JP2011192694A - 太陽電池用封止膜及びこれを用いた太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】高温環境下における絶縁性の低下が抑制され、更に、接着性が向上し、黄変が生じない太陽電池用封止膜及びこの封止膜を用いた太陽電池を提供する。
【解決手段】エチレン−極性モノマー共重合体、シランカップリング剤を含む太陽電池用封止膜であって、前記シランカップリング剤は、末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）とアミノ基を有さないシランカップリング剤（Ｂ）からなり、前記シランカップリング剤（Ａ）の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部であることを特徴とする太陽電池用封止膜及びこれを備えた太陽電池。
【選択図】図１

Description

本発明は、エチレン−極性モノマー共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に高温環境下での絶縁性の低下が抑制され、接着性が向上し、黄変が生じない太陽電池用封止膜に関する。

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、更に生産性や耐久性の点から開発が進められている。

太陽電池は、一般に、図１に示すように、ガラス基板などからなる表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、シリコン発電素子などの太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材（バックカバー）１２をこの順で積層し、減圧下で脱気した後、加熱加圧して表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂを架橋硬化させて接着一体化することにより製造される。従来の太陽電池では、高い電気出力を得るために、複数の太陽電池用セル１４を接続して用いられている。したがって、太陽電池用セル１４間の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜１３Ａ、１３Ｂを用いて太陽電池用セルを封止している。

従来の太陽電池に用いられる表面側透明保護部材には、電池内に太陽光をなるべく効率よく入射させて太陽電池用セルに集光するために、ガラス基板などの透明基板が用いられている。一方、裏側保護部材には、電池内部への水分侵入などを防止するために、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルムや、これらのプラスチックフィルム表面に銀からなる蒸着膜が形成されたものが用いられている。

また、表面側および裏面側に用いられる封止膜には、電池内部への異物や水分の侵入を防止すると共に、電池内部の太陽電池セルや電極間の絶縁性を確保できることが求められ、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−極性モノマー共重合体からなるフィルムが用いられている。

特開２００８−２０５４４８号公報

太陽電池では、入射した太陽光から発電した電気を確実に電池外部へ取り出すことが必要である。そのため、太陽電池用封止膜には電池内部の太陽電池セルや電極間の絶縁性を確保して、リーク電流の発生を防止する必要がある。

しかしながら、太陽電池は、数十年以上とも言われるほど長期間に亘って、屋外など高温、高湿度、風雨に曝される過酷な環境下で使用される。特に、真夏の炎天下等、高温環境下での使用においては、従来の太陽電池では絶縁不良が発生して発電性能が低下する場合がある。したがって、エチレン−極性モノマー共重合体からなる封止膜には、高温環境下であっても優れた絶縁性を有することが求められている。

また、太陽電池を作製する際の加熱加圧時や太陽電池を屋外に設置した場合に、表面側封止膜又は裏面側封止膜と表面側透明保護部材又は裏面側保護部材との界面において、発泡や剥離が発生する場合がある。発泡や剥離が生じると封止膜と保護部材との界面に水分が浸入し、絶縁性の低下だけでなく、保護部材の蒸気遮蔽性やガス遮蔽性が損なわれ、結果として太陽電池の発電性能の低下を招く。そのため、封止膜には高い接着性を有することも求められている。接着性を向上させるために、シランカップリング剤が従来から使用されているが、アミノ基を有するシランカップリング剤については、紫外線により黄変が生じるため、通常は使用されない。封止膜が黄変すると、意匠性が低下するとともに太陽電池の発電性能が低下する。

そこで、本発明の目的は、エチレン−極性モノマー共重合体を主成分とし、高温環境下における電気絶縁性の低下が抑制され、更に、黄変が生じず、接着性が向上した太陽電池用封止膜を提供することにある。また、この封止膜を用いた太陽電池を提供することにある。

エチレン−極性モノマー共重合体を主成分とする封止膜について、高温環境下における絶縁性の低下を抑制し、更に、黄変の発生を防止し、接着性を向上させるため、本発明者が検討した結果、末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）（以下、「シランカップリング剤（Ａ）」とも称する。）とアミノ基を有さないシランカップリング剤（Ｂ）（以下、シランカップリング剤（Ｂ）とも称する。）の双方を封止膜に含有させることが有効であることが見出された。しかしながら、シランカップリング剤（Ａ）の配合量が多すぎると、ブリードアウトするため、見込みよりも抵抗値が低下したり、封止膜が黄変するという問題が生じ、少なすぎると電気絶縁性の低下を抑制する効果が十分に得られなかった。そこで、本発明者はシランカップリング剤（Ａ）の配合量について更に検討した結果、本発明に至った。

即ち、上記目的は、エチレン−極性モノマー共重合体、シランカップリング剤を含む太陽電池用封止膜であって、前記シランカップリング剤は、末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）とアミノ基を有さないシランカップリング剤（Ｂ）からなり、前記シランカップリング剤（Ａ）の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部であることを特徴とする太陽電池用封止膜によって達成される。

末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）を封止膜に配合すると、高温環境下における絶縁性の低下を抑制することができ、上記二種類のシランカップリング剤を配合することで、接着性向上剤としてのシランカップリング剤（Ａ）の配合量を、単独で使用する場合よりも低減することができるため、封止膜に黄変が生じることを防止しつつ、接着性を向上させることができる。

本発明に係る太陽電池用封止膜の好ましい態様は以下の通りである。
（１）シランカップリング剤（Ａ）が、下記式（１）

（但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はアルキル基であり、Ｒ^４は水素原子又はアミノアルキル基であり、ｎは１〜６の整数である。）で表されるシランカップリング剤である。
（２）末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）が、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン及び３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択されるシランカップリング剤である。
（３）アミノ基を有さないシランカップリング剤（Ｂ）が、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン又は３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランである。
（４）アミノ基を有さないシランカップリング剤（Ｂ）の含有量が、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．０５〜１．９質量部である。
（５）エチレン−極性モノマー共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。

また、上記目的は、本発明の太陽電池封止膜を用いたことを特徴とする太陽電池によっても達成される。

本発明によれば、高温環境下においても絶縁性に優れ、且つ、接着性が向上し、黄変が生じない太陽電池用封止膜を提供することが可能となる。したがって、本発明の太陽電池用封止膜を太陽電池に用いることにより、炎天下時等の極めて過酷な高温環境下においても電気絶縁性に優れ、長期間使用しても黄変が生じず、接着力の低下による封止膜の剥離が防止されることにより、発電効率が高い太陽電池を提供することができる。

図１は、一般的な太陽電池の概略断面図である。

本発明の太陽電池用封止膜は、エチレン−極性モノマー共重合体、末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）及びアミノ基を有さないシランカップリング剤（Ｂ）を含んでいる。そして、シランカップリング剤（Ａ）の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部である。シランカップリング剤（Ａ）を封止膜に含有させると、高温環境下であっても絶縁性の低下を防止することができ、シランカップリング剤（Ａ）及びシランカップリング剤（Ｂ）の両方を含有させることで、黄変の発生を防止でき、且つ接着性を向上させることができる。

シランカップリング剤（Ａ）の使用により電気絶縁性の低下が抑制される要因は明確ではないが、アミノアルキル基のアミノ構造がイオンをトラップすることにより、封止膜中のイオンの移動を抑制することによるものと考えられる。

以下、本発明の太陽電池用封止膜について、より詳細に説明する。

（シランカップリング剤（Ａ））
シランカップリング剤（Ａ）は末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤であれば良い。好ましくは上記式（１）で表されるシランカップリング剤である。上記式（１）のうち、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はアルキル基であり、Ｒ^４は水素原子又はアミノアルキル基であり、ｎは１〜６の整数である。アルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基であり、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は同一でも異なっていてもよい。アミノアルキル基は、例えば、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基である。

シランカップリング剤（Ａ）の例として、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。特に、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランが好ましい。これらシランカップリング剤（Ａ）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よい。

本発明の太陽電池用封止膜において、シランカップリング剤（Ａ）の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部が好ましく、特に０．０１〜０．５質量部が好ましく、更に０．０１〜０．３質量部が好ましい。シランカップリング剤（Ａ）の配合量が少なすぎると、電気絶縁性の低下を抑制する効果が十分に得られない場合があり、配合量が多すぎると、ブリードアウトするため、見込みよりも抵抗値が低下したり、封止膜が黄変する場合がある。

（シランカップリング剤（Ｂ））
シランカップリング剤（Ｂ）はアミノ基を有さないシランカップリング剤であれば良い。アミノ基を有すると封止膜が黄変する場合があるからである。例えば、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランγ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリアセトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２−（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、３−メルカプト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等が挙げられる。特に、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン又は３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。これらシランカップリング剤（Ｂ）は、単独で使用しても、２種以上組み合わせて使用しても良い。また、シランカップリング剤（Ｂ）の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０５〜１．９質量部であることが好ましく、特に０．１０〜１．０質量部が好ましく、更に０．１５〜１．０質量部が好ましい。

（エチレン−極性モノマー共重合体）
本発明においてエチレン−極性モノマー共重合体の極性モノマーは、不飽和カルボン酸、その塩、そのエステル、そのアミド、ビニルエステル、一酸化炭素等を例示することができる。より具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸、これら不飽和カルボン酸のリチウム、ナトリウム、カリウムなどの１価金属の塩やマグネシウム、カルシウム、亜鉛などの多価金属の塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、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、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル等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、一酸化炭素、二酸化硫黄などの一種又は二種以上などを例示することができる。

エチレン−極性モノマー共重合体として、より具体的には、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸共重合体、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸ｎ−ブチル−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル−不飽和カルボン酸共重合体及びそのカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなエチレン−ビニルエステル共重合体等を代表例として例示することができる。

エチレン−極性モノマー共重合体としては、ＪＩＳ Ｋ７２１０で規定されるメルトフローレートが、３５ｇ／１０分以下、特に３〜６ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。このようなメルトフローレート有するエチレン−極性モノマー共重合体を用いた太陽電池用封止膜によれば、太陽電池作製時の封止工程における加熱加圧の際に、封止膜が溶融や位置ズレを起こして基板の端部からはみ出でるのを抑制することができる。

なお、本発明において、メルトフローレート（ＭＦＲ）の値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件に基づいて測定されたものである。

エチレン−極性モノマー共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡとも言う）が特に好ましい。これにより、安価であり、透明性、柔軟性に優れる太陽電池用封止膜を形成することができる。

エチレン−酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの含有量は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体に対して２０〜３５質量％、さらに２２〜３０質量％、特に２４〜２８質量％とするのが好ましい。酢酸ビニルの含有量が、２０質量％未満であると、高温で架橋硬化させる場合に得られる封止膜の透明性が充分でない恐れがあり、３５質量％を超えると、カルボン酸、アルコール、アミン等が発生し封止膜と保護部材との界面で発泡が生じ易くなる恐れがある。

本発明の太陽電池封止膜は、エチレン−極性モノマー共重合体に加えて、さらにポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂）、変性ＰＶＢ）、塩化ビニル樹脂を副次的に使用しても良い。その場合、特にＰＶＢが好ましい。

（架橋剤）
本発明において架橋剤は、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋構造を形成することができるものである。架橋剤は、有機過酸化物又は光重合開始剤を用いることが好ましい。なかでも、接着力、透明性、耐湿性、耐貫通性の温度依存性が改善された封止膜が得られることから、有機過酸化物を用いるのが好ましい。

前記有機過酸化物としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであれば、どのようなものでも使用することができる。有機過酸化物は、一般に、成膜温度、組成物の調整条件、硬化温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して選択される。特に、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上のものが好ましい。

前記有機過酸化物としては、樹脂の加工温度・貯蔵安定性の観点から例えば、ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ−ｎ−オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、スクシニックアシドパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、４−メチルベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｍ−トルオイル＋ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサネート、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、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシマレイックアシド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（メチルベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、等が挙げられる。

ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、７０℃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いずれも使用可能であるが、半減期１０時間の分解温度が５０℃以上のものが好ましく、調製条件、成膜温度、硬化（貼り合わせ）温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して適宜選択できる。使用可能なベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トルオイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤は１種でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

有機過酸化物として、特に、２，５−ジメチル−２，５ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンが好ましい。これにより、優れた絶縁性を有する太陽電池用封止膜が得られる。

前記有機過酸化物の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２質量部、より好ましくは０．２〜１．５質量部であることが好ましい。前記有機過酸化物の含有量は、少ないと得られる封止膜の絶縁性が低下する恐れがあり、多くなると共重合体との相溶性が悪くなる恐れがある。

また、光重合開始剤としては、公知のどのような光重合開始剤でも使用することができるが、配合後の貯蔵安定性の良いものが望ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタ−ルなどのベンゾイン系、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、イソプロピルチオキサントン、２−４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、その他特殊なものとしては、メチルフェニルグリオキシレ−トなどが使用できる。特に好ましくは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１、ベンゾフェノン等が挙げられる。これら光重合開始剤は、必要に応じて、４−ジメチルアミノ安息香酸のごとき安息香酸系又は、第３級アミン系などの公知慣用の光重合促進剤の１種または２種以上を任意の割合で混合して使用することができる。また、光重合開始剤のみの１種単独または２種以上の混合で使用することができる。

前記光重合開始剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．５〜５．０質量部であることが好ましい。

（架橋助剤）
さらに、架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、架橋助剤を含んでいることが好ましい。前記架橋助剤は、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋密度を向上させ、架橋硬化後の膨潤度が低い太陽電池用封止膜を形成することができる。

前記架橋助剤は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜３．０質量部、より好ましくは０．１〜２．５質量部で使用される。このような架橋助剤の含有量であれば、架橋助剤の添加によるガスの発生もなく、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋密度を向上させることができる。

前記架橋助剤（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官能の架橋助剤のほか、（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及び／又は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。

（その他）
本発明の封止膜は、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、特に機械的強度の改良のため、必要に応じて、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／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。

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よい。可塑剤の含有量はエチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。

前記アクリロキシ基含有化合物及び前記メタクリロキシ基含有化合物としては、一般にアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体であり、例えばアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルやアミドを挙げることができる。エステル残基の例としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等の直鎖状のアルキル基、シクロヘキシル基、テトラヒドロフルフリル基、アミノエチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル基を挙げることができる。アミドの例としては、ジアセトンアクリルアミドを挙げることができる。また、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルも挙げることができる。

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。

前記アクリロキシ基含有化合物、前記メタクリロキシ基含有化合物、または前記エポキシ基含有化合物は、それぞれエチレン−極性モノマー共重合体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。

更に、本発明の太陽電池用封止膜は、光安定剤、及び／又は老化防止剤を含んでいてもよい。

光安定剤を含有させることによって、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体の劣化し、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ＡＤＥＫＡ社製）、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−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。

前記老化防止剤としては、上記酸化防止剤の他、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。

上述した本発明の太陽電池用封止膜を形成するには、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、上述した各成分を含む組成物を、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。押出成形等を用いて加熱圧延することによって成膜する場合、加熱は一般に５０〜９０℃の範囲である。太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であれば良い。

前記太陽電池において、太陽電池用セルを十分に封止するには、図１に示すように表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２を積層し、加熱加圧など常法に従って、封止膜を架橋硬化させればよい。

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８０〜１５０℃、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−酢酸ビニ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、および太陽電池用セル１４を一体化させて、太陽電池用セル１４を封止することができる。

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、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、又は表面側透明保護部材、表面側封止膜、薄膜太陽電池素子、裏面側封止膜、及び裏面側保護部材をこの順で積層し、接着一体化させた構造等が挙げられる。

なお、本発明において、太陽電池セルの光が照射される側（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。

本発明の太陽電池に使用される表面側透明保護部材１１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。

本発明で使用される裏面側保護部材１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルムであるが、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、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が好ましい。

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。

以下、本発明を実施例により説明する。
（実施例１〜２０、比較例１〜１１）
表１〜４に示す各配合で各材料をロールミルに供給し、６０〜１００℃で、混練して太陽電池用封止膜組成物を調製した。前記太陽電池用封止膜組成物を、６０〜１００℃で、プレス成形し、放冷後、太陽電池用封止膜（厚さ０．５ｍｍ）を作製した。

（１）体積固有抵抗値
作製した太陽電池用封止膜について１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさのサンプルを作製し、二枚の離型ＰＥＴを用いて、離型ＰＥＴ／太陽電池用封止膜／離型ＰＥＴの順となるように積層した。得られた積層体を、真空ラミネーターで真空下、１００℃において１０分間仮圧着した後、オーブンで１５０℃の条件で３０分間、加熱し架橋させた。

作製した各サンプルについて、高抵抗率（ハイレスタＵＰ（三菱化学社製））とプローブ（ＵＲ−１００（三菱化学社製））を用いて、２５℃、６０℃環境下でそれぞれ体積固有抵抗（ＬｏｇΩ・ｃｍ）を測定した（印加電圧、１０００Ｖ×１分）。高温環境下でも電気絶縁性の低下が小さいシリコン樹脂の体積固有抵抗を参考に、２５℃環境下においては１５．２以上、６０℃環境下においては１４．５以上（これらの値を基準値とする）であったものを合格とした。

（２）ガラス接着力
上記で作製した太陽電池用封止膜を、離型ＰＥＴ（７５μｍ）と白色ガラス（３．２ｍｍ厚）の間で挟み、真空ラミネーターにて１００℃、１０分間仮圧着した後、オーブンに入れ、１５０℃において３０分間加熱し架橋させた。この積層体において、封止膜と白色ガラスとの間の一部を剥離して、封止膜（幅２５ｍｍ）を１８０℃折り返して引張試験機（オートグラフＡＧ−１０ＫＮ（島津製作所社製））を用いて引張強度１００ｍｍ／分時の引き剥がし力をガラス接着力［Ｎ／ｃｍ］として測定した。接着力の判定基準は１０Ｎ／ｃｍ以上を合格とした。

（３）黄変度
白色ガラス（３．０ｍｍ厚）２枚の間に上記太陽電池用封止膜を挟み、真空ラミネーターにて１００℃１０分間仮圧着した後、オーブンに入れ、１５０℃において３０分間加熱し架橋させた。

この積層体について、ｓ−ＵＶ照射試験機（アイスーパーＵＶテスター（岩崎電気社製））を用い、温度６３℃の環境下、２９５〜４００ｎｍにおける紫外線強度が１００ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を１２０時間照射した。紫外線照射前後の積層体の黄変度の差（ΔＹＩ）を、色差計（カラーコンピューターＳＭ−５−ＩＳ−２Ｂ、スガ試験機株式会社製）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５（１９８１）に準拠して測定し、耐光性を調べた。２．０未満を合格とした。

また、上記積層体を、ＪＩＳ−Ｃ−８９１７に準拠する環境下（温度８５℃）で、１０００時間放置し、放置前後のＹＩ値の差（ΔＹＩ値）上記と同様に測定し、耐熱性を調べた。４．０未満を合格とした。

（評価結果）
上記各評価の結果を表１〜４に示す。
実施例１〜１７において、ＥＶＡ１００質量部に対して、各種シランカップリング剤（Ａ）を表１及び２に量で配合し、作製した太陽電池用封止膜を評価した。その結果、体積固有抵抗値は２５℃環境下及び６０℃環境下において基準値を超えた。また、ガラス接着力及び黄変度も合格であった。なお、表中の「＞１６．７」は、測定装置の上限（１６．７）を超えたことを示している。

次に、実施例１８〜２０において、シランカップリング剤Ａ（１）を０．５質量部とし、シランカップリング剤Ｂの配合量を変更して作製した太陽電池用封止膜を評価したところ、すべての評価項目において合格であった。

比較例１〜３において、実施例において使用した各種シランカップリング剤（Ａ）の代わりに、比較対象として末端にアミノアルキル基を有さない別のシランカップリング剤を、最適量と考えられる０．５質量部で配合して同様に評価をした。その結果、３種とも６０℃における体積固有抵抗（ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））は基準値を満たさなかった。

また、比較例４〜７において、ＥＶＡ１００質量部に対して、実施例で使用した各種シランカップリング剤（Ａ）を、配合量を変更して（１．３質量部）配合し、作製した太陽電池用封止膜を評価した。その結果、体積固有抵抗（ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））は基準値を満たさなかった。

比較例８〜１１は、シランカップリング剤Ａ及びＢを併用しなかった比較例である。それぞれ評価項目のいずれかを満たすことができず、判定は×であった。

以上により、ＥＶＡ、末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）及びアミノ基を有さないシランカップリング剤（Ｂ）を含み、末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）が、ＥＶＡ１００質量部に対して０．０１〜１．０質量部である封止膜であれば、高温環境下における絶縁性の低下が抑制されることが示された。

本発明により、高温環境下での絶縁性の低下が抑制され、更に、接着性が向上し、黄変が生じない太陽電池用封止膜を提供することができる。

１１ 表面側透明保護部材
１２ 裏面側保護部材
１３Ａ 表面側封止膜
１３Ｂ 裏面側封止膜
１４ 太陽電池用セル

Claims (7)

1. エチレン−極性モノマー共重合体、シランカップリング剤を含む太陽電池用封止膜であって、
   前記シランカップリング剤は、末端にアミノアルキル基を有するシランカップリング剤（Ａ）とアミノ基を有さないシランカップリング剤（Ｂ）からなり、前記シランカップリング剤（Ａ）の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
2. 前記シランカップリング剤（Ａ）が、下記式（１）
   

   

   （但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はアルキル基であり、Ｒ^４は水素原子又はアミノアルキル基であり、ｎは１〜６の整数である。）で表されるシランカップリング剤である請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
3. 前記シランカップリング剤（Ａ）は、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルジメトキシイシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン及び３−アミノプロピルトリエトキシシランからなる群から選択される請求項１又は２に記載の太陽電池用封止膜。
4. 前記シランカップリング剤（Ｂ）が、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン又は３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランである請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜。
5. 前記シランカップリング剤（Ｂ）の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．０５〜１．９質量部である請求項１〜４の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜。
6. 前記エチレン−極性モノマー共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜を用いたことを特徴とする太陽電池。

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