JP2012023106A

JP2012023106A - 太陽電池用封止シート及びその製造方法

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Publication number: JP2012023106A
Application number: JP2010158174A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Sawada; 貴彦澤田; Hiroyuki Hiraike; 宏至平池
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】本発明は、膨れ現象が生じにくく且つ保護部材との接着性に優れていると共に架橋時間を短縮できる太陽電池用封止シートを提供する。
【解決手段】本発明の太陽電池用封止シートＡは、酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１４０℃以上、１６０℃未満である有機過酸化物を含む低温分解性過酸化物層１と、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１６０〜１８０℃である有機過酸化物を含む高温分解性過酸化物層２とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールを作製する際に用いられる太陽電池用封止シート及びその製造方法に関する。

シリコンやＣｄＴｅ、ＣＩＳなどの半導体を用いた太陽電池モジュールは、太陽電池の表裏面にエチレン系共重合体などの太陽電池用封止シートを積層し、これらの太陽電池用封止シート上に表裏保護部材を積層させた上で加熱しながら減圧下にて脱気した後に加圧しながら加熱圧着することにより太陽電池を太陽電池用封止シートで封止すると共に、太陽電池用封止シートを介して太陽電池と表裏保護部材とを接着一体化することによって製造されている。

上記太陽電池用封止シートは、透明性、耐候性及び接着性などが要求され、エチレン系共重合体と有機過酸化物とからなる接着性シートが提案されている。この接着性シートは、加熱溶融されて太陽電池と表裏保護部材とを接着一体化し、更に、有機過酸化物の分解によって太陽電池用封止シートが架橋されて耐熱性及び耐候性の高い太陽電池モジュールが得られる。

上記太陽電池用封止シートにおいて、架橋速度を大きくするために、半減期温度の低い有機過酸化物を使用し又は有機過酸化物を増量することがある。

しかしながら、半減期温度の低い有機過酸化物を使用した場合に、保護部材との密着性が充分でないうちに硬化が進行してしまい、エチレン−酢酸ビニル共重合体本来の強固な接着力を得ることができず、接着不良となるなどの不具合を生じる。

又、有機過酸化物を増量すると、有機過酸化物の分解時に低分子量化合物が多量に発生する。そして、太陽電池を太陽電池用封止シートで封止する際に、上記低分子量化合物が、裏側保護部材と、太陽電池用封止シートとの間に気泡として溜まり、所謂「膨れ現象」を生じる。更に、太陽電池モジュールを長期間に亘って使用するうちに、太陽電池用封止シート中に残存した有機過酸化物が分解して低分子量化合物が発生し、太陽電池用封止シートと裏側保護部材との界面に膨れ現象を生じるという問題を生じる。

そこで、架橋を短時間に行うことができ、黄変や膨れ現象などのトラブルを生じない太陽電池モジュール用保護シートとして、特許文献１には、ジアルキルパーオキサイド（Ａ）とアルキルパーオキシエステル及びパーオキシケタールからなる群より選ばれる少なくとも１種の過酸化物（Ｂ）の両者を併用配合し、その配合割合が（Ａ）／(Ｂ)の重量比で１０／９０〜９０／１０であるものを用いた太陽電池モジュール用保護シートが提案されている。

しかしながら、上記太陽電池モジュール用保護シートを用いても、膨れ現象の問題は発生することがある。特に、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池モジュール用保護シートの架橋時間を短縮して生産性を上げるために５〜１０分という短時間で架橋反応を完了させようとすると、半減期温度の低い有機過酸化物を用いるか、或いは、有機過酸化物を増量せざるを得ず、上述の如き問題を生じる。

又、太陽電池モジュールの製造時における加工温度を高くして架橋時間を短縮することも考えられるが、半減期温度の低い有機過酸化物を使用することと同様の理由から、接着不良などの不具合を生じる。

特開平１１−２６７９１号公報

本発明は、膨れ現象が生じにくく且つ保護部材との接着性に優れていると共に架橋時間を短縮できる太陽電池用封止シートを提供する。

本発明の太陽電池用封止シートは、酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１４０℃以上で且つ１６０℃未満である有機過酸化物を含む低温分解性過酸化物層と、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１６０〜１８０℃である有機過酸化物を含む高温分解性過酸化物層とを有することを特徴とする。

先ず、図１に示したように、酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１４０℃以上で且つ１６０℃未満である有機過酸化物を含む低温分解性過酸化物層１の両面に、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１６０〜１８０℃である有機過酸化物を含む高温分解性過酸化物層２、２が積層一体化されてなる太陽電池用封止シートＡを説明する。

太陽電池用封止シートＡの低温分解性過酸化物層１を構成しているエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量は３０〜５０重量％に限定され、低温分解性過酸化物層１においては酢酸ビニル含有量の高いエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いている。酢酸ビニル含有量の高いエチレン−酢酸ビニル共重合体は、その融点が低いので、低温にて分解する有機過酸化物との併用が可能となり、太陽電池モジュールの製造時において、低温分解性過酸化物層の架橋反応の早期開始によって太陽電池モジュールの製造効率を向上させることができると共に、架橋性が高くなるため、低温分解性過酸化物層に含有させる有機過酸化物の量を少なくすることができ、太陽電池用封止シートＡ全体に含まれている有機過酸化物の含有量の低減を図り、有機過酸化物の分解に起因した低分子量化合物の発生量を低減して膨れ現象を防止することができる。

具体的には、太陽電池用封止シートＡの低温分解性過酸化物層１を構成しているエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量は、少ないと、エチレン−酢酸ビニル共重合体の架橋性が低下して、太陽電池用封止シートを用いた太陽電池モジュールの製造効率が低下し又は太陽電池用封止シートの耐熱性が低下することがあり、更に、太陽電池用封止シートの透明性が低下して太陽電池の発電性能が低下し、多いと、太陽電池用封止シートの絶縁特性が低下して太陽電池に悪影響を与える虞れがあり、又、低温分解性過酸化物層の弾性率が低下して太陽電池用封止シートの製造が困難となることがあるので、３０〜５０重量％に限定され、３４〜４６重量％が好ましい。

低温分解性過酸化物層１を構成しているエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレイトは、低いと、太陽電池用封止シートの製膜中における溶融粘度が高くなり、製膜中に発熱して有機過酸化物が分解し、得られる太陽電池用封止シートにゲルが混入することがあり、高いと、太陽電池用封止シートの製膜が困難となることがあるので、２０〜１２０ｇ／１０分が好ましい。なお、本発明において、エチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレイトは、ＪＩＳＫ７２１０に準拠して１９０℃、荷重２．１６ｋｇｆ（２１．１８Ｎ）の条件下にて測定された値をいう。

そして、低温分解性過酸化物層１には、１分間半減期温度が１４０℃以上で且つ１６０℃未満である有機過酸化物が含有されている。このように、低温分解性過酸化物層１には、低温にて分解する有機過酸化物が含有されており、上述のように、融点が低く且つ架橋性の高いエチレン−酢酸ビニル共重合体と併用することによって、低温分解性過酸化物層の架橋反応を早期に開始させると共に、低温分解性過酸化物層の架橋を短時間のうちに進行させて太陽電池モジュールの製造効率の向上を図っている。

又、低温分解性過酸化物層１に含まれている有機過酸化物の１分間半減期温度は、低いと、太陽電池用封止シートの製膜中に架橋が開始して、得られる太陽電池用封止シートにゲルが混入してしまい、高いと、低温分解性過酸化物層１を充分に架橋させるのに時間を要し、太陽電池モジュールの製造効率が低下するので、１４０℃以上で且つ１６０℃未満に限定され、１４２〜１６０℃が好ましい。

上記低温分解性過酸化物層１に含まれている有機過酸化物としては、例えば、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（１分間半減期温度：１５５℃）、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（１分間半減期温度：１５９℃）、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン（１分間半減期温度：１４９℃）、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン（１分間半減期温度：１５４℃）、ｔ−ブチルパーオキシラウレート（１分間半減期温度：１５９℃）、ｔ−ブチルパーオキシアセテート（１分間半減期温度：１６０℃）、２，２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン（１分間半減期温度：１６０℃）、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン（１分間半減期温度：１４２℃）、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（１分間半減期温度：１４７℃）などが挙げられる。有機過酸化物は、単独で用いられても二種以上が併用されもよい。

そして、低温分解性過酸化物層１における１分間半減期温度が１４０℃以上で且つ１６０℃未満である有機過酸化物の含有量は、少ないと、低温分解性過酸化物層の架橋が不充分となって太陽電池用封止シートの耐熱性が低下することがあり、多いと、有機過酸化物の分解に伴って発生する低分子量化合物の量が多くなり、膨れ現象が生じることがあるので、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対して０．１〜１．５重量部が好ましく、０．３〜１．３重量部が好ましい。

上記低温分解性過酸化物層１の両面には、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１６０〜１８０℃である有機過酸化物を含む高温分解性過酸化物層２、２が積層一体化されている。この高温分解性過酸化物層２は、高い温度で分解する有機過酸化物を用いており、エチレン−酢酸ビニル共重合体本来の接着性が充分に発現した状態、即ち、エチレン−酢酸ビニル共重合体が溶融して被着体を充分に濡らしてから、高温分解性過酸化物層２の架橋反応が開始するように構成され、太陽電池モジュールの製造時において、被着体との間における接着性を確実に確保することができる。なお、低温分解性過酸化物層１の両面に積層一体化される高温分解性過酸化物層２、２の構成は互いに同一であっても相違していてもよい。

具体的には、高温分解性過酸化物層２を構成しているエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニルの含有量は、少ないと、太陽電池用封止シートの透明性が低下して太陽電池の発電性能が低下し、多いと、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニルの融点が低すぎて、太陽電池モジュールの製造時の脱気工程において脱気が不充分な状態で高温分解性過酸化物層が溶融し始め、太陽電池用封止シートと保護部材とが脱気が不充分な状態のまま密着することによって脱気のための通路が遮断され、その結果、脱気工程における脱気が不充分となって、太陽電池用封止シートと保護部材との間に泡残りがして太陽電池用封止シートと保護部材との密着性が低下することがあるので、１５〜３３重量％が好ましく、２０〜２８重量％がより好ましい。

高温分解性過酸化物層２を構成しているエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレイトは、低いと、太陽電池用封止シートの製膜中における溶融粘度が高くなり、製膜中に発熱して有機過酸化物が分解し、得られる太陽電池用封止シートにゲルが混入することがあり、高いと、太陽電池用封止シートの製膜が困難となることがあるので、５〜５０ｇ／１０分が好ましい。

又、高温分解性過酸化物層２を構成している有機過酸化物の１分間半減期温度は、低いと、太陽電池モジュールの製造時において、被着体との密着性が充分でないうちに、高温分解性過酸化物層の架橋が進行し、エチレン−酢酸ビニル共重合体本来の強固な接着力を得ることができず、接着不良を生じ、高いと、高温分解性過酸化物層の架橋に長時間を要し、太陽電池モジュールの製造効率が低下するので、１６０〜１８０℃に限定され、１６０〜１７５℃が好ましい。

高温分解性過酸化物層２に含有されている１分間半減期温度が１６０〜１８０℃である有機過酸化物としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（１６１℃）、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸（１６８℃）、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート（１６６℃）、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート（１６０℃）、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（１６７℃）、ｎ−ブチル−４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート（１７３℃）、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン（１７５℃）、ジクミルパーオキサイド（１７５℃）、ジ−ｔ−ヘキシルパーオキサイド（１７７℃）、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（１８０℃）、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド（１７３℃）などが挙げられる。各有機過酸化物の後の括弧内の温度は、各有機過酸化物の１分間半減期温度である。なお、有機過酸化物は単独で用いられても二種以上が併用されもよい。

又、高温分解性過酸化物層２中における１分間半減期温度が１６０〜１８０℃である有機過酸化物の含有量は、少ないと、太陽電池用封止シートの架橋が不充分となって太陽電池用封止シートの耐熱性及び耐候性が低下することがあり、多いと、太陽電池モジュールの製造時に、有機過酸化物の分解時に発生する低分子量化合物に起因した膨れ現象が発生することがあるので、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対して０．２〜３重量部が好ましく、０．２〜１．５重量部がより好ましい。

なお、太陽電池用封止シートには、その物性を損なわない範囲において、低温分解性過酸化物層１及び高温分解性過酸化物層２中に、太陽電池又は保護部材との接着性を向上させるためにカップリング剤を含有させてもよい。カップリング剤としては、アミノ基、グリシジル基、メタクリロキシ基及びメルカプト基からなる群より選ばれる一種以上の官能基を有するシランカップリング剤が好適に用いられ、例えば、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロ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トリメトキシシランなどが挙げられる。なお、シランカップリング剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

更に、太陽電池用封止シートには、必要に応じて、架橋助剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤が含有されていてもよい。

又、太陽電池用封止シートの厚みは、薄いと、太陽電池の封止が不充分となることがあり、厚いと、太陽電池用封止シートを用いて太陽電池モジュールを作製した場合に、太陽電池用封止シートの光線透過率が低くなり、太陽電池の発電効率が低下することがあるので、０．１〜２．０ｍｍが好ましく、０．２〜１．０ｍｍがより好ましい。

更に、太陽電池用封止シートにおける低温分解性過酸化物層１の厚みは、薄いと、太陽電池モジュールの製造効率が低下することがあり、厚いと、太陽電池用封止シートの絶縁性が低下する虞れがあるので、太陽電池用封止シート全体の厚みの５０〜９８％が好ましい。

次に、本発明の太陽電池用封止シートの製膜方法を説明する。太陽電池用封止シートＡは、２機以上の押出機が一のフィードブロックを介して一のＴダイに接続された多層押出装置などを用いて製膜することができる。

例えば、３層分の押出機を有する多層押出装置を用意し、この多層押出装置の２機の押出機に高温分解性過酸化物層２用のエチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物及び必要に応じて添加される添加剤を含有する樹脂組成物を供給する一方、残り１機の押出機に低温分解性過酸化物層１用のエチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物及び必要に応じて加えられる添加剤を含有する樹脂組成物を供給して、それぞれの押出機中で樹脂組成物を溶融混練してフィードブロックに供給しフィードブロックの先端に接続されたＴダイから高温分解性過酸化物層２、低温分解性過酸化物層１及び高温分解性過酸化物層２がこの順序に積層一体化された状態となるようにシート状に押出製膜し、押出された溶融状態のシートを冷却ロールで冷却、固化することによって太陽電池用封止シートを製膜することができる。なお、両側の高温分解性過酸化物層２、２が同一の樹脂組成物からなる場合には、一の押出機で溶融混練を行い、押出機より押出された樹脂組成物を二つに分岐させた上でフィードブロックに供給して製膜してもよい。

なお、各押出機での樹脂組成物の混練温度は、樹脂組成物に含まれている有機過酸化物の１時間半減期温度より１０℃ 以上低い温度で行うことが好ましい。樹脂組成物に２種以上の有機過酸化物が含有されている場合には、有機過酸化物の１時間半減期温度のうち最も低い１時間半減期温度よりも１０℃ 以上低い温度で溶融混練するのが好ましい。

更に、上記太陽電池用封止シートＡは、太陽電池モジュール製造時の加熱圧着工程における脱気性を向上させるために、表面にエンボス加工が施されるのが好ましい。なお、太陽電池用封止シートＡの表面にエンボス加工を施す方法としては、公知の方法が用いられ、例えば、Ｔダイから押出された直後の溶融状態の太陽電池用封止シートＡを、表面にエンボス模様が施されたエンボスロールと、このエンボスロールに対峙して配設されたゴムロールとの間に供給し、エンボスロールを溶融シートに押圧させて、太陽電池用封止シートＡの表面にエンボス加工を施す方法が挙げられる。なお、一旦製造された太陽電池用封止シートＡを再度、加熱して溶融状態とした上で上述の要領でエンボス加工を施してもよい。

本発明の太陽電池用封止シートＡを用いて太陽電池モジュールを製造する方法を説明する。先ず、太陽電池の表面に表側太陽電池用封止シートを積層すると共に、太陽電池の裏面にも裏側太陽電池用封止シートを積層する。太陽電池の表裏面に積層する太陽電池用封止シートは、互いに同一の構成をしている必要はなく、互いに相違した構成を有していてもよい。

なお、太陽電池としては、例えば、光が照射されると電流を生じる機能を有するシリコン半導体素子やセレン半導体素子のウエハをインターコネクターを用いて直接又は並列に接続してなる太陽電池素子を備えた太陽電池などが挙げられる。

更に、太陽電池の表面に積層した表側太陽電池用封止シート上に表側保護部材を積層すると共に、太陽電池の裏面に積層した裏側太陽電池用封止シート上に裏側保護部材を積層して積層体を作製する。

表側保護部材としては、従来から太陽電池モジュールに用いられている部材であればよく、例えば、ガラス板、透明合成樹脂シートなどが挙げられ、ガラス板が好ましい。

裏側保護部材としては、特に限定されず、例えば、ポリフッ化ビニル樹脂シート、アルミニウム箔とポリフッ化ビニル樹脂シートとの積層シート、アルミニウム箔とポリエステルフィルムとの積層シート、ポリエステルフィルムの一面に酸化珪素膜を積層一体化したフィルムとポリエステルフィルムとの積層シートなどが挙げられる。

この積層体を減圧下、好ましくは０．１ｋＰａ以下の圧力下にて各部材間に存在する空気を脱気しながら加熱し（脱気工程）、しかる後、積層体を加圧下、好ましくは大気圧の圧力下にて加熱しながら積層体の厚み方向に押圧して（加圧工程）、積層体における表裏太陽電池用封止シートを溶融させながら架橋させ、表裏太陽電池用封止シート同士を一体化して太陽電池を表裏太陽電池用封止シートによって封止すると共に、表裏太陽電池用封止シートを介して表裏保護部材を太陽電池の表裏面に積層一体化させて太陽電池モジュールを作製することができる。

なお、積層体を上記脱気工程及び加圧工程を経て太陽電池モジュールとするために用いられる装置としては、日清紡メカトロニクス社から商品名「モジュールラミネーター」にて市販されている真空ラミネーター、エヌ・ピー・シー社から市販されている真空ラミネーターを用いることができる。

なお、基板上に、光の照射によって電気を発生させる薄膜状の太陽電池素子が形成されてなる太陽電池であってもよく、この場合には、基板における太陽電池素子形成面上に太陽電池用封止シートを積層し、この太陽電池用封止シート上に裏側保護部材を積層して積層体を作製し、上記と同様の要領で太陽電池モジュールを作製すればよい。

太陽電池における基板としては、特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォンなどの耐熱性樹脂からなるシートが挙げられる。又、薄膜状の太陽電池素子は、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコンなどの結晶系半導体、アルモルファスシリコンなどのアモルファス系半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ₂Ｓ、ＣｕＩｎＳｅ₂、ＣｕＩｎＳ₂などの化合物半導体、フタロシアニン、ポリアセチレンなどの有機半導体などから汎用の要領で形成される。

本発明の太陽電池用封止シートを用いて太陽電池モジュールを製造するにあたって、上述のように、先ず、太陽電池の表裏面に積層した太陽電池用封止シートのそれぞれに保護部材が積層された状態で加熱されながら脱気される。

そして、積層体の脱気が終了した後、積層体はその加熱状態を維持され或いは更に加熱され、積層体を構成している太陽電池用封止シートは、その高温分解性過酸化物層も溶融することによって全体が溶融して太陽電池を確実に封止すると共に、表裏太陽電池用封止シートを介して表裏保護部材が太陽電池の表裏面に強固に積層一体化されて太陽電池モジュールが製造される。

太陽電池用封止シートは、脱気中（加圧前）に、高温分解性過酸化物層が架橋されることはない。従って、高温分解性過酸化物層は充分に被着体を濡らした後に架橋するため充分な接着力が確保できる。

更に、高温分解性過酸化物層は低温分解性過酸化物層に比べて、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量が低いため、積層体の脱気が不充分な状態において、高温分解性過酸化物層が溶融を開始することはなく、高温分解性過酸化物層の一部が保護部材に密着し、太陽電池用封止シートと保護部材との間に存在する空気の逃げ道を遮断してしまうことはなく、太陽電池用封止シートと保護部材との間に存在する空気を円滑に吸引、除去することができ、太陽電池用封止シートと保護部材との間に泡残りが発生するようなことはない。

一方、太陽電池用封止シートの低温分解性過酸化物層は、融点の低いエチレン−酢酸ビニル共重合体と、低い温度にて分解を開始する有機過酸化物とを含有しているので、脱気工程中に、高温分解性過酸化物層に先んじて溶融し始めると共に架橋反応が進行する。

従って、本発明の太陽電池用封止シートは、脱気工程において、高温分解性過酸化物層が架橋硬化を始めることはなく、高温分解性過酸化物層は充分に溶融し被着体を濡らしてから架橋し充分な接着力を発現すると共に、低温分解性過酸化物層を脱気工程の途中から溶融させ且つ架橋させることによって、太陽電池用封止シートの全体の架橋時間の短縮を図っている。

更に、太陽電池用封止シートの低温分解性過酸化物層は、酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いており、このエチレン−酢酸ビニル共重合体は架橋性に優れているので有機過酸化物の含有量の低減化を図ることができ、その結果、太陽電池用封止シート全体に含有されている有機過酸化物の含有量の低減化を図ることができ、有機過酸化物の分解に伴う低分子量化合物の発生量を低減して膨れ現象が発生するのを防止することができる。

又、高温分解性過酸化物層は低温分解性過酸化物層に比べて低い酢酸ビニル含有量のエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いているため、相対的に融点が高く、充分に脱気されてから溶融するので、エアを閉じ込めることなく、泡残りのない外観上問題のない太陽電池モジュールが製造される。

本発明の太陽電池用封止シートは、上述の通りの構成を有しているので、保護部材に対する優れた接着性を有していると共に、保護部材との界面において膨れ現象が発生することなく保護部材と太陽電池とを強固に一体化させることができる。

更に、本発明の太陽電池用封止シートは、脱気工程中に低温分解性過酸化物層の架橋を高温分解性過酸化物層に先んじて開始させることによって太陽電池用封止シートの架橋時間の短縮を図っており、よって、太陽電池用封止シートを用いることによって太陽電池モジュールを効率良く生産することができる。

本発明の太陽電池用封止シートを示した縦断面図である。

（実施例１〜４、比較例２、４、５）
３層分の押出機を有する多層押出装置を用意し、この多層押出装置の２機の押出機に高温分解性過酸化物層用樹脂組成物として、表１に示した酢酸ビニル含有量及びメルトフローレイトを有するエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部、表１に示した所定量のｎ−ブチル−４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート（１分間半減期温度：１７３℃）、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（１分間半減期温度：１６１℃）又はｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（１分間半減期温度：１５５℃）、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート０．２重量部、及び、カップリング剤として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．２重量部を押出機に供給して溶融混練する一方、残り１機の押出機に低温分解性過酸化物層樹脂組成物として、表１に示した酢酸ビニル含有量及びメルトフローレイトを有するエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部、表１に示した所定量のｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（１分間半減期温度：１５５℃）、又は、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（１分間半減期温度：１６１℃）、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート０．２重量部、及び、カップリング剤として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．２重量部を供給して、それぞれの押出機中で樹脂組成物を溶融混練してフィードブロックに供給しフィードブロックの先端に接続されたＴダイから高温分解性過酸化物層２、低温分解性過酸化物層１及び高温分解性過酸化物層２がこの順序に積層一体化された状態となるようにシート状に共押出して製膜し、共押出された溶融状態のシートを冷却ロールで冷却、固化することによって目付が０．５ｇ／ｍ²である太陽電池用封止シートを製膜した。太陽電池用封止シートは、その低温分解性過酸化物層１の厚みと両側の高温分解性過酸化物層２の厚みの比が３：１であった。両側の高温分解性過酸化物層の厚みは同一であった。

（比較例１）
エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量：３２重量％、メルトフローレイト：６０ｇ／１０分）１００重量部、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（分子量：２０４、１分間半減期温度：１５５℃）０．７５重量部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート０．２重量部、及び、カップリング剤として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．２重量部を押出機に供給して溶融混練し、押出機の先端に接続されたＴダイからシート状に押出して製膜し、押出された溶融状態のシートを冷却ロールで冷却、固化することによって、目付が０．５ｇ／ｍ²である太陽電池用封止シートを製膜した。

（比較例３）
エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量：２８重量％、メルトフローレイト：３０ｇ／１０分）１００重量部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（１分間半減期温度：１６１℃）３．５重量部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート０．２重量部、及び、カップリング剤として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．２重量部を押出機に供給して溶融混練し、押出機の先端に接続されたＴダイからシート状に押出して製膜し、押出された溶融状態のシートをエンボス賦型された冷却ロールで冷却、固化することによって、目付が０．５ｇ／ｍ²である太陽電池用封止シートを得た。

実施例及び比較例で得られた太陽電池用封止シートを用いて下記の要領で太陽電池モジュールを作製した。太陽電池として多結晶シリコン太陽電池（縦１５６ｍｍ、横１５６ｍｍ、厚み２００μｍ）を用意し、４枚の多結晶シリコン太陽電池を２行×２列となるように配置し、インターコネクタをハンダ付けした。

太陽電池の表裏面に太陽電池用封止シートを積層し、更に、表側太陽電池用封止シート上に表側保護部材としてガラス板を積層すると共に裏側太陽電池用封止シート上に裏側保護部材（ポリエチレンテレフタレート系シート、東レフィルム加工社製商品名「ＰＶＢＡＣＫＳＨＥＥＴＬＴＷ−０８Ｓ」）を積層して積層体を作製した。

上記積層体を１６０℃となるように加熱しながら０．１ｋＰａ以下の圧力下にて各部材間に存在する空気を３分間に亘って脱気し（脱気工程）、しかる後、積層体を大気圧の圧力下にて１６０℃に加熱しながら積層体の厚み方向に５分間に亘って押圧して（加圧工程）、積層体における表裏太陽電池用封止シートを溶融させながら架橋させ、表裏太陽電池用封止シート同士を一体化して太陽電池を表裏太陽電池用封止シートによって封止すると共に、表裏太陽電池用封止シートを介して表裏保護部材を太陽電池の表裏面に積層一体化させて太陽電池モジュールを作製した。

得られた太陽電池モジュールについて、ゲル分率、外観及び温度サイクル試験を下記の要領で行い、その結果を表１に示した。

（ゲル分率）
太陽電池モジュールから裏側太陽電池用封止シートを一部切り出して試験片を作製した。この試験片の重量Ｗ₁ｇを測定し、試験片を１２０℃のキシレン中に２４時間に亘って浸漬して不溶解分を２００メッシュの金網で濾過し、金網上の残渣を真空乾燥して乾燥残渣の重量を測定し（Ｗ₂ｇ）、下記式によりゲル分率を算出した。ゲル分率は、高温時の溶融流れ防止などの耐熱性の観点から７０重量％以上であることが好ましい。
ゲル分率（重量％）＝１００×（Ｗ₂／Ｗ₁）

（外観）
得られた太陽電池モジュールについて、表側保護部材であるガラス板を通して、ガラス板と表側太陽電池用封止シートとの界面に泡残りが生じているか否かを目視観察した。

（温度サイクル試験）
得られた太陽電池モジュールを−２０℃で６時間放置した後、太陽電池モジュールを−２０℃から８５℃まで１時間かけて一定の昇温速度にて昇温し、太陽電池モジュールを８５℃で且つ相対湿度８５％の雰囲気下に６時間放置した後、太陽電池モジュールを８５℃から−２０℃まで１時間かけて一定の降温速度にて冷却する工程を１サイクルとして、１０サイクル経過後の太陽電池モジュールを得た。

得られた太陽電池モジュールを−４０℃〜＋８５℃で５０サイクルの試験を行った。上限と下限との間の温度変化は１００℃／ｈと設定し、上下限温度はそれぞれ１０分間維持した。

得られた太陽電池モジュールについて、裏側保護部材側から膨れ現象が発生しているか否か、更に、表側保護部材側から表側太陽電池用封止シートの剥離が発生しているか否かについて目視観察した。

１低温分解性過酸化物層
２高温分解性過酸化物層
Ａ太陽電池用封止シート

Claims

酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１４０℃以上で且つ１６０℃未満である有機過酸化物を含む低温分解性過酸化物層と、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び１分間半減期温度が１６０〜１８０℃である有機過酸化物を含む高温分解性過酸化物層とを有することを特徴とする太陽電池用封止シート。
低温分解性過酸化物層の両面に高温分解性過酸化物層が積層一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用封止シート。