JP2014072456A - 封止材シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエチレン系樹脂製の多層封止材シート3であって、太陽電池素子4と密着する側に配置される外層と、それ以外の内層とを備えており、内層樹脂の融点が、外層樹脂の融点より高い。内層樹脂のMFRは1.0g/10分以上5.0g/10分以下、外層樹脂のMFRは2.0g/10分以上10.0g/10分以下が好ましい。
【選択図】図1
Description
前記封止材シートは多層構成であり、少なくとも太陽電池素子と密着する側に配置される外層と、それ以外の内層とを備えており、
前記内層を構成する内層樹脂の融点が、前記外層を構成する外層樹脂の融点より高い封止材シート。
前記外層樹脂の190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが2.0g/10分以上10.0g/10分以下である(1)記載の封止材シート。
前記封止材シートは多層構成であり、少なくとも太陽電池素子と密着する側に配置される外層と、それ以外の内層とを備えており、
前記内層を構成する内層樹脂の融点が、前記外層を構成する外層樹脂の融点より高く、
モジュール化工程において、前記内層樹脂の融点が、モジュール化の際の加熱温度−40℃以上+20度以下であり、
前記外層樹脂の融点が、モジュール化の際の加熱温度−10℃以下である太陽電池モジュールの製造方法。
透明前面基板上に形成される薄膜太陽電池素子と、前記透明前面基板上の前記薄膜太陽電池素子側に配置される前記封止材シートと、前記封止材シート上に配置される背面基板と、を一体化する際に、前記透明前面基板と、前記封止材シートと、前記背面基板とを、いずれも同一形状の同一サイズで積層配置する(4)に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
以下、本発明の太陽電池モジュールの一例について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の太陽電池モジュールについて、その層構成の一例を示す断面図である。本発明の太陽電池モジュール1は、入射光(図中矢印方向で標記)の受光面側から、ガラスなどの透明前面基板2、薄膜の太陽電池素子4、封止材シート3、ガラスなどの背面基板5が順に積層されている、いわゆる薄膜系太陽電池モジュールである。
本発明においては、封止材シートとして、ポリエチレン系樹脂製の多層の封止材シートを用い、それぞれの層の融点を調整して、はみだし防止と凹凸追従性の両立を達成するものである。
本発明においては密度が0.950g/cm3以下の低密度ポリエチレン(LDPE)、好ましくは直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)を用いる。直鎖低密度ポリエチレンはエチレンとα−オレフィンとの共重合体である。
本発明の封止材シートは多層構成である。多層構成としては特に限定されないが、2種2層や2種3層などが好ましく用いられ、なかでもスキン層/内層/スキン層の2種3層構成が好ましい。ここでいうスキン層とは、内層より厚さが薄い層を意味し、少なくとも太陽電池セルと密着する側にスキン層が配置されている。好ましい層比としては、スキン層と内層との層厚比は1:1.2〜1:10が好ましく、より好ましくは1:2〜1:7であり、特に好ましくは1:3〜1:5である。これらは従来公知の多層共押し出し法などにより成膜可能である。
封止材シート中には任意成分として架橋剤を適宜含有できる。架橋剤は公知のものが使用でき特に限定されず、例えば公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(ヒドロパーオキシ)ヘキサン等のヒドロパーオキサイド類;ジ‐t‐ブチルパーオキサイド、t‐ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(t‐ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(t‐パーオキシ)ヘキシン‐3等のジアルキルパーオキサイド類;ビス‐3,5,5‐トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、o‐メチルベンゾ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等のジアシルパーオキサイド類;t‐ブチルパーオキシアセテート、t‐ブチルパーオキシ‐2‐エチルヘキサノエート、t‐ブチルパーオキシピバレート、t‐ブチルパーオキシオクトエート、t‐ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t‐ブチルパーオキシベンゾエート、ジ‐t‐ブチルパーオキシフタレート、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキシン‐3、t‐ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート等のパーオキシエステル類;メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類等の有機過酸化物、または、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4‐ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジクミルパーオキサイド、といったシラノール縮合触媒等を挙げることができる。架橋剤の含有量としては、組成物中に0.01質量%〜2質量%含まれることが好ましく、より好ましくは0.05質量%〜1.5質量%の範囲である。
本発明においては炭素−炭素二重結合及び/又はエポキシ基を有する多官能モノマーを架橋助剤として用いてもよい。より好ましくは、多官能モノマーの官能基がアリル基、(メタ)アクリレート基、ビニル基であるものが用いられる。これによって適度な架橋反応を促進させるとともに、本発明においてはこの架橋助剤が低密度ポリエチレンの結晶性を低下させ透明性を維持する。
本発明においては、ラジカル重合開始剤となる上記の架橋助剤と、それをクエンチするラジカル吸収剤とを併用することにより、架橋の程度を調整してゲル分率を更に細かく調整することができる。このようなラジカル吸収剤としては、ヒンダードフェノール系等の酸化防止剤や、ヒンダードアミン系の耐候安定化等が例示できる。架橋温度付近でのラジカル吸収能力が高い、ヒンダードフェノール系のラジカル吸収剤が好ましい。ラジカル吸収剤の使用量は、組成物中に0.01質量%〜3質量%含まれることが好ましく、より好ましくは0.05質量部〜2.0質量部の範囲である。この範囲内であれば適度に架橋反応を抑制してゲル分率を調整できる。
封止材組成物には、更にその他の成分を含有させることができる。例えば、本発明の封止材組成物から作製された封止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、シランカップリング剤等の成分が例示される。これらの含有量は、その粒子形状、密度等により異なるものではあるが、それぞれ封止材組成物中に0.001〜5質量%の範囲内であることが好ましい。これらの添加剤を含むことにより、封止材組成物に対して、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。
太陽電池モジュール1は、透明前面基板2上にあらかじめ形成された太陽電池素子4、上記の封止材シート3、背面基板5、を順次重ねて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、上記の部材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(モジュール化工程)。このとき、本発明においては、はみ出しを防止できるので、これをトリミングレス封止材シートとして用いることができる。具体的には、透明前面基板上に形成される薄膜太陽電池素子と、透明前面基板上の前記薄膜太陽電池素子側に配置される封止材シートと、封止材シート上に配置される背面基板と、を一体化する際に、透明前面基板と封止材シートと背面基板とが、いずれも同一形状の同一サイズで積層配置することができる。
ベースポリエチレン樹脂:表1記載の融点とMFRを有するメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン(M−LLDPE)を組成物中に70質量%含有。
シラン変性透明樹脂:密度0.881g/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(M−LLDPE)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、密度0.884g/cm3、190℃でのMFRが1.8g/10分であるシラン変性透明樹脂を組成物中に29.7質量%含有。
ベンゾフェノール系紫外線吸収剤を組成物中に0.1質量%含有。
ヒンダードアミン系光安定化剤を組成物中に0.1質量%含有。
リン系熱安定化剤を組成物中に0.1質量%含有。
実施例及び比較例の封止材シートについて、「埋り込み」「はみ出しを」下記の評価基準で評価した結果を表1に示す。
150mm□×3.2mm厚みの青板ガラスの表面上に、厚み90μm×幅5mm×長さ100mm配線2本を中央で重なるように十字に配置し、その上に148mm□の封止材をガラスより1mmになるように内側に重ね、さらに3.2mm厚みの青板ガラスを重ねて、真空ラミネータを用いて真空時間4分、プレス時間6分でラミネートを行った。冷却後、配線間に気泡がのこったものを埋まりこみ×、残っていないものを○とした。またガラスよりはみ出た封止材がはみ出したものを×、はみださなかったものを○とした
2 透明前面基板
3 封止材シート
4 太陽電池素子
5 背面基板
Claims (6)
- 太陽電池モジュール用のポリエチレン系樹脂製の封止材シートであって、
前記封止材シートは多層構成であり、少なくとも太陽電池素子と密着する側に配置される外層と、それ以外の内層とを備えており、
前記内層を構成する内層樹脂の融点が、前記外層を構成する外層樹脂の融点より高い封止材シート。 - 前記内層樹脂の190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが1.0g/10分以上5.0g/10分以下であり、
前記外層樹脂の190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが2.0g/10分以上10.0g/10分以下である請求項1記載の封止材シート。 - 透明前面基板上に形成される薄膜太陽電池素子と、前記透明前面基板上の前記薄膜太陽電池素子側に配置される請求項1又は2に記載の封止材シートと、前記封止材シート上に配置される背面基板と、を備える太陽電池モジュール。
- ポリエチレン系樹脂製の封止材シートを用いた太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記封止材シートは多層構成であり、少なくとも太陽電池素子と密着する側に配置される外層と、それ以外の内層とを備えており、
前記内層を構成する内層樹脂の融点が、前記外層を構成する外層樹脂の融点より高く、
モジュール化工程において、前記内層樹脂の融点が、モジュール化の際の加熱温度−40℃以上+20度以下であり、
前記外層樹脂の融点が、モジュール化の際の加熱温度−10℃以下である太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記モジュール化工程において、
透明前面基板上に形成される薄膜太陽電池素子と、前記透明前面基板上の前記薄膜太陽電池素子側に配置される前記封止材シートと、前記封止材シート上に配置される背面基板と、を一体化する際に、前記透明前面基板と、前記封止材シートと、前記背面基板とを、いずれも同一形状の同一サイズで積層配置する請求項4に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記モジュール化工程後に、前記封止材シートのトリミング工程を行わない請求項5に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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