JP2015095593A - Sealing material for solar cell and solar cell module - Google Patents

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斉 杉山
Hitoshi Sugiyama
斉 杉山
平野 達也
Tatsuya Hirano
達也 平野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing material for solar cell in which both excellent adhesion and electrical characteristics are satisfied, and to provide a solar cell module having excellent PID tolerance in which adhesion failure, e.g., peeling, is less likely to occur.SOLUTION: A sealing material for solar cell contains a sealing resin, a silane coupling agent, and a crosslinking agent, in which the sealing resin has a water contact angle θ of the surface of 80-86°, in a state crosslinked with the crosslinking agent. A solar cell module 10 includes a plurality of solar cells 11, 11, ..., a pair of sealing materials for solar cell 12, 12, a transparent protective material 13, and a back sheet 14.

Description

本発明は、太陽電池用封止材及び太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a solar cell sealing material and a solar cell module.

太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルを封止して固定するために、透明性、加工性、架橋性に優れたエチレン−極性基含有モノマー共重合体(エチレン−酢酸ビニル共重合体等)等の封止用樹脂で形成された太陽電池用封止材(以下、単に封止材ともいう。)が広く用いられている。また、封止材には、太陽電池モジュールの表面側に配置されるガラス板等の透明保護材や、バックシート等との接着性を高める目的で、シランカップリング剤が配合されることが多い(例えば、特許文献1)。特に透明保護材がガラス板の場合に、シランカップリング剤が無機物であるガラス板と有機物である封止用樹脂とを結びつけ、接着性に重要な役割を果たす。   In a solar cell module, an ethylene-polar group-containing monomer copolymer (ethylene-vinyl acetate copolymer, etc.) excellent in transparency, workability, and crosslinkability, etc. for sealing and fixing solar cells. A sealing material for solar cells (hereinafter also simply referred to as a sealing material) formed of a sealing resin is widely used. In addition, a silane coupling agent is often blended in the sealing material for the purpose of enhancing the adhesiveness with a transparent protective material such as a glass plate disposed on the surface side of the solar cell module or a back sheet. (For example, patent document 1). In particular, when the transparent protective material is a glass plate, the glass plate in which the silane coupling agent is an inorganic substance and the sealing resin that is an organic substance are combined to play an important role in adhesion.

しかし、シランカップリング剤は、ガラスとの反応に加えて、自己縮合してシリコン樹脂を形成する。シリコン樹脂は電気的特性が低く、封止材自体の電気的特性の低下を招くため、結果として太陽電池モジュールのPID耐性も低下する。
どの程度のシリコン樹脂が形成されるかはシランカップリング剤の配合条件によって異なるため、封止材の接着性と電気的特性を安定して両立させることは困難である。
However, the silane coupling agent self-condenses in addition to the reaction with glass to form a silicon resin. Since the silicon resin has low electrical characteristics and causes a decrease in the electrical characteristics of the sealing material itself, as a result, the PID resistance of the solar cell module also decreases.
Since how much silicon resin is formed varies depending on the blending conditions of the silane coupling agent, it is difficult to stably achieve both the adhesion and the electrical characteristics of the sealing material.

特開2000−174296号公報JP 2000-174296 A

本発明は、優れた接着性と電気的特性が両立された太陽電池用封止材、及び剥離等の接着不良が生じにくく、優れたPID耐性を有する太陽電池モジュールを提供する。   The present invention provides a solar cell encapsulant that achieves both excellent adhesion and electrical characteristics, and a solar cell module that is resistant to adhesion failure such as peeling and has excellent PID resistance.

本発明の太陽電池用封止材は、封止用樹脂と、シランカップリング剤と、架橋剤とを含み、前記封止用樹脂が前記架橋剤で架橋された状態での表面の水接触角θが80〜86°である。   The solar cell encapsulant of the present invention includes an encapsulating resin, a silane coupling agent, and a crosslinking agent, and the water contact angle of the surface in a state where the encapsulating resin is crosslinked with the crosslinking agent. θ is 80 to 86 °.

本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、該太陽電池セルを挟持した一対の、本発明の太陽電池用封止材とを備える。   The solar cell module of this invention is equipped with a photovoltaic cell and a pair of sealing material for solar cells of this invention which clamped this photovoltaic cell.

本発明太陽電池用封止材は、優れた接着性と電気的特性が両立されている。
また、本発明の太陽電池モジュールは、剥離等の接着不良が生じにくく、優れたPID耐性を有している。
The sealing material for solar cells of the present invention has both excellent adhesion and electrical characteristics.
Moreover, the solar cell module of the present invention is less prone to adhesion failure such as peeling, and has excellent PID resistance.

本発明の太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the solar cell module of this invention.

<封止材>
本発明の封止材は、封止用樹脂と、シランカップリング剤と、架橋剤と、を含む。また、本発明の封止材は、封止用樹脂、シランカップリング剤及び架橋剤以外の他の添加剤を含んでもよい。
<Encapsulant>
The sealing material of the present invention includes a sealing resin, a silane coupling agent, and a crosslinking agent. Moreover, the sealing material of this invention may also contain other additives other than sealing resin, a silane coupling agent, and a crosslinking agent.

[封止用樹脂]
封止用樹脂としては、封止材に通常使用される樹脂を使用することができる。
封止用樹脂としては、透明性、加工性及び架橋性に優れる点から、エチレン−極性基含有モノマー共重合体が好ましい。
前記極性基としては、例えば、エステル基(−C(O)O−R又はR−C(O)O−(ただし、Rはアルキル基)等)、カルボキシ基等が挙げられる。
[Resin for sealing]
As the sealing resin, a resin usually used for a sealing material can be used.
As the sealing resin, an ethylene-polar group-containing monomer copolymer is preferable from the viewpoint of excellent transparency, processability, and crosslinkability.
Examples of the polar group include an ester group (—C (O) O—R or R—C (O) O— (wherein R is an alkyl group)), a carboxy group, and the like.

極性基を有するモノマーの具体例としては、例えば、ビニルエステル(酢酸ビニル等)、(メタ)アクリル酸アルキルエステル((メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等)、不飽和カルボン酸((メタ)アクリル酸等)、不飽和ジカルボン酸の無水物(無水マレイン酸等)、不飽和ジカルボン酸のエステル(マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル等)等が挙げられる。   Specific examples of the monomer having a polar group include, for example, vinyl ester (vinyl acetate and the like), alkyl (meth) acrylate (methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate), Butyl (meth) acrylate), unsaturated carboxylic acid (such as (meth) acrylic acid), anhydride of unsaturated dicarboxylic acid (such as maleic anhydride), ester of unsaturated dicarboxylic acid (monomethyl maleate, dimethyl maleate) Etc.).

エチレン−極性基含有モノマー共重合体としては、柔軟性及び透明性の点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、EVAともいう。)、エチレン−(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体が好ましく、EVAが特に好ましい。   Examples of the ethylene-polar group-containing monomer copolymer include an ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter also referred to as EVA) and an ethylene- (meth) acrylic acid alkyl ester copolymer from the viewpoint of flexibility and transparency. EVA is preferred, with EVA being particularly preferred.

エチレン−極性基含有モノマー共重合体における極性基を有するモノマー単位の割合は、耐熱性、接着性、柔軟性、成形性、耐久性、絶縁性の点から、全構成単位(100質量%)のうち、10〜40質量%が好ましく、15〜30質量%がより好ましい。   The ratio of the monomer unit having a polar group in the ethylene-polar group-containing monomer copolymer is that of all structural units (100% by mass) from the viewpoint of heat resistance, adhesiveness, flexibility, moldability, durability, and insulation. Among these, 10-40 mass% is preferable and 15-30 mass% is more preferable.

エチレン−極性基含有モノマー共重合体の質量平均分子量は、10,000〜300,000が好ましく、100,000〜170,000がより好ましい。エチレン−極性基含有モノマー共重合体の質量平均分子量が前記下限値以上であれば、機械的物性が良好な封止材が得られやすい。エチレン−極性基含有モノマー共重合体の質量平均分子量が前記上限値以下であれば、加工性に優れた封止材が得られやすい。
なお、質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて測定した値である。
The mass average molecular weight of the ethylene-polar group-containing monomer copolymer is preferably 10,000 to 300,000, and more preferably 100,000 to 170,000. If the mass average molecular weight of the ethylene-polar group-containing monomer copolymer is not less than the lower limit, a sealing material having good mechanical properties can be easily obtained. If the mass average molecular weight of the ethylene-polar group-containing monomer copolymer is not more than the above upper limit value, it is easy to obtain a sealing material excellent in processability.
The mass average molecular weight is a value measured using gel permeation chromatography.

また、封止用樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂等を用いてもよい。
封止用樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
Further, as the sealing resin, polyethylene, polypropylene, acrylic resin, or the like may be used.
The sealing resin may be used alone or in combination of two or more.

[シランカップリング剤]
シランカップリング剤は、太陽電池セル、透明保護材、バックシート等と封止材との接着性を改善する役割を果たす。シランカップリング剤としては、封止材に通常用いられるシランカップリング剤を使用することができる。
シランカップリング剤の具体例としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニ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−メタクリロキシ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−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン等が挙げられる。
[Silane coupling agent]
A silane coupling agent plays the role which improves the adhesiveness of a photovoltaic cell, a transparent protective material, a back sheet etc., and a sealing material. As a silane coupling agent, the silane coupling agent normally used for a sealing material can be used.
Specific examples of the silane coupling agent include, for example, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, Examples include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and allyltrimethoxysilane.

シランカップリング剤としては、接着強度の点から、トリメトキシシラン基を有するシランカップリング剤が好ましく、3−メタクリロ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、アリルトリメトキシシランがより好ましい。
シランカップリング剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
As the silane coupling agent, a silane coupling agent having a trimethoxysilane group is preferable from the viewpoint of adhesive strength, and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrisilane. Methoxysilane and allyltrimethoxysilane are more preferable.
A silane coupling agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

[架橋剤]
架橋剤は、封止用樹脂を架橋させる成分である。
架橋剤としては、公知の有機過酸化物(パーオキシケタール類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類等)、光増感剤等が挙げられる。
架橋剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
[Crosslinking agent]
The crosslinking agent is a component that crosslinks the sealing resin.
Examples of the crosslinking agent include known organic peroxides (peroxyketals, dialkyl peroxides, peroxyesters, etc.), photosensitizers and the like.
A crosslinking agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

[他の添加剤]
他の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、架橋助剤、顔料、染料、充填材等が挙げられる。本発明の封止材は、架橋助剤を含むことが好ましい。
[Other additives]
Examples of other additives include ultraviolet absorbers, light stabilizers, antioxidants, crosslinking aids, pigments, dyes, fillers, and the like. The sealing material of the present invention preferably contains a crosslinking aid.

架橋助剤は、重合性不飽和基(ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロキシ基等)を1つ以上(好ましくは2つ以上)有する化合物である。
架橋助剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。
架橋助剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The crosslinking aid is a compound having one or more (preferably two or more) polymerizable unsaturated groups (vinyl group, allyl group, (meth) acryloxy group, etc.).
Examples of the crosslinking aid include triallyl isocyanurate, triallyl cyanurate, and trimethylolpropane trimethacrylate.
A crosslinking aid may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸エステル系紫外線吸収剤等が挙げられる。
光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤等が挙げられる。
Examples of the ultraviolet absorber include benzophenone-based ultraviolet absorbers, benzotriazole-based ultraviolet absorbers, and salicylic acid ester-based ultraviolet absorbers.
Examples of the light stabilizer include hindered amine light stabilizers.
Examples of the antioxidant include hindered phenol antioxidants and phosphite antioxidants.

[各成分の割合]
本発明の封止材におけるシランカップリング剤の含有量は、封止用樹脂の100質量部に対して、0.08〜0.16質量部が好ましく、0.1〜0.16質量部がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が前記下限値以上であれば、優れた接着性が得られやすい。シランカップリング剤の含有量が前記上限値以下であれば、優れた電気的特性が得られやすい。
[Ratio of each component]
The content of the silane coupling agent in the sealing material of the present invention is preferably 0.08 to 0.16 parts by mass, and 0.1 to 0.16 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the sealing resin. More preferred. If content of a silane coupling agent is more than the said lower limit, the outstanding adhesiveness will be easy to be obtained. When the content of the silane coupling agent is not more than the above upper limit value, excellent electrical characteristics are easily obtained.

本発明の封止材における架橋剤の含有量は、封止用樹脂の100質量部に対して、0.1〜2.0質量部が好ましく、0.2〜1.0質量部がより好ましい。架橋剤の含有量が前記下限値以上であれば、十分な架橋が得られ高い耐熱性が得られやすい。架橋剤の含有量が前記上限値以下であれば、熱加工後の残サよる変色が抑えられる。   0.1-2.0 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of sealing resin, and, as for content of the crosslinking agent in the sealing material of this invention, 0.2-1.0 mass part is more preferable. . If the content of the crosslinking agent is not less than the lower limit, sufficient crosslinking can be obtained and high heat resistance can be easily obtained. If content of a crosslinking agent is below the said upper limit, discoloration by the residue after heat processing will be suppressed.

本発明の封止材が架橋助剤を含む場合、架橋助剤の使用量は、封止用樹脂100質量部に対して、0質量部超5質量部以下が好ましく、0質量部超2質量部以下がより好ましい。   When the sealing material of the present invention contains a crosslinking aid, the amount of the crosslinking aid used is preferably more than 0 parts by mass and less than 5 parts by mass, more than 0 parts by mass and more than 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the sealing resin. Part or less is more preferable.

[水接触角]
本発者等は、接着性と電気的特性を両立した封止材を得ることを検討するに際して、シリコン樹脂が撥水性を有する点に着目した。そして、架橋後の封止材における表面の水接触角を基準にして、電気的特性の低下を抑制しつつ良好な接着性が得られるシランカップリング剤の配合条件を判別することを試みた。その結果、封止用樹脂が架橋剤で架橋された状態での表面の水接触角θが特定の範囲内であれば、良好な接着性と電気的特性を両立する封止材となることを見い出した。
[Water contact angle]
The present inventors paid attention to the point that the silicon resin has water repellency when considering obtaining a sealing material having both adhesiveness and electrical characteristics. And it tried to discriminate | determine the mixing | blending conditions of the silane coupling agent which obtains favorable adhesiveness, suppressing the fall of an electrical property on the basis of the water contact angle of the surface in the sealing material after bridge | crosslinking. As a result, if the water contact angle θ of the surface when the sealing resin is cross-linked with a cross-linking agent is within a specific range, it becomes a sealing material that achieves both good adhesion and electrical characteristics. I found it.

本発明の封止材における、封止用樹脂が架橋剤で架橋された状態での表面の水接触角θは、80〜86°であり、80〜84°が好ましい。前記水接触角θが下限値以上であれば、優れた接着性を有する封止材が得られる。前記水接触角θが上限値以下であれば、優れた電気的特性を有する封止材が得られる。
なお、前記水接触角θは、150℃で30分間加熱して架橋処理を行った後の封止材について、JIS R 3257の「基盤ガラス表面の濡れ性試験方法」に準拠し、25±5℃、50±10%RHの環境下の静滴法により測定した値である。
In the sealing material of the present invention, the surface water contact angle θ in a state where the sealing resin is crosslinked with a crosslinking agent is 80 to 86 °, and preferably 80 to 84 °. When the water contact angle θ is equal to or greater than the lower limit, a sealing material having excellent adhesiveness can be obtained. When the water contact angle θ is not more than the upper limit value, a sealing material having excellent electrical characteristics can be obtained.
The water contact angle θ is 25 ± 5 in accordance with JIS R 3257 “Wettability test method for substrate glass surface” for the sealing material after the crosslinking treatment by heating at 150 ° C. for 30 minutes. It is a value measured by a sessile drop method in an environment of 50 ° C. and 10% RH.

シランカップリング剤が縮合反応により生成したシリコン樹脂は、エチレン−酢酸ビニルに比べ体積固有抵抗値が小さく、エチレン−酢酸ビニルより水接触角が大きい。そのため、シランカップリングの配合により水接触角θの値が大きくなる傾向が見られる。   The silicon resin produced by the condensation reaction of the silane coupling agent has a smaller volume resistivity value than ethylene-vinyl acetate and a larger water contact angle than ethylene-vinyl acetate. Therefore, the tendency of the value of water contact angle (theta) becoming large by the mixing | blending of a silane coupling is seen.

[厚さ]
封止材の厚さは、太陽電池モジュールに応じて適宜設定すればよく、0.05〜1mmが好ましい。封止材の厚さを前記下限値以上とすれば、太陽電池セルを封止することが容易になる。封止材の厚さを前記上限値以下とすれば、太陽電池モジュールを薄型化できる。
[thickness]
What is necessary is just to set the thickness of a sealing material suitably according to a solar cell module, and 0.05-1 mm is preferable. When the thickness of the sealing material is set to the lower limit value or more, it becomes easy to seal the solar battery cell. If the thickness of the sealing material is set to the upper limit value or less, the solar cell module can be thinned.

[封止材の製造方法]
本発明の封止材の製造方法は、特に限定されず、例えば、封止用樹脂、シランカップリング剤及び架橋剤と、必要に応じて使用する他の添加剤を混合して樹脂組成物を得た後に、該樹脂組成物をシート化する方法等が挙げられる。
シート化方法としては、例えば、Tダイを用いた押出成形法、プレス成形法等が挙げられる。また、樹脂組成物を溶液とする場合、離型シートに樹脂組成物を塗工し、乾燥することにより、シート化することもできる。
[Method of manufacturing sealing material]
The manufacturing method of the sealing material of the present invention is not particularly limited. For example, a resin composition is prepared by mixing a sealing resin, a silane coupling agent and a crosslinking agent, and other additives used as necessary. After obtaining, the method etc. of forming this resin composition into a sheet | seat are mentioned.
Examples of the sheet forming method include an extrusion molding method using a T die, a press molding method, and the like. Moreover, when making a resin composition into a solution, it can also be formed into a sheet by applying the resin composition to a release sheet and drying.

[作用効果]
以上説明した本発明の封止材においては、架橋後の封止材の表面の水接触角θが特定の範囲内になっていることで、良好な接着性と電気的特性が両立される。そのため、本発明の封止材を用いることで、剥離等の接着不良が起きにくく、優れたPID耐性を有する太陽電池モジュールを製造することができる。
[Function and effect]
In the sealing material of this invention demonstrated above, favorable adhesiveness and an electrical property are compatible by the water contact angle (theta) of the surface of the sealing material after bridge | crosslinking being in a specific range. Therefore, by using the sealing material of the present invention, it is difficult to cause adhesion failure such as peeling, and a solar cell module having excellent PID resistance can be manufactured.

<太陽電池モジュール>
以下、本発明の太陽電池モジュールの一例について図1に基づいて説明する。
本実施形態の太陽電池モジュール10は、図1に示すように、複数の太陽電池セル11,11・・・と、一対の太陽電池用封止材12,12(以下、封止材12という。)と、透明保護材13と、バックシート14とを備える。
太陽電池セル11は、一対の封止材12,12に挟持されて固定されている。また、封止材12,12は、透明保護材13とバックシート14との間に配置されている。
封止材12は、本発明の封止材である。
<Solar cell module>
Hereinafter, an example of the solar cell module of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the solar cell module 10 of this embodiment includes a plurality of solar cells 11, 11... And a pair of solar cell sealing materials 12, 12 (hereinafter referred to as a sealing material 12). ), A transparent protective material 13, and a back sheet 14.
The solar battery cell 11 is sandwiched and fixed between a pair of sealing materials 12 and 12. Further, the sealing materials 12 and 12 are disposed between the transparent protective material 13 and the back sheet 14.
The sealing material 12 is the sealing material of the present invention.

[太陽電池セル]
太陽電池セル11としては、例えば、p型とn型の半導体を接合した構造を有するpn接合型太陽電池素子が挙げられる。
pn接合型太陽電池素子としては、例えば、シリコン系(単結晶シリコン系、多結晶シリコン系、アモルファスシリコン系等)、化合物系(GaAs系、CIS系、CdTe−CdS系)等が挙げられる。
本実施形態例では、複数の太陽電池セル11は、導線及び半田接合部を備えたタブストリング15を介して電気的に直列に接続されている。
[Solar cells]
Examples of the solar battery cell 11 include a pn junction solar battery element having a structure in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are joined.
Examples of the pn junction solar cell element include silicon (single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, etc.), compound (GaAs, CIS, CdTe-CdS) and the like.
In the present embodiment example, the plurality of solar cells 11 are electrically connected in series via a tab string 15 having a conductive wire and a solder joint.

[透明保護材]
透明保護材13としては、太陽電池モジュールの表面側を保護するために通常使用さていれる部材が使用でき、例えば、ガラス板、樹脂板等が挙げられる。
ガラス板としては、光透過性の点から、表面に凹凸を形成した型板ガラスが好ましい。型板ガラスの材料としては、鉄分の少ない白板ガラス(高透過ガラス)が好ましい。
[Transparent protective material]
As the transparent protective material 13, a member usually used for protecting the surface side of the solar cell module can be used, and examples thereof include a glass plate and a resin plate.
As a glass plate, the template glass which formed the unevenness | corrugation in the surface from the point of light transmittance is preferable. As the material of the template glass, white plate glass (high transmission glass) with less iron content is preferable.

[バックシート]
バックシート14としては、太陽電池モジュールのバックシートとして通常使用されているものが使用できる。
バックシート14の材料としては、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート等)、ポリオレフィン(ポリエチレン等)、ガラス、金属(アルミニウム等)等が挙げられる。
バックシート14は、単層であってもよく、複層であってもよい。
[Back sheet]
As the back sheet 14, what is normally used as a back sheet of a solar cell module can be used.
Examples of the material of the back sheet 14 include polyvinyl fluoride, polyester (polyethylene terephthalate, etc.), polyolefin (polyethylene, etc.), glass, metal (aluminum, etc.), and the like.
The backsheet 14 may be a single layer or a multilayer.

[太陽電池モジュールの製造方法]
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、本発明の封止材を用いる以外は公知の製造方法を採用できる。
例えば、太陽電池モジュール10の製造方法としては、以下の方法が挙げられる。
タブストリング15を用いて電気的に接続した複数の太陽電池セル11,11・・・を一対の封止材12,12で挟み、さらに封止材12,12を透明保護材13とバックシート14とで挟む。その後、加熱して、封止材12,12同士、封止材12と透明保護材13、封止材12とバックシート14とを接着する。
[Method for manufacturing solar cell module]
The manufacturing method of the solar cell module of this invention can employ | adopt a well-known manufacturing method except using the sealing material of this invention.
For example, the following method is mentioned as a manufacturing method of the solar cell module 10.
A plurality of solar cells 11, 11... Electrically connected using a tab string 15 are sandwiched between a pair of sealing materials 12, 12, and the sealing materials 12, 12 are further sandwiched between a transparent protective material 13 and a back sheet 14. And pinch. Then, it heats and the sealing materials 12 and 12, the sealing material 12, the transparent protective material 13, and the sealing material 12 and the back sheet | seat 14 are adhere | attached.

封止材12による封止の際には、架橋剤の分解温度以上に加熱する。架橋剤の分解温度以上に加熱すれば、封止材12に含まれる封止用樹脂が架橋剤によって架橋され、封止材12の耐久性が向上する。   When sealing with the sealing material 12, it heats more than the decomposition temperature of a crosslinking agent. When heated to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the crosslinking agent, the sealing resin contained in the sealing material 12 is crosslinked by the crosslinking agent, and the durability of the sealing material 12 is improved.

[作用効果]
以上説明した本発明の太陽電池モジュールは、良好な接着性と電気的特性を有する本発明の封止材を用いるため、剥離等の接着不良が生じにくく、優れたPID耐性を有している。
なお、本発明の太陽電池モジュールは、前記した太陽電池モジュール10には限定されない。
[Function and effect]
Since the solar cell module of the present invention described above uses the sealing material of the present invention having good adhesiveness and electrical characteristics, adhesion failure such as peeling hardly occurs and has excellent PID resistance.
The solar cell module of the present invention is not limited to the solar cell module 10 described above.

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
[化合物]
使用した化合物の略号を以下に示す。
(封止用樹脂)
EVA−1:エチレン−酢酸ビニル共重合体(製品名「SEETEC VE700」、酢酸ビニル単位の割合:28質量%、湖南石油化学社製)。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description.
[Compound]
Abbreviations of the compounds used are shown below.
(Resin for sealing)
EVA-1: ethylene-vinyl acetate copolymer (product name “SEETEC VE700”, ratio of vinyl acetate unit: 28% by mass, manufactured by Hunan Petrochemical Co., Ltd.).

(シランカップリング剤)
a−1:3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(製品名「KBM−503」、信越シリコーン社製)。
(Silane coupling agent)
a-1: 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane (product name “KBM-503”, manufactured by Shin-Etsu Silicone).

(架橋剤)
b−1: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(製品名「カヤヘキサAD」、化薬アクゾ社製)。
(Crosslinking agent)
b-1: t-Butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate (product name “Kayahexa AD”, manufactured by Kayaku Akzo).

(架橋助剤)
c−1:トリアリルイソシアヌレート(製品名「TAIC(登録商標)」、日本化成社製)。
(Crosslinking aid)
c-1: triallyl isocyanurate (product name “TAIC (registered trademark)”, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.).

(紫外線吸収剤)
d−1:2−ヒドロキシ−4−n−オクチルオキシベンゾフェノン(製品名「ケミソーブ81」、BASFジャパン社製)。
(UV absorber)
d-1: 2-hydroxy-4-n-octyloxybenzophenone (product name “Chemisorb 81”, manufactured by BASF Japan Ltd.).

[実施例1]
EVA−1を100質量部と、シランカップリング剤(a−1)0.08質量部と、架橋剤(b−1)0.5質量部と、架橋助剤(c−1)0.5質量部と、紫外線吸収剤(d−1)0.2質量部と、を混合し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を一軸押出機による押出成形によりシート化して封止材を得た。
[Example 1]
100 parts by weight of EVA-1, 0.08 parts by weight of silane coupling agent (a-1), 0.5 parts by weight of crosslinking agent (b-1), and 0.5 to 0.5 of crosslinking aid (c-1) Part by mass and 0.2 part by mass of the ultraviolet absorber (d-1) were mixed to obtain a resin composition. The obtained resin composition was made into a sheet by extrusion molding using a single screw extruder to obtain a sealing material.

[実施例2〜4]
各成分の組成を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして封止材を得た。
[Examples 2 to 4]
A sealing material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of each component was changed as shown in Table 1.

[比較例1〜2]
各成分の組成を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして封止材を得た。
[Comparative Examples 1-2]
A sealing material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of each component was changed as shown in Table 1.

[水接触角]
各例で得た封止材をオーブンにて150℃で30分間加熱し、架橋済みの封止材を得た。次いで、JIS R 3257の「基盤ガラス表面の濡れ性試験方法」に準拠し、25±5℃、50±10%RHの環境下の静滴法により、架橋済みの封止材の表面の水接触角θを測定した。
[Water contact angle]
The sealing material obtained in each example was heated in an oven at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a crosslinked sealing material. Next, in accordance with JIS R 3257 “Method for testing wettability of substrate glass surface”, water contact of the surface of the cross-linked encapsulant by a sessile drop method in an environment of 25 ± 5 ° C. and 50 ± 10% RH. The angle θ was measured.

[接着性]
各例で得た封止材に、1枚の3.2mm厚の白板ガラス(旭硝子社製「シボ付き白ガラス」)を重ねて2層とし、ラミネーターで128℃、4分間真空脱気した後、圧力0.1MPaで2分間圧着した。次いで、150℃で30分間加熱することにより架橋処理した。23℃×85%RHの条件下でダンプヒートテストを行った後、23℃において、180°引張試験装置(島津製作所社製「AG−5000A」)を用いて180°剥離試験を行い、剥離強度(N/cm)を測定した。剥離強度が19N/cm以下を不合格とした。
[Adhesiveness]
After a 3.2 mm thick white sheet glass (“White glass with grain” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) is layered on the sealing material obtained in each example to form two layers, and after vacuum deaeration with a laminator at 128 ° C. for 4 minutes And pressure bonding at a pressure of 0.1 MPa for 2 minutes. Subsequently, it was crosslinked by heating at 150 ° C. for 30 minutes. After performing a dump heat test under conditions of 23 ° C. × 85% RH, a 180 ° peel test was performed at 23 ° C. using a 180 ° tensile test apparatus (“AG-5000A” manufactured by Shimadzu Corporation), and the peel strength was (N / cm) was measured. A peel strength of 19 N / cm or less was rejected.

[PID耐性]
各例で得た2枚の封止材で、タブストリングを固定した多結晶シリコン系太陽電池セル1枚を挟み、これらをガラス板(3.2mm厚)と、ポリフッ化ビニル及びポリエステルからなるバックシートとで挟んで積層体を得た。この積層体を樹脂製の袋に入れ、太陽電池モジュール製造用のラミネーターを用いて、128℃に加熱すると共に、袋内部を4分間真空状態にした後に2分間プレスすることにより圧縮した。次いで、圧縮した積層体を、オーブンを用いて、150℃で30分間加熱し、封止材を架橋した。その後、モジュール外に出したタブストリングを結線して、試験用太陽電池モジュールを得た。
その試験用太陽電池モジュールの初期の発電量Pを、ソーラーシミュレータ(日清紡メカトロニクス社製PVS1114iD)を用いて測定した。
次いで、室温環境下、試験用太陽電池モジュールの太陽電池セルとバックシートとの間に、1000Vの電圧を96時間印加した。その後、試験用太陽電池モジュールの試験後の発電量Pを測定した。
そして、[(電圧印加後の発電量P/初期の発電量P)×100]の式より、発電効率保持率を求めた。発電効率保持率が90%以上を合格とした。
[PID resistance]
Two sheets of sealing material obtained in each example sandwiched one polycrystalline silicon solar cell with a tab string fixed, and these were backed by a glass plate (3.2 mm thick), polyvinyl fluoride and polyester. A laminate was obtained by sandwiching with a sheet. The laminate was put into a resin bag, heated to 128 ° C. using a laminator for manufacturing a solar cell module, and compressed by pressing the inside of the bag for 4 minutes and then pressing for 2 minutes. Next, the compressed laminate was heated at 150 ° C. for 30 minutes using an oven to crosslink the sealing material. Then, the tab string which went out of the module was connected and the solar cell module for a test was obtained.
The power generation amount P 1 initial of the test for a solar cell module was measured using a solar simulator (Nisshinbo Mechatronics Co. PVS1114iD).
Next, a voltage of 1000 V was applied for 96 hours between the solar battery cell of the test solar battery module and the back sheet in a room temperature environment. It was then measured power generation amount P 2 after the test of the solar cell module for testing.
Then, the power generation efficiency retention ratio was obtained from the formula [(power generation amount P 2 after voltage application / initial power generation amount P 1 ) × 100]. A power generation efficiency retention rate of 90% or more was considered acceptable.

実施例及び比較例における封止材の各成分の組成、並びに架橋後の水接触角θ、剥離強度及び発電効率保持率の測定結果を表1に示す。   Table 1 shows the composition of each component of the sealing material in Examples and Comparative Examples, and the measurement results of the water contact angle θ, the peel strength, and the power generation efficiency retention rate after crosslinking.

Figure 2015095593
Figure 2015095593

表1に示すように、封止用樹脂が架橋された状態での表面の水接触角θが80〜86°の範囲内である実施例1〜4の封止材は、剥離強度が高く接着性に優れており、また電気的特性が良好で、太陽電池モジュールを作製した際の発電効率保持率が高く、優れたPID耐性が得られた。
一方、封止用樹脂が架橋された状態での表面の水接触角θが80°未満の比較例1の封止材は、剥離強度が19N/cm以下であり、接着性が劣っていた。
封止用樹脂が架橋された状態での表面の水接触角θが86°を超える比較例2の封止材は、電気的特性が劣っており、太陽電池モジュールを作製した際の発電効率保持率が低く、PID耐性が低かった。
As shown in Table 1, the sealing materials of Examples 1 to 4 in which the water contact angle θ of the surface in the state where the sealing resin is crosslinked are in the range of 80 to 86 ° have high peel strength and are bonded. In addition, the electrical characteristics were excellent, the power generation efficiency retention rate when the solar cell module was produced was high, and excellent PID resistance was obtained.
On the other hand, the sealing material of Comparative Example 1 having a surface water contact angle θ of less than 80 ° in the state where the sealing resin was crosslinked had a peel strength of 19 N / cm or less, and the adhesiveness was poor.
The sealing material of Comparative Example 2 having a surface water contact angle θ of more than 86 ° in the state where the sealing resin is cross-linked is inferior in electrical characteristics, and maintains power generation efficiency when a solar cell module is manufactured. The rate was low and the PID resistance was low.

10 太陽電池モジュール
11 太陽電池セル
12 太陽電池用封止材
13 透明保護材
14 バックシート
15 タブストリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar cell module 11 Solar cell 12 Solar cell sealing material 13 Transparent protective material 14 Back sheet 15 Tab string

Claims (2)

封止用樹脂と、シランカップリング剤と、架橋剤とを含み、前記封止用樹脂が前記架橋剤で架橋された状態での表面の水接触角θが80〜86°である、太陽電池用封止材。   A solar cell comprising a sealing resin, a silane coupling agent, and a crosslinking agent, wherein the surface water contact angle θ is 80 to 86 ° in a state where the sealing resin is crosslinked with the crosslinking agent. Sealing material. 太陽電池セルと、該太陽電池セルを挟持した一対の、請求項1に記載の太陽電池用封止材とを備える、太陽電池モジュール。   A solar cell module comprising a solar cell and a pair of solar cell encapsulants according to claim 1 sandwiching the solar cell.
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