．５質量部、及び
添加剤１（１，４−ブタンジオールジメタクリレート）０．１質量部。
Sealing film composition:
EVA (vinyl acetate content 26 parts by mass with respect to EVA 100 parts by mass) 100 parts by mass,
1.2 parts by mass of a crosslinking agent (2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane),
1.5 parts by mass of a crosslinking aid (triallyl isocyanurate), and 0.1 parts by mass of additive 1 (1,4-butanediol dimethacrylate).
（実施例２及び３）
実施例２及び３では、１，４−ブタンジオールジメタクリレートの配合量をそれぞれ０．３質量部及び０．５質量部と変更した以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Examples 2 and 3)
In Examples 2 and 3, a solar cell sealing film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of 1,4-butanediol dimethacrylate was changed to 0.3 parts by mass and 0.5 parts by mass, respectively. Was made.
（実施例４及び５）
実施例４及び５では、添加剤１に代えて、添加剤２（１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート）をそれぞれ０．１質量部及び０．５質量部用いた以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Examples 4 and 5)
In Example 4 and 5, it replaced with the additive 1 and was the same as Example 1 except having used 0.1 mass part and 0.5 mass part of additive 2 (1,6-hexanediol dimethacrylate), respectively. Thus, a solar cell sealing film was produced.
（実施例６及び７）
実施例６及び７では、添加剤１に代えて、添加剤３（１，９−ノナンジオールジメタクリレート）をそれぞれ０．１質量部及び０．５質量部用いた以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Examples 6 and 7)
In Example 6 and 7, it replaced with the additive 1 and was the same as Example 1 except having used 0.1 mass part and 0.5 mass part of additive 3 (1,9-nonanediol dimethacrylate), respectively. Thus, a solar cell sealing film was produced.
（実施例８及び９）
実施例８及び９では、添加剤１に代えて、添加剤４（１，１０−デカンジオールジメタクリレート）をそれぞれ０．１質量部及び０．５質量部用いた以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Examples 8 and 9)
In Example 8 and 9, it replaced with the additive 1 and was the same as Example 1 except having used 0.1 mass part and 0.5 mass part of additive 4 (1,10-decanediol dimethacrylate), respectively. Thus, a solar cell sealing film was produced.
（実施例１０及び１１）
実施例１０及び１１では、添加剤１に代えて、添加剤５（１，９−ノナンジオールジアクリレート）をそれぞれ０．１質量部及び０．５質量部用いた以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Examples 10 and 11)
In Example 10 and 11, it replaced with the additive 1 and was the same as Example 1 except having used 0.1 mass part and 0.5 mass part of additive 5 (1,9-nonanediol diacrylate), respectively. Thus, a solar cell sealing film was produced.
（比較例１）
比較例１では、添加剤１を用いなかった以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a solar cell sealing film was produced in the same manner as in Example 1 except that additive 1 was not used.
（比較例２）
比較例２では、添加剤１を用いず、さらに架橋剤の配合量を２．０質量部とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a solar cell sealing film was produced in the same manner as in Example 1 except that additive 1 was not used and the blending amount of the crosslinking agent was 2.0 parts by mass.
（比較例３）
比較例３では、添加剤１及び架橋助剤を用いず、さらに架橋剤の配合量を０．７質量部とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, a solar cell sealing film was produced in the same manner as in Example 1 except that additive 1 and the crosslinking aid were not used and the amount of the crosslinking agent was 0.7 parts by mass.
（比較例４）
比較例４では、添加剤１を用いず、さらに架橋剤の配合量を０．７質量部とし、架橋助剤の配合量を１．０質量部とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 4 was the same as Example 1 except that additive 1 was not used, the amount of crosslinking agent was 0.7 parts by mass, and the amount of crosslinking aid was 1.0 parts by mass. A solar cell sealing film was produced.
（比較例５）
比較例５では、添加剤１を用いず、さらに架橋剤の配合量を０．７質量部とし、架橋助剤の配合量を２．０質量部とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。
(Comparative Example 5)
Comparative Example 5 was the same as Example 1 except that additive 1 was not used, the amount of the crosslinking agent was 0.7 parts by mass, and the amount of the crosslinking aid was 2.0 parts by mass. A solar cell sealing film was produced.
（評価）
１．光線透過率
太陽電池用封止膜を２枚のガラス基材（厚さ３．０ｍｍ）で挟み、得られた積層体を真空ラミネーターで、真空下、１００℃で１０分間圧着した後、１５５℃のオーブン中で４５分間圧着することにより、太陽電池用封止膜を架橋硬化させた。その後、積層体を温度８５℃、湿度８５％ＲＨ環境下に１０００時間放置した。
(Evaluation)
1. Light transmittance The solar cell sealing film is sandwiched between two glass substrates (thickness: 3.0 mm), and the obtained laminate is pressure-bonded at 100 ° C. for 10 minutes under vacuum with a vacuum laminator. The solar cell sealing film was cross-linked and cured by pressure bonding in an oven for 45 minutes. Thereafter, the laminate was allowed to stand in an environment of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH for 1000 hours.
放置前と放置後の積層体の厚み方向の光線透過スペクトルを分光光度計（日立製作所株式会社製 Ｕ−４０００）を用いて、波長範囲３００〜１２００ｎｍの光線透過率を３箇所測定し、その平均値を算出した。結果を表１及び２に示す。 Using a spectrophotometer (U-4000, manufactured by Hitachi, Ltd.), a light transmittance spectrum in the thickness direction of the laminate before and after being left is measured at three locations with a light transmittance of a wavelength range of 300 to 1200 nm. The value was calculated. The results are shown in Tables 1 and 2.
表１及び２に示すように、本発明による太陽電池用封止膜では、高温高湿度環境下であっても長期間に亘って、白濁や黄変せずに高い光線透過率（透明性）を維持できることが分かる。 As shown in Tables 1 and 2, the solar cell sealing film according to the present invention has a high light transmittance (transparency) without being clouded or yellowed over a long period of time even in a high temperature and high humidity environment. Can be maintained.
１１ 受光面側透明保護部材、
１２ 裏面側保護材、
１３Ａ 受光面側封止膜、
１３Ｂ 裏面側封止膜、
１４ 発電素子。
11 Light-receiving surface side transparent protective member,
12 Back side protective material,
13A light-receiving surface side sealing film,
13B Back side sealing film,
14 Power generation element.
Claims (8)
（式中、Ｒ１は炭素原子数３〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、Ｒ２及びＲ３は同一又は異なって水素原子又はメチル基である）で示されるアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートを含む太陽電池用封止膜。 Ethylene-unsaturated ester copolymer, crosslinking agent, and the following formula (I)
(Wherein R 1 is a linear or branched alkylene group having 3 to 10 carbon atoms, and R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom or a methyl group). The sealing film for solar cells containing (meth) acrylate.
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