JP2011187822A - Filler composition for solar cell module, filler for solar cell module and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池モジュール用充填材、太陽電池モジュール用充填材及び太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module filler, a solar cell module filler, and a solar cell module.
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。現在、種々の形態からなる太陽電池モジュールが開発され、提案されている。 In recent years, solar cells as a clean energy source have attracted attention due to the growing awareness of environmental issues. Currently, various types of solar cell modules have been developed and proposed.
一般に太陽電池モジュールは、透明前面基板と太陽電池素子と裏面保護シートとが、充填材を介して積層された構成である。そして、太陽電池素子は、透明前面基板側から表面電極、光電変換層、裏面電極が順に積層された構成である。太陽電池モジュールは、太陽光が上記光電変換層に入射することにより発電する機能を有している。 In general, a solar cell module has a configuration in which a transparent front substrate, a solar cell element, and a back surface protection sheet are laminated via a filler. And a solar cell element is the structure by which the surface electrode, the photoelectric converting layer, and the back surface electrode were laminated | stacked in order from the transparent front substrate side. The solar cell module has a function of generating electric power when sunlight enters the photoelectric conversion layer.
太陽電池モジュールにおいては上記各層間の高い密着性が要求される。したがって、太陽電池素子と充填材との間の密着性が高いことが要求される。充填材の密着相手としては、ガラスやフィルム等の基材との密着性はもちろんのこと、他に太陽電池素子の表面に配置される電極との密着性も求められる。ここで、例えば、薄膜型太陽電池においてはアルミニウム蒸着膜や銀蒸着膜等の金属薄膜、インジウムスズ酸化物や酸化亜鉛等の透明金属酸化物薄膜が素子に形成されるため、これら薄膜との密着性も要求される。 In the solar cell module, high adhesion between the above-described layers is required. Therefore, high adhesion between the solar cell element and the filler is required. As an adhesion partner of the filler, not only adhesion to a substrate such as glass or film but also adhesion to an electrode disposed on the surface of the solar cell element is required. Here, for example, in a thin film type solar cell, a metal thin film such as an aluminum vapor deposition film or a silver vapor deposition film, or a transparent metal oxide thin film such as indium tin oxide or zinc oxide is formed on the element. Sex is also required.
一方、充填材には、裏面保護シートとの密着性、表面電極や裏面電極との密着性の他に、太陽電池素子を保護するための強度、高温高湿等の過酷な環境に耐えるための耐熱性、耐湿性も要求される。これらの要求を満たす材料として、エチレン−酢酸ビニルアルコール共重合体樹脂(EVA樹脂)が最も一般的に使用されている。 On the other hand, in addition to the adhesiveness to the back surface protective sheet and the adhesiveness to the front surface electrode and the back surface electrode, the filler has a strength to protect the solar cell element, and can withstand severe environments such as high temperature and high humidity. Heat resistance and moisture resistance are also required. As a material that satisfies these requirements, ethylene-vinyl acetate alcohol copolymer resin (EVA resin) is most commonly used.
しかしながら、EVA樹脂は、長期間の使用に伴って徐々に分解する傾向があり、太陽電池モジュールの内部で劣化して強度が低下したり、太陽電池素子に影響を与える酢酸ガスを発生させたりする可能性がある。また、EVAは水蒸気透過性が高いので、モジュール端面からの水分進入により、特に上記の薄膜との密着阻害を起こす可能性がある。 However, EVA resin has a tendency to gradually decompose with long-term use, and deteriorates inside the solar cell module to decrease its strength or generate acetic acid gas that affects the solar cell element. there is a possibility. Further, since EVA has a high water vapor permeability, there is a possibility that the adhesion with the above-described thin film may be particularly disturbed by moisture entering from the end face of the module.
そこで、EVA樹脂の代わりに、ポリエチレン等のポリオレフィンを使用した太陽電池モジュール用充填材が提案されている(例えば、特許文献1等を参照)。特許文献1等に記載されたポリオレフィンを使用した充填材は、太陽電池素子を保護するための強度、高温高湿等の過酷な環境に耐えるための耐熱性、耐湿性も備える優れた充填材である。 Then, the solar cell module filler which uses polyolefin, such as polyethylene, instead of EVA resin is proposed (for example, refer patent document 1 etc.). The filler using polyolefin described in Patent Document 1 and the like is an excellent filler having strength for protecting the solar cell element, heat resistance to withstand severe environments such as high temperature and high humidity, and moisture resistance. is there.
しかしながら、上記のようなポリオレフィン系の充填材を使用した場合にも、充填材と金属薄膜又は金属酸化物薄膜(以下単に金属膜ともいう)との密着性は充分とは言えず、さらなる改善が求められている。 However, even when the polyolefin-based filler as described above is used, it cannot be said that the adhesion between the filler and the metal thin film or the metal oxide thin film (hereinafter also simply referred to as a metal film) is sufficient. It has been demanded.
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、太陽電池モジュール用充填材として要求される物性を有するとともに、透明前面基板、裏面保護シート、金属膜との高い密着性を有するポリオレフィン系の太陽電池モジュール用充填材を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above problems, and its purpose is to have physical properties required as a filler for a solar cell module and to have high adhesion to a transparent front substrate, a back surface protective sheet, and a metal film. An object of the present invention is to provide a polyolefin-based filler for solar cell modules having properties.
本発明者らは、充填材と金属膜との間の界面に入り込んだ微量な水分が金属膜に与える影響に着目して、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。
その結果、α−オレフィンとエチレン変性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなる共重合体と、アルコキシ基含有シランカップリング剤及び/又はアルコキシ基含有シリコーンオリゴマーと、を含有する太陽電池モジュール用充填材組成物を用いれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
The inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve the above problems, paying attention to the influence of a minute amount of moisture entering the interface between the filler and the metal film on the metal film.
As a result, a solar cell module comprising a copolymer obtained by copolymerizing an α-olefin and an ethylene-modified unsaturated silane compound as a comonomer, and an alkoxy group-containing silane coupling agent and / or an alkoxy group-containing silicone oligomer. The present inventors have found that the above problems can be solved by using the filler composition for use in the present invention, and have completed the present invention. More specifically, the present invention provides the following.
(1) α−オレフィンとエチレン変性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなる共重合体と、アルコキシ基含有シランカップリング剤及び/又はアルコキシ基含有シリコーンオリゴマーと、を含有する太陽電池モジュール用充填材組成物。 (1) A solar cell module comprising a copolymer obtained by copolymerizing an α-olefin and an ethylene-modified unsaturated silane compound as a comonomer, and an alkoxy group-containing silane coupling agent and / or an alkoxy group-containing silicone oligomer. Filler composition.
(2) 前記アルコキシ基含有シランカップリング剤及び/又はアルコキシ基含有シリコーンオリゴマーは、メルカプト基、エポキシ基、及びトリアジンチオール基から選ばれる少なくとも一種を有する(1)に記載の太陽電池モジュール用充填材組成物。 (2) The filler for solar cell modules according to (1), wherein the alkoxy group-containing silane coupling agent and / or the alkoxy group-containing silicone oligomer has at least one selected from a mercapto group, an epoxy group, and a triazine thiol group. Composition.
(3) 前記アルコキシ基含有シランカップリング剤は、メルカプト基を有する(1)に記載の太陽電池モジュール用充填材組成物。 (3) The filler composition for a solar cell module according to (1), wherein the alkoxy group-containing silane coupling agent has a mercapto group.
(4) 前記エチレン変性不飽和シラン化合物は、ビニル基を有するアルコキシシランである(1)から(3)のいずれかに記載の太陽電池モジュール用充填材組成物。 (4) The filler composition for a solar cell module according to any one of (1) to (3), wherein the ethylene-modified unsaturated silane compound is an alkoxysilane having a vinyl group.
(5) (1)から(4)のいずれかに記載の太陽電池モジュール用充填材組成物を成形してなる太陽電池モジュール用充填材。 (5) A solar cell module filler formed by molding the solar cell module filler composition according to any one of (1) to (4).
(6) 表面電極と、光電変換層と、金属膜からなる裏面電極とが順次配置される構成を含む3層以上の積層構造を有する太陽電池素子の前記裏面電極上に(5)に記載の太陽電池モジュール用充填材が配置された太陽電池モジュール。 (6) On the said back electrode of the solar cell element which has a laminated structure of 3 or more layers containing the structure by which a surface electrode, a photoelectric converting layer, and the back electrode which consists of metal films are arrange | positioned one by one as described in (5) A solar cell module in which a filler for a solar cell module is arranged.
本発明の太陽電池モジュール用充填材組成物を成形してなる充填材を用いると、太陽電池モジュールの裏面電極として金属膜を使用した場合であっても、充填材と裏面電極との密着性が非常に高く、且つガラス等の裏面保護シート、透明前面基板との密着性も高い。さらに、本発明の太陽電池モジュール用充填材組成物を成形してなる充填材は、太陽電池モジュール用充填材に要求される物性も有する。 When the filler formed by molding the filler composition for solar cell modules of the present invention is used, even when a metal film is used as the back electrode of the solar cell module, the adhesion between the filler and the back electrode is improved. It is very high and has high adhesion to a back surface protection sheet such as glass and a transparent front substrate. Furthermore, the filler formed by molding the filler composition for solar cell modules of the present invention also has physical properties required for the filler for solar cell modules.
以下、本発明の太陽電池モジュール用充填材組成物、太陽電池モジュール用充填材及び太陽電池モジュールの順に詳細に説明する。 Hereinafter, the filler composition for solar cell modules, the filler for solar cell modules, and the solar cell module of the present invention will be described in detail in this order.
<太陽電池モジュール用充填材組成物>
本発明の太陽電池モジュール用充填材組成物は、α−オレフィンとエチレン変性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなる共重合体(以下、「シラン共重合体」という場合がある。)と、アルコキシ基含有シランカップリング剤及び/又はアルコキシ基含有シリコーンオリゴマーと、を含有する。以下、これらの必須成分について説明した後、その他の樹脂、その他の成分について説明する。
<Filler composition for solar cell module>
The filler composition for a solar cell module of the present invention is a copolymer obtained by copolymerizing an α-olefin and an ethylene-modified unsaturated silane compound as a comonomer (hereinafter sometimes referred to as “silane copolymer”). And an alkoxy group-containing silane coupling agent and / or an alkoxy group-containing silicone oligomer. Hereinafter, after explaining these essential components, other resins and other components will be explained.
[シラン共重合体]
シラン共重合体は、透明前面基板、裏面保護シートとの密着性を向上するための成分である。シラン共重合体を用いると、特にガラスとの密着性が向上する。
[Silane copolymer]
A silane copolymer is a component for improving adhesiveness with a transparent front substrate and a back surface protective sheet. When a silane copolymer is used, adhesion with glass is particularly improved.
シラン共重合体は、例えば、特開2003−46105号公報に記載されているものである。当該共重合体を太陽電池モジュールの充填材組成物の成分として使用することにより、強度、耐久性等に優れ、かつ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、その他の諸特性に優れ、更に、太陽電池モジュールを製造する加熱圧着等の製造条件に影響を受けることなく極めて優れた熱融着性を有し、安定的に、低コストで、種々の用途に適する太陽電池モジュールを製造することができる。 The silane copolymer is described in, for example, JP-A-2003-46105. By using the copolymer as a component of the solar cell module filler composition, it has excellent strength, durability, etc., and weather resistance, heat resistance, water resistance, light resistance, wind pressure resistance, yield resistance, It has excellent other characteristics, and has excellent heat-sealability without being affected by manufacturing conditions such as thermocompression bonding for manufacturing solar cell modules. It is stable, low-cost, and can be used in various applications. A suitable solar cell module can be manufactured.
シラン共重合体は、少なくともα−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物をコモノマーとし、必要に応じて更にその他の不飽和モノマーをコモノマーとして共重合して得られる共重合体であり、該共重合体の変性体ないし縮合体も含むものである。 The silane copolymer is a copolymer obtained by copolymerizing at least an α-olefin and an ethylenically unsaturated silane compound as a comonomer and, if necessary, further using another unsaturated monomer as a comonomer. The modified product or condensate is also included.
具体的には、例えば、α−オレフィンの1種ないし2種以上と、エチレン性不飽和シラン化合物の1種ないし2種以上と、必要ならば、その他の不飽和モノマーの1種ないし2種以上とを、所望の反応容器を使用し、例えば、圧力500〜4000Kg/cm2位、好ましくは、1000〜4000Kg/cm2位、温度100〜400℃位、好ましくは、150〜350℃位の条件下で、ラジカル重合開始剤及び必要ならば連鎖移動剤の存在下で、同時にあるいは段階的にランダム共重合させ、更には、必要に応じて、その共重合によって生成するランダム共重合体を構成するシラン化合物の部分を変性ないし縮合させて、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体又はその変性ないし縮合体を製造することができる。 Specifically, for example, one or more of α-olefins, one or more of ethylenically unsaturated silane compounds, and, if necessary, one or more of other unsaturated monomers. Using a desired reaction vessel, for example, pressure 500-4000 Kg / cm 2 position, preferably, 1000-4000 Kg / cm 2 position, temperature 100-400 ° C., preferably 150-350 ° C. In the presence of a radical polymerization initiator and, if necessary, a chain transfer agent, random copolymerization is performed simultaneously or stepwise, and if necessary, a random copolymer formed by the copolymerization is formed. A silane compound portion can be modified or condensed to produce a copolymer of an α-olefin and an ethylenically unsaturated silane compound, or a modified or condensed product thereof.
また、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体又はその変性ないし縮合体としては、例えば、α−オレフィンの1種ないし2種以上と、必要ならば、その他の不飽和モノマーの1種ないし2種以上とを、所望の反応容器を使用し、上記と同様に、ラジカル重合開始剤及び必要ならば連鎖移動剤の存在下で、同時にあるいは段階的に重合させ、次いで、その重合によって生成するポリオレフィン系重合体に、エチレン性不飽和シラン化合物の1種ないし2種以上をグラフト共重合させ、更には、必要に応じて、その共重合体によって生成するグラフト共重合体を構成するシラン化合物の部分を変性ないし縮合させて、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体又はその変性ないし縮合体を製造することができる。 Examples of the copolymer of an α-olefin and an ethylenically unsaturated silane compound or a modified or condensed product thereof include, for example, one or more α-olefins and, if necessary, other unsaturated monomers. One or two or more kinds are polymerized simultaneously or stepwise in the presence of a radical polymerization initiator and, if necessary, a chain transfer agent, using the desired reaction vessel, and then the polymerization. 1 to 2 or more types of ethylenically unsaturated silane compounds are graft-copolymerized to the polyolefin-based polymer produced by the above, and further, if necessary, a graft copolymer produced by the copolymer is constituted. A silane compound portion may be modified or condensed to produce a copolymer of an α-olefin and an ethylenically unsaturated silane compound or a modified or condensed product thereof. Kill.
使用可能なα−オレフィン、エチレン性不飽和シラン化合物、その他の不飽和モノマー、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤等としては、特開2003−46105号公報に記載されているものと同様のものを例示することができる。 Usable α-olefins, ethylenically unsaturated silane compounds, other unsaturated monomers, radical polymerization initiators, chain transfer agents and the like are the same as those described in JP-A-2003-46105. It can be illustrated.
ランダム共重合体を構成するシラン化合物の部分を変性ないし縮合させる方法、あるいは、グラフト共重合体を構成するシラン化合物の部分を変性ないし縮合させる方法としては、例えば、錫、亜鉛、鉄、鉛、コバルト等の金属のカルボン酸塩、チタン酸エステル及びキレート化物等の有機金属化合物、有機塩基、無機酸、及び、有機酸等のシラノール縮合触媒等を使用し、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とのランダム共重合体あるいはグラフト共重合体を構成するシラン化合物の部分のシラノール間の脱水縮合反応等を行うことにより、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体の変性ないし縮合体を製造する方法が挙げられる。 Examples of the method of modifying or condensing the silane compound portion constituting the random copolymer, or the method of modifying or condensing the silane compound portion constituting the graft copolymer include, for example, tin, zinc, iron, lead, Using α-olefin and ethylenically unsaturated silane using metal carboxylate such as cobalt, organometallic compound such as titanate and chelate, organic base, inorganic acid, silanol condensation catalyst such as organic acid, etc. Modification of copolymer of α-olefin and ethylenically unsaturated silane compound by performing dehydration condensation reaction between silanols of the silane compound part constituting the random copolymer or graft copolymer with the compound The method of manufacturing a condensate is mentioned.
本発明で使用されるシラン共重合体としては、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、及びグラフト共重合体のいずれであっても好ましく使用することができるが、グラフト共重合体であることがより好ましく、重合用ポリエチレンを主鎖とし、エチレン性不飽和シラン化合物が側鎖として重合したグラフト共重合体が更に好ましい。このようなグラフト共重合体は、接着力に寄与するシラノール基の自由度が高くなるため、太陽電池モジュールにおける他の部材(特にガラス)への充填材の接着性を向上することができる。 As the silane copolymer used in the present invention, any of a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer can be preferably used. A graft copolymer is more preferable, and a graft copolymer obtained by polymerizing polyethylene for polymerization as a main chain and an ethylenically unsaturated silane compound as a side chain is more preferable. Since such a graft copolymer has a high degree of freedom of silanol groups that contribute to the adhesive force, the adhesiveness of the filler to other members (particularly glass) in the solar cell module can be improved.
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を構成する際のエチレン性不飽和シラン化合物の含量としては、シラン共重合体質量に対して、例えば、0.001〜15質量%位、好ましくは、0.01〜5質量%位、特に好ましくは、0.05〜3質量%位が望ましいものである。本発明において、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を構成するエチレン性不飽和シラン化合物の含量が多い場合には、ガラスとの密着性に優れるが、含量が過度になると、引っ張り伸び及び熱融着性等に劣る傾向にある。 The content of the ethylenically unsaturated silane compound when constituting the copolymer of the α-olefin and the ethylenically unsaturated silane compound is, for example, about 0.001 to 15% by mass relative to the mass of the silane copolymer. Preferably, about 0.01 to 5% by mass, particularly preferably about 0.05 to 3% by mass is desirable. In the present invention, when the content of the ethylenically unsaturated silane compound constituting the copolymer of the α-olefin and the ethylenically unsaturated silane compound is large, the adhesiveness with the glass is excellent, but the content becomes excessive. , Tend to be inferior in tensile elongation and heat-fusibility.
[その他の樹脂]
太陽電池モジュール用充填材組成物には、上記必須成分以外の樹脂を含有させることができる。太陽電池モジュール用充填材組成物中に安価な樹脂を含有させることで、金属との密着性に優れ且つガラス等との密着性に優れる充填材を低コストで得ることができる。シラン共重合体への添加用樹脂としては、上記シラン共重合体と相溶性がある樹脂が好ましく、具体的にはポリエチレン等の未変性のポリオレフィン樹脂が例示できる。より具体的にはポリエチレン系樹脂が好ましく、透明性を付与する観点から、エチレンとα−オレフィンとの低密度共重合体が好ましく使用される。このような樹脂としては、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが挙げられる。メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンは、シングルサイト触媒であるメタロセン触媒を用いて合成されるものである。このようなポリエチレン系樹脂は、側鎖の分岐が少なく、コモノマーの分布が均一である。このため、分子量分布が狭く、密度が小さいポリエチレン系樹脂とすることができ、シートに柔軟性を付与することができる。透明性の観点からは、密度が0.870〜0.915g/cm3の範囲であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであることが好ましく、α−オレフィンが炭素数6から8であることが好ましい。添加用樹脂の量は上記シラン共重合体に対して50〜95質量%以下であることが好ましい。なお、上記の未変性のポリオレフィン樹脂は、後述する「その他の成分」を予めマスターバッチ化するための樹脂としても用いることができる。
[Other resins]
Resin other than the above-mentioned essential components can be contained in the filler composition for a solar cell module. By including an inexpensive resin in the solar cell module filler composition, a filler having excellent adhesion to metal and excellent adhesion to glass or the like can be obtained at low cost. As the resin for addition to the silane copolymer, a resin compatible with the silane copolymer is preferable, and specific examples thereof include an unmodified polyolefin resin such as polyethylene. More specifically, a polyethylene resin is preferable, and a low-density copolymer of ethylene and an α-olefin is preferably used from the viewpoint of imparting transparency. An example of such a resin is a metallocene linear low density polyethylene. The metallocene linear low density polyethylene is synthesized using a metallocene catalyst which is a single site catalyst. Such a polyethylene resin has few side chain branches and a uniform distribution of comonomer. For this reason, it can be set as the polyethylene-type resin with narrow molecular weight distribution and a small density, and can provide a softness | flexibility to a sheet | seat. From the viewpoint of transparency, a metallocene linear low-density polyethylene having a density in the range of 0.870 to 0.915 g / cm 3 is preferable, and the α-olefin has 6 to 8 carbon atoms. preferable. The amount of the resin for addition is preferably 50 to 95% by mass or less with respect to the silane copolymer. The unmodified polyolefin resin can also be used as a resin for previously mastering a “other component” described later.
なお、この結果、本発明の太陽電池モジュール用充填材組成物中における上記のエチレン性不飽和シラン化合物の含量としては、例えば、1〜80質量%位、好ましくは、5〜50質量%位、特に好ましくは、10〜40質量%程度となる。 As a result, the content of the ethylenically unsaturated silane compound in the solar cell module filler composition of the present invention is, for example, about 1 to 80% by mass, preferably about 5 to 50% by mass, Most preferably, it is about 10-40 mass%.
[シランカップリング剤及び/又はシリコーンオリゴマー]
シランカップリング剤及び/又はシリコーンオリゴマーは、上記シラン共重合体との併用により、金属膜と充填材との密着性を向上させるために使用する。金属との密着性を向上させる材料の中でシランカップリング剤、シリコーンオリゴマーを使用することで、上記シラン重合体と混合してもゲル化等の問題が生じず、太陽電池モジュール用の充填材として好適な物性を維持しつつ、ガラス等との高い密着性と金属膜との高い密着性を両立させることができる。シランカップリング剤、シリコーンオリゴマーは単独で使用しても、充填材に金属膜との高い密着性を与えるが、上記シランカップリング剤等は、上記シラン共重合体との併用により、充填材と金属膜との密着性をさらに高める。
[Silane coupling agent and / or silicone oligomer]
The silane coupling agent and / or the silicone oligomer is used for improving the adhesion between the metal film and the filler by using in combination with the silane copolymer. By using a silane coupling agent and a silicone oligomer among the materials that improve the adhesion to metal, there is no problem of gelation even when mixed with the silane polymer, and the filler for solar cell modules It is possible to achieve both high adhesion with glass and the like and high adhesion with the metal film while maintaining suitable physical properties. Even if the silane coupling agent and the silicone oligomer are used alone, the filler has high adhesion to the metal film, but the silane coupling agent and the like can be used together with the silane copolymer, Further improve the adhesion to the metal film.
シランカップリング剤とは、無機物と反応する加水分解基であるアルコキシ基、及び有機官能基の両方を一分子中に有する有機ケイ素化合物である。シリコーンオリゴマーとは、有機ケイ素化合物が2個以上縮合して−Si−O−Si−構造を形成し、無機物と反応する加水分解基であるアルコキシ基、及び有機官能基の両方を有する平均重合度が2から100程度の重合体である。 The silane coupling agent is an organosilicon compound having both an alkoxy group that is a hydrolyzable group that reacts with an inorganic substance and an organic functional group in one molecule. Silicone oligomer is an average degree of polymerization having both an alkoxy group, which is a hydrolyzable group that reacts with an inorganic substance, and an organic functional group by condensing two or more organosilicon compounds to form a —Si—O—Si— structure. Is a polymer of about 2 to 100.
有機官能基としては、例えば、アミノ基、メルカプト基、エポキシ基、メタクリロキシ基、トリアジンチオール基等が挙げられる。これらの中でも、充填材と金属膜との密着性を向上させるためには、メルカプト基、エポキシ基、トリアジンチオール基を有するシランカップリング剤、シリコーンオリゴマーが好ましい。特にメルカプト基を有するシランカップリング剤、シリコーンオリゴマーが好ましい。 Examples of the organic functional group include an amino group, a mercapto group, an epoxy group, a methacryloxy group, and a triazine thiol group. Among these, in order to improve the adhesion between the filler and the metal film, a silane coupling agent having a mercapto group, an epoxy group or a triazine thiol group, or a silicone oligomer is preferable. In particular, a silane coupling agent having a mercapto group and a silicone oligomer are preferred.
好ましいシランカップリング剤としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Preferable examples of the silane coupling agent include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyltrimethoxysilane, and the like.
上記シランカップリング剤、シリコーンオリゴマーは、太陽電池モジュール用充填材組成物中に質量割合で1000〜10000ppm以下程度含まれていれば、金属との密着性を充分に向上させることができる。 If the said silane coupling agent and a silicone oligomer are contained about 1000-10000 ppm or less by mass ratio in the filler composition for solar cell modules, adhesiveness with a metal can fully be improved.
上記シランカップリング剤、シリコーンオリゴマーは、上記シラン重合体等と混合する前に予めマスターバッチ化することが好ましい。マスターバッチに使用される樹脂としては、ポリエチレン系樹脂が好ましい。ポリエチレン系樹脂であれば、シラン重合体、後述するその他の成分等との相溶性が高いからである。具体的には、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等が挙げられる。ポリエチレン系樹脂には、エチレンを重合して得られる通常のポリエチレンのみならず、α−オレフィン等のようなエチレン性の不飽和結合を有する化合物を重合して得られた樹脂、エチレン性不飽和結合を有する複数の異なる化合物を共重合させた樹脂、及びこれらの樹脂に別の化学種をグラフトして得られる変性樹脂等が含まれる。 The silane coupling agent and silicone oligomer are preferably masterbatched in advance before mixing with the silane polymer or the like. As resin used for a masterbatch, a polyethylene-type resin is preferable. This is because a polyethylene resin is highly compatible with the silane polymer and other components described later. Specific examples include linear low density polyethylene and low density polyethylene. Polyethylene resins include not only ordinary polyethylene obtained by polymerizing ethylene, but also resins obtained by polymerizing compounds having ethylenically unsaturated bonds such as α-olefins, ethylenically unsaturated bonds. And a modified resin obtained by grafting another chemical species to these resins.
[その他の成分]
太陽電池モジュール用充填材組成物には、さらにその他の成分を含有させることができる。例えば、本発明の太陽電池モジュール用充填材組成物から作製された充填材に耐候性を付与するための耐候性マスターバッチ、各種フィラー、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤等の成分が例示される。これらの添加剤を含むことにより、太陽電池モジュール用充填材組成物に対して、長期に亘って安定した機械強度や、黄変やひび割れ等の防止効果等を付与することができる。
[Other ingredients]
The filler composition for a solar cell module can further contain other components. For example, a weather resistance masterbatch for imparting weather resistance to the filler prepared from the filler composition for solar cell modules of the present invention, various fillers, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a heat stabilizer, an antioxidant Ingredients such as agents are exemplified. By including these additives, it is possible to impart, to the solar cell module filler composition, a mechanical strength that is stable over a long period of time, an effect of preventing yellowing, cracking, and the like.
耐候性マスターバッチとは、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤及び酸化防止剤等をポリエチレン等の樹脂に分散させたものであり、これを太陽電池モジュール用充填材組成物に添加することにより、太陽電池モジュール用充填材に良好な耐候性を付与することができる。耐候性マスターバッチは、適宜作製して使用してもよいし、市販品を使用してもよい。耐候性マスターバッチに使用される樹脂としては、特に限定されず、好ましくはポリエチレン系樹脂が例示される。ポリエチレン系樹脂については、上記のものと同様であるため説明を省略する。 A weatherproof masterbatch is a dispersion of a light stabilizer, ultraviolet absorber, heat stabilizer, antioxidant, etc., in a resin such as polyethylene, and this is added to the filler composition for solar cell modules. Thereby, favorable weather resistance can be provided to the filler for solar cell modules. The weatherproof masterbatch may be prepared and used as appropriate, or a commercially available product may be used. It does not specifically limit as resin used for a weatherproof masterbatch, Preferably a polyethylene-type resin is illustrated. Since the polyethylene resin is the same as that described above, the description thereof is omitted.
これらの光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤及び酸化防止剤は、それぞれ1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。また、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤及び酸化防止剤の含有量は、その粒子形状、密度等により異なるものではあるが、それぞれ太陽電池モジュール用充填材組成物中に0.001〜5質量%の範囲内であることが好ましい。 These light stabilizers, ultraviolet absorbers, heat stabilizers and antioxidants can be used alone or in combination of two or more. In addition, the contents of the light stabilizer, the ultraviolet absorber, the heat stabilizer, and the antioxidant vary depending on the particle shape, density, etc., but 0.001 in the solar cell module filler composition, respectively. It is preferable to be within a range of ˜5 mass%.
更に、本発明の太陽電池モジュール用充填材組成物に用いられる他の成分としては上記以外に、核剤、架橋剤、分散剤、レベリング剤、可塑剤、消泡剤、難燃剤等を挙げることができる。 In addition to the above, other components used in the solar cell module filler composition of the present invention include nucleating agents, crosslinking agents, dispersing agents, leveling agents, plasticizers, antifoaming agents, flame retardants, and the like. Can do.
<太陽電池モジュール用充填材>
次に、本発明の太陽電池モジュール用充填材(「本発明の充填材という場合がある」)について説明する。本発明の太陽電池モジュール用充填材は、上記の太陽電池モジュール用充填材組成物を、従来公知の方法で成型加工して得られるものであり、好ましくはシート状又はフィルム状としたものである。なお、本発明におけるシート状とはフィルム状も含む意味であり両者に差はない。
<Filler for solar cell module>
Next, the filler for solar cell modules of the present invention (“sometimes referred to as the filler of the present invention”) will be described. The solar cell module filler of the present invention is obtained by molding the above solar cell module filler composition by a conventionally known method, and is preferably in the form of a sheet or film. . In addition, the sheet form in this invention means the film form, and there is no difference in both.
上記太陽電池モジュール用充填材組成物のシート化又はフィルム化は、通常の熱可塑性樹脂において通常用いられる成形法、すなわち、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、回転成形等の各種成形法により行われる。こうして、上記太陽電池モジュール用充填材組成物をシート化又はフィルム化することにより、本発明の太陽電池モジュール用充填材が得られる。 Sheeting or filming of the above-mentioned solar cell module filler composition is a molding method usually used in ordinary thermoplastic resins, that is, various molding methods such as injection molding, extrusion molding, hollow molding, compression molding, and rotational molding. Is done. Thus, the solar cell module filler of the present invention is obtained by forming the solar cell module filler composition into a sheet or film.
シート化、フィルム化された充填材は単層でなくてもよい。充填材の金属膜との密着性、ガラス等との密着性を向上させるためには、金属膜やガラス等との界面付近にシランカップリング剤及び/又はシリコーンオリゴマーやシラン共重合体が存在すればよい。シランカップリング剤及び/又はシリコーンオリゴマーやシラン共重合体を上記界面付近に偏って存在させることにより、高価なシランカップリング剤等の使用量を抑えることができ、より低コストで本発明の充填材を製造することができる。特に、薄膜太陽電池モジュールの場合には、充填材の裏面電極と接する面は、透明前面基板とも接する構造になっているため、シランカップリング剤及び/又はシリコーンオリゴマーやシラン共重合体を裏面電極側に偏らせて存在させることの効果が大きい。 The filling material formed into a sheet or film may not be a single layer. In order to improve the adhesion of the filler to the metal film and the glass, etc., a silane coupling agent and / or a silicone oligomer or silane copolymer should be present near the interface with the metal film or glass. That's fine. By making the silane coupling agent and / or the silicone oligomer or silane copolymer be present in the vicinity of the interface, the amount of expensive silane coupling agent used can be suppressed, and the filling of the present invention can be performed at a lower cost. The material can be manufactured. In particular, in the case of a thin film solar cell module, since the surface of the filler that contacts the back electrode is in contact with the transparent front substrate, the back electrode of the silane coupling agent and / or silicone oligomer or silane copolymer is used. The effect of being biased to the side is great.
シランカップリング剤及び/又はシリコーンオリゴマーやシラン共重合体を上記界面付近に偏って存在させるための方法としては、例えば、太陽電池モジュール用充填材の構造を3層以上の構造、すなわち2枚の最外層と、この最外層に挟まれたコア層とを少なくとも有する多層フィルムからなる構造とする方法が挙げられる。裏面電極や透明前面基板との密着性が要求される最外層に、シランカップリング剤及び/又はシリコーンオリゴマー、シラン共重合体を含有させ、他の層ではこれらの使用量を抑えるか又は使用しないことにより、これらの成分の使用量を抑えつつ、本発明の効果を充分に得ることができる。コア層、裏面保護シートと密着する最外層に含まれる成分は特に限定されないが、上述のシラン共重合体、その他の樹脂、その他の成分を好ましく含有させることができる。特に、裏面保護シートと密着する最外層には、ガラス等からなる裏面保護シートとの高い密着性が要求されるため、シラン共重合体を含有させることが好ましい。 As a method for causing the silane coupling agent and / or the silicone oligomer or the silane copolymer to exist in the vicinity of the interface, for example, the structure of the solar cell module filler has a structure of three or more layers, that is, two sheets. Examples thereof include a method of forming a structure comprising a multilayer film having at least an outermost layer and a core layer sandwiched between the outermost layers. A silane coupling agent and / or a silicone oligomer or a silane copolymer is contained in the outermost layer that requires adhesion to the back electrode or the transparent front substrate, and the use amount of these is suppressed or not used in other layers. Thus, the effects of the present invention can be sufficiently obtained while suppressing the amount of these components used. Although the component contained in the outermost layer which adhere | attaches a core layer and a back surface protection sheet is not specifically limited, The above-mentioned silane copolymer, other resin, and another component can be contained preferably. In particular, since the outermost layer in close contact with the back surface protective sheet is required to have high adhesion with the back surface protective sheet made of glass or the like, it is preferable to contain a silane copolymer.
上記のような、多層フィルムからなる太陽電池モジュール用充填材を作製するには、例えば、従来公知のTダイ多層共押出し法を用いることができる。 In order to produce the solar cell module filler comprising the multilayer film as described above, for example, a conventionally known T-die multilayer coextrusion method can be used.
<太陽電池モジュール>
本発明の太陽電池モジュール用充填材を用いた太陽電池モジュールの一例としては、薄膜型太陽電池モジュールが例示できる。一般的な薄膜型太陽電池モジュールは、入射光の受光面側から、ガラスやフィルム等の透明前面基板上に薄膜積層される太陽電池素子と、バックシートとも呼ばれる背面保護層が、背面充填層を介して積層されている。太陽電池素子は、透明基板側から順に、透明表面電極と、光電変換層と、金属膜からなる裏面電極とが順次配置される構成を含む3層以上の積層構造を有する。すなわち、背面充填層の表面側は、透明前面基板と密着すると同時に、太陽電池素子の裏面電極とも密着している。太陽電池モジュールは、例えば、上記の各層を形成する部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の各層を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。
<Solar cell module>
As an example of the solar cell module using the solar cell module filler of the present invention, a thin film type solar cell module can be exemplified. A general thin-film solar cell module includes a solar cell element that is thinly laminated on a transparent front substrate such as glass or film from the incident light receiving surface side, and a back protective layer, also called a back sheet, that has a back filling layer. Are stacked. The solar cell element has a laminated structure of three or more layers including a configuration in which a transparent surface electrode, a photoelectric conversion layer, and a back electrode made of a metal film are sequentially arranged from the transparent substrate side. That is, the front surface side of the back surface filling layer is in close contact with the transparent front substrate and at the same time is in close contact with the back surface electrode of the solar cell element. For example, the solar cell module is formed by sequentially laminating the members forming the respective layers and then integrating them by vacuum suction or the like, and then thermocompression-bonding the respective layers as an integrally formed body by a molding method such as a lamination method. Can be manufactured.
本発明の太陽電池モジュールは、この背面充填材層に上記の太陽電池モジュール用充填材を使用する。本発明の太陽電池モジュールは、充填材層と太陽電池素子の裏面電極との密着性、背面充填材層と背面保護シートとの密着性が共に非常に高くなることが特徴である。以下、太陽電池素子、背面保護シートについて説明する。 The solar cell module of the present invention uses the above-mentioned filler for solar cell module for the back filler layer. The solar cell module of the present invention is characterized in that the adhesion between the filler layer and the back electrode of the solar cell element and the adhesion between the back filler layer and the back protective sheet are both extremely high. Hereinafter, the solar cell element and the back surface protection sheet will be described.
表面電極は、例えば、透明性を有するSnO2、ZnO、ITO等であり、光電変換素層は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等であり、裏面電極は、例えば、アルミニウム、銀、金等からなる膜である。これらの材料からなる太陽電池素子は従来公知の方法で製造することができる。 The front electrode is, for example, transparent SnO 2 , ZnO, ITO, etc., the photoelectric conversion element layer is, for example, single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, etc., and the back electrode is, for example, aluminum, A film made of silver, gold or the like. Solar cell elements made of these materials can be manufactured by a conventionally known method.
本発明の充填材によって、基材及び金属膜の密着向上の両立を図った結果、マトリックス樹脂を疎水性のオレフィン樹脂にしたままで、ガラスはもちろんのこと、上記のような金属膜からなる裏面電極と充填材との密着性も向上させたることが可能になった。その結果、モジュール端面の充填材と裏面電極との間からの水分進入を極限まで抑えることができ。このため、水分の存在による裏面電極の劣化が長期に渡り抑えられる。 As a result of coexistence improvement of the base material and the metal film by the filler of the present invention, the back surface made of the above metal film as well as the glass as well as the matrix resin remains the hydrophobic olefin resin. It has become possible to improve the adhesion between the electrode and the filler. As a result, moisture ingress from between the filler on the module end face and the back electrode can be suppressed to the limit. For this reason, deterioration of the back electrode due to the presence of moisture can be suppressed for a long time.
劣化としては、腐食やイオンマイグレーション等が挙げられる。太陽電池モジュール内の裏面電極と充填材との間には、微弱な電流が流れるため、特にイオンマイグレーションによる劣化が問題になると考えられる。イオンマイグレーションによる劣化は、水中でイオンになりやすい金属の場合に特に問題となる。例えば、水中でイオンになりやすいアルミニウム、水分と反応して生成した酸化物が不安定でイオン化してしまう銀等が挙げられる。本発明の充填材は、上記のような銀、アルミニウムを裏面電極として用いても、充填材と裏面電極との間に水分が非常に入り込みにくいため、裏面電極の劣化を抑えることができる。 Examples of the deterioration include corrosion and ion migration. Since a weak current flows between the back electrode and the filler in the solar cell module, deterioration due to ion migration is considered to be a problem. Deterioration due to ion migration is particularly problematic in the case of metals that tend to be ions in water. Examples thereof include aluminum that is easily ionized in water, and silver that is unstable and ionizes due to an oxide generated by reaction with moisture. Even if the filler of this invention uses the above silver and aluminum as a back electrode, since a water | moisture content does not enter very easily between a filler and a back electrode, it can suppress deterioration of a back electrode.
なお、本発明の充填材は、単結晶型、多結晶型の太陽電池モジュールにも好ましく用いることができる。 The filler of the present invention can also be preferably used for single-crystal and polycrystalline solar cell modules.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
<シランカップリング剤、シリコーンオリゴマー>
シランカップリング剤1:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名「KBM403」、信越化学工業株式会社製)
シランカップリング剤2:3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(商品名「KBM802」、信越化学工業株式会社製)
シランカップリング剤3:3−メルカプトプロピルメチルトリメトキシシラン(商品名「KBM803」、信越化学工業株式会社製)
シリコーンオリゴマー:トリアジンチオール基含有(商品名「X24−9454」、信越化学工業株式会社製)
<Silane coupling agent, silicone oligomer>
Silane coupling agent 1: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (trade name “KBM403”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Silane coupling agent 2: 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane (trade name “KBM802”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Silane coupling agent 3: 3-mercaptopropylmethyltrimethoxysilane (trade name “KBM803”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Silicone oligomer: Triazine thiol group-containing (trade name “X24-9454”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
上記のシランカップリング剤、シリコーンオリゴマーは、以下の方法でマスターバッチ化した。
密度0.901g/cm3のチーグラー直鎖状低密度ポリエチレンを粉砕したパウダー97.5質量部と、上記シランカップリング剤又はシリコーンオリゴマー2.5質量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを作製した(SIマスターバッチ中のシランカップリング剤、シリコーンオリゴマーの含有量は5000ppm)。以下このマスターバッチをSiマスターバッチという。
Said silane coupling agent and silicone oligomer were masterbatched by the following method.
97.5 parts by mass of powder obtained by pulverizing Ziegler linear low density polyethylene with a density of 0.901 g / cm 3 and 2.5 parts by mass of the silane coupling agent or silicone oligomer are mixed, melted, processed, and pelletized. A master batch was prepared (content of silane coupling agent and silicone oligomer in SI master batch was 5000 ppm). Hereinafter, this master batch is referred to as an Si master batch.
<シラン共重合体>
密度0.898g/cm3であり、190℃でのMFRが2g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン98質量部に対して、ビニルトリメトキシシラン2質量部と、ラジカル発生剤(反応触媒)としてのジクミルパーオキサイド0.1質量部とを混合し、200℃で溶融、混練し、シラン共重合体を得た。この樹脂の密度は、0.901g/cm3、190℃におけるMFRは、1.0だった。また、エチレン性不飽和シラン化合物が、シラン共重合体中に2.1質量%から2.8質量%含まれるように調整した。
<Silane copolymer>
With respect to 98 parts by mass of a metallocene linear low density polyethylene having a density of 0.898 g / cm 3 and an MFR at 190 ° C. of 2 g / 10 minutes, 2 parts by mass of vinyltrimethoxysilane and a radical generator ( Dicumyl peroxide (0.1 part by mass) as a reaction catalyst) was mixed and melted and kneaded at 200 ° C. to obtain a silane copolymer. The density of this resin was 0.901 g / cm 3 , and the MFR at 190 ° C. was 1.0. Moreover, it adjusted so that an ethylenically unsaturated silane compound might be contained in 2.1 mass% to 2.8 mass% in a silane copolymer.
<その他の樹脂>
その他の樹脂として、密度0.901g/cm3であり、190℃でのMFRが2g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン(以下、「LLDPE」という)を用いた。
<Other resins>
As another resin, a metallocene linear low density polyethylene (hereinafter referred to as “LLDPE”) having a density of 0.901 g / cm 3 and an MFR at 190 ° C. of 2 g / 10 min was used.
<その他の成分>
その他の成分として、以下の方法で作製した耐候性マスターバッチを用いた。
密度0.924g/cm3のチーグラー直鎖状低密度ポリエチレンを粉砕したパウダー91.5質量部に対して、ヒンダードアミン系光安定剤4.6質量部とベンゾフェノン3.4質量部と、リン系熱安定化剤0.5質量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化した耐候性マスターバッチを作製した。
<Other ingredients>
As other components, a weather-resistant masterbatch prepared by the following method was used.
With respect to 91.5 parts by mass of powder obtained by pulverizing Ziegler linear low-density polyethylene having a density of 0.924 g / cm 3 , 4.6 parts by mass of a hindered amine light stabilizer, 3.4 parts by mass of benzophenone, and phosphorous heat A weathering master batch was prepared by mixing and melting and processing 0.5 parts by mass of a stabilizer and pelletizing.
<太陽電池充填材組成物の製造>
本実施例においては、3層構造を有する太陽電池充填材を製造するために、以下の3種類の太陽電池充填材組成物を作製した。太陽電池充填材組成物1、3が最外層であり、太陽電池充填材組成物2がコア層である。
[太陽電池充填材組成物1]
LLDPEを60質量部と、Siマスターバッチを20質量部と、シラン共重合体を20質量部と、耐候性マスターバッチを5質量部とを混合して、太陽電池モジュール用充填材組成物1を得た。
<Manufacture of solar cell filler composition>
In this example, in order to produce a solar cell filler having a three-layer structure, the following three types of solar cell filler compositions were prepared. Solar cell filler compositions 1 and 3 are outermost layers, and solar cell filler composition 2 is a core layer.
[Solar cell filler composition 1]
60 parts by mass of LLDPE, 20 parts by mass of an Si masterbatch, 20 parts by mass of a silane copolymer, and 5 parts by mass of a weatherproof masterbatch are mixed to obtain a filler composition 1 for a solar cell module. Obtained.
[太陽電池充填材組成物2]
LLDPEを90質量部と、シラン共重合体を10質量部と、耐候性マスターバッチを5質量部とを混合して、太陽電池モジュール用充填材組成物2を得た。
[Solar cell filler composition 2]
90 parts by mass of LLDPE, 10 parts by mass of a silane copolymer, and 5 parts by mass of a weather resistant master batch were mixed to obtain a filler composition 2 for a solar cell module.
[太陽電池充填材組成物3]
LLDPEを80質量部と、シラン共重合体を20質量部と、耐候性マスターバッチを5質量部とを混合して、太陽電池モジュール用充填材組成物3を得た。
[Solar cell filler composition 3]
80 parts by mass of LLDPE, 20 parts by mass of a silane copolymer, and 5 parts by mass of a weather resistant master batch were mixed to obtain a filler composition 3 for a solar cell module.
<太陽電池モジュール用充填材の製造>
太陽電池モジュール用充填材は、これらの組成物を常法により三層にて押し出し、2m巾のTダイを有する成膜機により作製した。成膜温度は、シリンダーからTダイの設定値を170〜220℃とし、樹脂組成物の温度は230℃以下とした。なお、第1層、第2層及び第3層の厚さの比は、1:5:1であり、全体の厚みは300μmとした。このようにして得られた実施例の充填材は、表1に示すようにシランカップリング剤、シリコーンオリゴマーの種類のみが異なる。
<Manufacture of solar cell module filler>
The filler for the solar cell module was prepared by a film forming machine having a T-die having a width of 2 m by extruding these compositions in three layers by a conventional method. The film formation temperature was set to 170 to 220 ° C. from the cylinder to the T die, and the temperature of the resin composition was 230 ° C. or lower. Note that the thickness ratio of the first layer, the second layer, and the third layer was 1: 5: 1, and the total thickness was 300 μm. Thus, the filler of the Example obtained in this way differs only in the kind of a silane coupling agent and a silicone oligomer as shown in Table 1.
さらに本発明の効果を確認するために以下の比較例の充填材を作製した。
[比較例1]
太陽電池充填材組成物1の代わりに、LLDPEを80質量部と、Siマスターバッチを20質量部と、耐候性マスターバッチを5質量部とを混合してなる太陽電池モジュール用充填材組成物を用いた以外は実施例2と同様にして、比較例1の充填材を作製した。
[比較例2]
太陽電池充填材組成物1の代わりに、LLDPEを80質量部と、シラン共重合体を20質量部と、耐候性マスターバッチを5質量部とを混合してなる太陽電池モジュール用充填材組成物を用いた以外は実施例と同様にして、比較例2の充填材を作製した。
[比較例3]
太陽電池充填材組成物1の代わりに、LLDPEを55質量部と、金属膜と高い密着性を有する変性ポリオレフィン樹脂(商品名「アドマー」)を25質量部と、シラン共重合体20質量部と耐候性マスターバッチを5質量部とを混合してなる太陽電池モジュール用充填材組成物を用いた以外は実施例と同様にして、比較例3の充填材を作製した。
[Comparative Example 1]
Instead of the solar cell filler composition 1, a solar cell module filler composition obtained by mixing 80 parts by mass of LLDPE, 20 parts by mass of an Si master batch, and 5 parts by mass of a weather resistant master batch. A filler of Comparative Example 1 was produced in the same manner as Example 2 except that it was used.
[Comparative Example 2]
Instead of the solar cell filler composition 1, a filler composition for a solar cell module obtained by mixing 80 parts by mass of LLDPE, 20 parts by mass of a silane copolymer, and 5 parts by mass of a weather resistant masterbatch. A filler of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example except that was used.
[Comparative Example 3]
Instead of the solar cell filler composition 1, 55 parts by mass of LLDPE, 25 parts by mass of a modified polyolefin resin (trade name “Admer”) having high adhesion to the metal film, and 20 parts by mass of a silane copolymer, A filler of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example except that a solar cell module filler composition obtained by mixing 5 parts by mass of a weatherproof masterbatch was used.
<太陽電池充填材の物性評価>
これらの充填材について、引張強度、引張伸度、水蒸気透過度、体積固有抵抗、絶縁破壊電圧、全光線透過率、曇度ガラス密着強度を測定した。測定方法は以下に示す通りであり、表2には実施例2の充填材の結果及び一般的に使用されるEVA樹脂からなる充填材のこれらの物性値を示した。
<Evaluation of physical properties of solar cell filler>
For these fillers, tensile strength, tensile elongation, water vapor permeability, volume resistivity, dielectric breakdown voltage, total light transmittance, and haze glass adhesion strength were measured. The measuring method is as follows, and Table 2 shows the results of the filler of Example 2 and these physical properties of fillers made of commonly used EVA resin.
引張強度(MPa)、引張伸度(%)は、JIS K−7127に準じて測定した。
水蒸気透過度(g/{(m2・24h)・(300μm)})は、JIS K−7129 B法に準じて測定した。
体積固有抵抗(Ω・cm)は、JIS K6911に準じて測定した。
絶縁破壊電圧(kV/mm)は、JIS C−2110に基づき、耐電圧試験器を用いて充填材の厚み1mm当たりの絶縁破壊電圧(kV)を測定した。絶縁破壊電圧は、2つの電極の間に電気絶縁性を有する試料を挟み込んだ後、電圧を徐々に上げていくと電流が急激に増加し、充填材の一部が溶けて孔が空いたり炭化したりして通電するようになる際の電圧を示す。
全光線透過率(%)、曇度はJIS K7105に準じて測定した。
ガラス密着強度(N/15mm幅)は、充填材シートを太陽電池モジュール製造用の真空ラミネーターにて、厚み3mmのガラス板と150℃で、15分間圧着し、JIS Z1707に従い15mm幅での剥離強度(単位:N/15mm)を測定した。そして、ガラスとの密着強度の評価は比較例1〜3の充填材についても行った。
The water vapor permeability (g / {(m 2 · 24h) · (300 µm)}) was measured according to the JIS K-7129 B method.
The volume resistivity (Ω · cm) was measured according to JIS K6911.
The dielectric breakdown voltage (kV / mm) measured the dielectric breakdown voltage (kV) per 1 mm thickness of the filler using a withstand voltage tester based on JIS C-2110. With regard to the breakdown voltage, when a sample having electrical insulation properties is sandwiched between two electrodes and then the voltage is gradually increased, the current increases rapidly, so that a part of the filler melts and holes are formed or carbonized. It shows the voltage when it becomes energized.
The total light transmittance (%) and haze were measured according to JIS K7105.
The glass adhesion strength (N / 15 mm width) is obtained by pressing the filler sheet with a 3 mm thick glass plate at 150 ° C. for 15 minutes using a vacuum laminator for manufacturing a solar cell module, and peel strength at 15 mm width according to JIS Z1707. (Unit: N / 15 mm) was measured. And evaluation of the adhesive strength with glass was performed also about the filler of Comparative Examples 1-3.
本発明の充填材は、上記の通り、従来から太陽電池モジュール用充填材として使用されるEVAと同等以上の物性を有する。特に本発明の充填材は水蒸気透過度が非常に小さい。なお、実施例2以外の充填材についても、実施例2と同様にEVAと同等以上の物性を有することが確認された。
また、比較例1の結果から、メルカプト系のシランカップリング剤を含むSiマスターバッチのみの使用では、ガラスに対する密着性が向上しないことが確認された。そして、比較例3の結果から、シラン共重合体とアドマーとを併用した場合には、成膜時にゲル化してしまいフィルムとして作製不可能であることが確認された。
As described above, the filler of the present invention has physical properties equivalent to or better than EVA conventionally used as a filler for solar cell modules. In particular, the filler of the present invention has a very low water vapor permeability. In addition, it was confirmed that the fillers other than Example 2 also have physical properties equivalent to or higher than those of EVA as in Example 2.
Moreover, from the result of Comparative Example 1, it was confirmed that the adhesion to glass was not improved by using only the Si masterbatch containing a mercapto-based silane coupling agent. From the results of Comparative Example 3, it was confirmed that when the silane copolymer and Admer were used in combination, they were gelled during film formation and could not be produced as a film.
さらに、以下の方法で実施例1から4の充填材、比較例の充填材と銀蒸着膜との密着性を評価した。評価のために、150mm×150mmのガラス、126mm×126mmの銀蒸着PET12μm、充填材300μmが順に積層してなる積層体を以下の方法で作製した。
真空ラミネーターにて、充填材と銀蒸着フィルムを重ねて、150℃で、15分間圧着し、積層体を製造した。そして、この積層体を85度85%の恒温恒湿槽に7日間保存後、取り出し、銀蒸着面と充填材との密着強度を評価した。評価結果を表3に示した。密着強度は上記ガラス密着強度と同様の方法で測定した。
In a vacuum laminator, the filler and the silver vapor deposited film were stacked and pressure-bonded at 150 ° C. for 15 minutes to produce a laminate. The laminate was stored in a constant temperature and humidity chamber at 85 ° C. and 85% for 7 days, then taken out, and the adhesion strength between the silver vapor deposition surface and the filler was evaluated. The evaluation results are shown in Table 3. The adhesion strength was measured by the same method as the glass adhesion strength.
表3の結果から明らかなように、本発明の充填材は銀蒸着膜との密着性が、非常に高いことが確認された。実施例1〜4、比較例2の結果から、Siマスターバッチを含有させることで、充填材の金属膜に対する密着性が向上することが確認された。実施例2及び比較例1の結果から明らかなように、シラン共重合体とSiマスターバッチとを併用することで、銀蒸着膜と充填材との密着性が高まることが確認された。また、比較例3の充填材は、金属膜と高い密着性を有するアドマーを含むが成膜時にゲル化し、フィルムを作製できなかった。 As is clear from the results in Table 3, it was confirmed that the filler of the present invention has very high adhesion to the silver deposited film. From the results of Examples 1 to 4 and Comparative Example 2, it was confirmed that the adhesion of the filler to the metal film was improved by containing the Si master batch. As is clear from the results of Example 2 and Comparative Example 1, it was confirmed that the adhesion between the silver deposited film and the filler was increased by using the silane copolymer and the Si master batch together. Moreover, although the filler of the comparative example 3 contains the admer which has high adhesiveness with a metal film, it gelled at the time of film-forming and the film was not able to be produced.
さらに以下の方法で耐熱性、耐湿性の評価を行った。
実施例2の充填材と以下の充填材(参考例)とを比較することで、実施例3の耐熱性、耐湿性を評価した。
充填材(参考例)は、従来公知のオレフィン系充填材であり、LLDPEを80質量部と、シラン共重合体を20質量部と、耐候性マスターバッチを5質量部とを混合してなる太陽電池モジュール用充填材組成物を、常法により単層にて押し出し、2m巾のTダイを有する成膜機により、厚み300μmになるように作製した。
評価は以下の方法で行った。
充填材シートを太陽電池モジュール製造用の真空ラミネーターにて、厚み3mmのガラス板と150℃で、15分間圧着し、JIS Z1707に従い15mm幅での剥離強度(単位:N/15mm)を測定した(初期値)。さらに、同じように作製した積層体を85℃の温水に66時間保存した場合、144時間保存した場合についても同様に剥離強度を測定した。測定結果を表4に示した。
下記の結果から明らかなように、高温、高湿下でも従来品(参考例1)と同等の強度を有することが確認された。実施例2以外の充填材についても、実施例2と同様に従来品(参考例1)と同等の物性を有することが確認された。
The heat resistance and moisture resistance of Example 3 were evaluated by comparing the filler of Example 2 with the following filler (reference example).
The filler (reference example) is a conventionally known olefin-based filler, which is a sun made by mixing 80 parts by mass of LLDPE, 20 parts by mass of a silane copolymer, and 5 parts by mass of a weather resistant masterbatch. The battery module filler composition was extruded as a single layer by a conventional method, and prepared to a thickness of 300 μm by a film forming machine having a 2 m wide T-die.
Evaluation was performed by the following method.
The filler sheet was pressed with a 3 mm thick glass plate at 150 ° C. for 15 minutes with a vacuum laminator for manufacturing a solar cell module, and the peel strength (unit: N / 15 mm) at a width of 15 mm was measured according to JIS Z1707 ( default value). Furthermore, when the laminate produced in the same manner was stored in 85 ° C. warm water for 66 hours, the peel strength was measured in the same manner when it was stored for 144 hours. The measurement results are shown in Table 4.
As is clear from the following results, it was confirmed that the product had the same strength as that of the conventional product (Reference Example 1) even under high temperature and high humidity. It was confirmed that the fillers other than Example 2 also have the same physical properties as the conventional product (Reference Example 1) as in Example 2.
さらに以下の方法でシランカップリング剤、シリコーンオリゴマーの含有量について評価を行った。評価には以下の充填材を使用した。
実施例3の充填材
Siマスターバッチ中のシランカップリング剤の含有量を2500ppmに変更した以外は、実施例3と同様の方法で作製した充填材(参考例2)
Siマスターバッチ中のシランカップリング剤の含有量を1250ppmに変更した以外は、実施例3と同様の方法で作製した充填材(参考例3)
評価は銀蒸着膜との密着性評価と同様の方法で行った。評価結果を表5に示した。
Filler of Example 3 Filler produced in the same manner as in Example 3 except that the content of the silane coupling agent in the Si masterbatch was changed to 2500 ppm (Reference Example 2)
A filler prepared in the same manner as in Example 3 except that the content of the silane coupling agent in the Si masterbatch was changed to 1250 ppm (Reference Example 3)
The evaluation was performed by the same method as the evaluation of adhesion with the silver deposited film. The evaluation results are shown in Table 5.
シランカップリング剤等の含有量(質量割合)が非常に少量であっても、充填材と銀蒸着膜との密着性が高いことが確認された。 It was confirmed that the adhesiveness between the filler and the silver deposited film was high even when the content (mass ratio) of the silane coupling agent or the like was very small.
Claims (6)
アルコキシ基含有シランカップリング剤及び/又はアルコキシ基含有シリコーンオリゴマーと、を含有する太陽電池モジュール用充填材組成物。 a copolymer obtained by copolymerizing an α-olefin and an ethylene-modified unsaturated silane compound as a comonomer;
The filler composition for solar cell modules containing an alkoxy group containing silane coupling agent and / or an alkoxy group containing silicone oligomer.
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