JP2015183129A - 波長変換性樹脂組成物及び太陽電池封止材 - Google Patents

波長変換性樹脂組成物及び太陽電池封止材 Download PDF

Info

Publication number
JP2015183129A
JP2015183129A JP2014062356A JP2014062356A JP2015183129A JP 2015183129 A JP2015183129 A JP 2015183129A JP 2014062356 A JP2014062356 A JP 2014062356A JP 2014062356 A JP2014062356 A JP 2014062356A JP 2015183129 A JP2015183129 A JP 2015183129A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
solar cell
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014062356A
Other languages
English (en)
Inventor
誠 柳澤
Makoto Yanagisawa
誠 柳澤
啓介 増子
Keisuke Masuko
啓介 増子
上杉 隆彦
Takahiko Uesugi
隆彦 上杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Artience Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Ink SC Holdings Co Ltd filed Critical Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority to JP2014062356A priority Critical patent/JP2015183129A/ja
Publication of JP2015183129A publication Critical patent/JP2015183129A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、著しく蛍光量子収率に優れた特定構造のアゾール系化合物が紫外線を吸収し可視領域の光を強く発することにより、太陽電池セルの受光量が増し、太陽電池の初期変換効率を大幅に向上することを可能にする波長変換性樹脂組成物、及び太陽電池封止材を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、紫外線を可視光等に変換できる波長変換性樹脂組成物に関し、詳しくは、特定構造の示すアゾール系化合物(A)と、熱可塑性樹脂(B)とを含むことを特徴とする波長変換性樹脂組成物。【選択図】図1

Description

本発明は、紫外線を可視光等に変換できる波長変換性樹脂組成物に関する。
近年、太陽光発電は、地球温暖化対策および化石燃料代替の観点から、クリーンで持続的なエネルギーシステムとして、世界中で関心が高まっている。そのため、太陽電池市場は、急速に拡大している。また、昨今の原子力発電の安全性への懸念や、緊急時の自家発電等の面からも太陽光発電(以下、太陽電池ともいう)が注目されている。現在主流の太陽光発電は、結晶シリコンやアモルファスシリコン等のシリコン系やCdTe、CIGS等の化合物半導体系の発電素子、およびその周辺材料から構成されているが、太陽光発電のさらなる普及には、発電コストの低減が最大の課題となっている。ここ数年、発電コストは従来に比べて大幅に低減しているものの、現時点の発電コストは他のエネルギーと比較し依然割高であり、太陽電池には高効率化、長寿命化などが求められている
ここで太陽電池の高効率化には、受光性、透明性、電気特性等の各種性能の向上が必要とされており、発電素子を環境から守る太陽電池封止材(以下、単に封止材ともいう)にもこれらの性能が求められている(特許文献1、2および3参照)。
しかし、これらの封止材は、もともと高い透明性を備える樹脂を用いているため、大幅な透明性の向上は難しかった。
一方、結晶シリコンの発電素子は、その特性上、太陽光の紫外線領域は分光感度が低く発電に寄与していないため太陽光を有効に活用できていない。そこで、特許文献4および5では、紫外光を吸収して、可視光領域で発光する有機金属錯体を配合して、変換効率が向上するとした、封止材、太陽電池が開示されている。
特開2000−183381号公報 特開2009−152543号公報 特開2008−153520号公報 国際公開第2008/047427 特開2010−258293号公報
しかし、従来の封止材は、有機金属錯体の配位子に耐光性が無く、光照射の連続によって急速に変換効率が低下するため、太陽電池の変換効率が時間の経過ともに低下する問題があった。また、有機金属錯体が光照射によって劣化することで封止材中の樹脂が黄変することでも変換効率が大幅に低下する問題があった。さらに、有機金属錯体と樹脂との屈折率差によって、波長変換に寄与しない波長の光が散乱することで、発電素子の受光性が低下する問題があった。
本発明は、入射光の光散乱の抑制、長期間太陽光にさらされても波長変換効果が低下し難く、長期間にわたり変換効率の低下を抑制できる、初期波長変換効率が良好な太陽電池封止材を成形できる樹脂組成物の提供を目的とする。
本発明は、下記一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)と、熱可塑性樹脂(B)とを含むことを特徴とする樹脂組成物である。
一般式(1)
Figure 2015183129
(式中、R1は、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または、置換もしくは未置換の複素環基を表す。
R11〜R14、および、R21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、または、置換もしくは未置換のアミノ基を表す。
ここで、R11〜14、および、R21〜R24は、それぞれ、隣接した基が互いに結合して環を形成しても良い。
Xは、−S−、−O−、または、−NR2−を表し、
R2は、水素原子、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基、または、置換もしくは未置換のアシル基を表す。)
本発明の波長変換性樹脂組成物は、ストークスシフトが大きいだけでなく、著しく蛍光量子収率に優れた特定構造のアゾール系化合物が紫外線を吸収し可視領域の光を強く発する。この発光により太陽電池セルの受光量が増し、太陽電池の初期変換効率を大幅に向上することができる。
太陽電池モジュールサンプルの断面の一例を示す模式的説明図である。 耐久試験用サンプルの断面を示す説明図である。
本発明は、特定のアゾール系化合物(A)と、熱可塑性樹脂(B)とを含む波長変換性樹脂組成物である。前記特定のアゾール系化合物(A)は、紫外線を可視光に変換する波長変換効果を有する有機蛍光体である。この波長変換効果とは、ある波長を他の波長へ変換することをいい、本発明では太陽電池の発電素子の分光感度が低い紫外光を、分光感度の高い可視領域の光に変換することをいう。また、波長変換による変換効率の向上は、蛍光体の吸収波長、発光波長、および発光強度、ならびに発電素子への受光量により決まるが、太陽光のうち、発電寄与率が小さい紫外線を吸収し、可視光長波長領域に発光するようなストークスシフトの大きいものが好ましい。
波長変換機能を有する化合物として、無機蛍光体、有機蛍光体、有機金属錯体等が知られている。無機蛍光体は屈折率が高いものが多い。また、有機金属錯体は凝集性が高く、比較的融点の高い。そのため、これらを熱可塑性樹脂に添加した場合、熱可塑性樹脂との屈折率差によって、光散乱が起きるため、発電素子表面で光反射が増大し変換効率が低下する。また、一般的な有機蛍光体は、紫外線の連続照射により、有機蛍光体自身が劣化する。この劣化は、有機金属錯体の配位子でも同様に起こり、波長変換機能が長期間維持できない。また、有機金属錯体の場合、金属イオン種によっては、樹脂の自動酸化反応を促進させる触媒作用を持ち、樹脂、その他の添加剤を劣化させる。そして金属による熱可塑性樹脂の劣化作用は、温度や湿度に比例して大きくなる傾向にある。さらに有機金属錯体は、熱による劣化も起きるため太陽電池用途へ使用することは極めて困難であった。なお、金属イオンを持たない有機化合物のみからなる蛍光体を有機蛍光体といい、金属イオンに有機配位子が配位した化合物を有機金属錯体という。
そこで、本発明は、例えば太陽電池封止材、および競技場等の屋根材樹脂シート等のように長期間紫外線に曝露される状態であっても、特定のアゾール系化合物(A)を用いることで、紫外線による劣化が少なく波長変換効果を長期間維持できる波長変換性樹脂組成物である。
本発明において前記特定のアゾール系化合物は、下記一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)である。一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)は、2位にスルホンアミド基を有するフェニル基が結合したアゾール系の基本骨格を有する。前記基本骨格により、ストークスシフトが大きく、さらに蛍光量子収率が著しく優れているため、太陽電池の初期変換効率を大きく向上することができた。そして一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)は、置換基を有することで熱可塑性樹脂に対する溶解性、その融点、光学特性を適宜調整できる。
一般式(1)
Figure 2015183129
(式中、R1は、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または、置換もしくは未置換の複素環基を表す。
R11〜R14、および、R21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、または、置換もしくは未置換のアミノ基を表す。
ここで、R11〜14、および、R21〜R24は、それぞれ、隣接した基が互いに結合して環を形成しても良い。
Xは、−S−、−O−、または、−NR2−を表し、
R2は、水素原子、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基、または、置換もしくは未置換のアシル基を表す。)
一般式(1)におけるRについて説明する。
R1は、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または、置換もしくは未置換の複素環基を表す。
前記アルケニル基は、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルケニル基等が好ましい。また、前記アルケニル基は構造中に複数の炭素−炭素二重結合を有していてもよく、例えばビニル基、1−プロペニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、イソプロペニル基、イソブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、1,3−ブタジエニル基、シクロヘキサジエニル基およびシクロペンタジエニル基等が挙げられる。
前記アルキル基は、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基党が好ましい。前記アルキル基は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、tert−オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、および4−デシルシクロヘキシル基等が挙げられる。
前記アリール基は、炭素数6から24の単環または縮合多環アリール基が好ましい。前記アリール基は、例えばフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アンスリル基、9−アンスリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、1−アセナフチル基、2−フルオレニル基、9−フルオレニル基および3−ペリレニル基等が挙げられる。
前記複素環基は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、炭素原子数4から24の芳香族あるいは脂肪族の複素環基が好ましい。前記複素環基は、例えば2−チエニル基、2−ベンゾチエニル基、ナフト[2,3−b]チエニル基、3−チアントレニル基、2−チアンスレニル基、2−フリル基、2−ベンゾフリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H−ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、1H−インダゾリル基、プリニル基、4H−キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサニリル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、β−カルボリニル基、フェナントリジニル基、2−アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、3−フェニキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、チオキサントリル基、4−キノリニル基、4−イソキノリル基、3−フェノチアジニル基、2−フェノキサチイニル基、3−クマリニル基、2−ベンゾチアゾリル基、2−ベンゾイミダゾリル基、2−ベンゾオキサゾリル基および2−ベンゾトリアゾリル基等が挙げられる。
次に一般式(1)におけるR11〜R14、およびR21〜R24を説明する。
R11〜R14、およびR21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、または、置換もしくは未置換のアミノ基を表す。
R11〜R14、および、R21〜R24におけるアルケニル基、アルキル基、アリール基、および複素環基はR1で説明した置換基と同様である。
前記ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。
前記アルキルオキシ基は、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキルオキシ基が好ましい。前記アルキルオキシ基は、例えばメチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基、ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、イソプロピルオキシ基、イソブチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、sec−ペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、tert−オクチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、アダマンチルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、ボロニルオキシ基および4−デシルシクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
前記アリールオキシ基は、炭素数4から18の単環または縮合多環アリールオキシ基が好ましい。前記アリールオキシ基は、例えばフェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、9−アンスリルオキシ基、9−フェナントリルオキシ基、1−ピレニルオキシ基、5−ナフタセニルオキシ基、1−インデニルオキシ基、1−アセナフチルオキシ基および9−フルオレニルオキシ基等が挙げられる。
前記複素環オキシ基は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、炭素数4から18の単環状または縮合多環状複素環オキシ基が好ましい。前記複素環オキシ基は、例えば2−フラニルオキシ基、2−チエニルオキシ基、2−インドリルオキシ基、3−インドリルオキシ基、2−ベンゾフリルオキシ基、2−ベンゾチエニルオキシ基、2−カルバゾリルオキシ基、3−カルバゾリルオキシ基、4−カルバゾリルオキシ基および9−アクリジニルオキシ基等が挙げられる。
前記アシル基は、水素原子または炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状の脂肪族が結合したカルボニル基、炭素数2から20のアルキルオキシ基が置換したカルボニル基、炭素数6から18の単環状あるいは縮合多環状アリール基が結合したカルボニル基、炭素数6から18の単環状あるいは縮合多環状のアリールオキシ基が置換したカルボニル基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、炭素数4から18の単環または縮合多環状の複素環基が結合したカルボニル基が好ましい。前記アシル基は、例えばホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、シクロペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、クロトノイル基、イソクロトノイル基、オレオイル基、シンナモイル基ベンゾイル基、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、9−アンスリルカルボニル基、フェニルオキシカルボニル基、1−ナフトイルオキシカルボニル基、2−ナフトイルオキシカルボニル基、9−アンスルリルオキシカルボニル基、3−フロイル基、2−テノイル基、ニコチノイル基およびイソニコチノイル基等が挙げられる。
前記アシルオキシ基は、炭素数2から20のアシルオキシ基が好ましい。前記アシルオキシ基は、例えばアセチルオキシ基、プロパノイルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ペンタノイルオキシ基、トリフルオロメチルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、1−ナフチルカルボニルオキシ基および2−ナフチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
前記アミノ基は、例えばアミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、およびアルキルアリールアミノ基等が挙げられる。
前記アルキルアミノ基は、例えばメチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、ドデシルアミノ基、オクタデシルアミノ基、イソプロピルアミノ基、イソブチルアミノ基、イソペンチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、sec−ペンチルアミノ基、tert−ペンチルアミノ基、tert−オクチルアミノ基、ネオペンチルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、シクロブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、シクロヘプチルアミノ基、シクロオクチルアミノ基、シクロドデシルアミノ基、1−アダマンタミノ基および2−アダマンタミノ基等が挙げられる。
前記ジアルキルアミノ基は、例えばジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基、ジヘプチルアミノ基、ジオクチルアミノ基、ジノニルアミノ基、ジデシルアミノ基、ジドデシルアミノ基、ジオクタデシルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジイソペンチルアミノ基、メチルエチルアミノ基、メチルプロピルアミノ基、メチルブチルアミノ基、メチルイソブチルアミノ基、ジシクロプロピルアミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基およびピペラジノ基等が挙げられる。
前記アリールアミノ基は、例えばアニリノ基、1−ナフチルアミノ基、2−ナフチルアミノ基、o−トルイジノ基、m−トルイジノ基、p−トルイジノ基、2−ビフェニルアミノ基、3−ビフェニルアミノ基、4−ビフェニルアミノ基、1−フルオレンアミノ基、2−フルオレンアミノ基、2−チアゾールアミノ基およびp−ターフェニルアミノ基等が挙げられる。
前記ジアリールアミノ基は、例えばジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、N−フェニル−N−(1−ナフチル)アミノ基およびN−フェニル−N−(2−ナフチル)アミノ基等が挙げられる。
前記アルキルアリールアミノ基は、例えばN−メチルアニリノ基、N−メチル−2−ピリジノ基、N−エチルアニリノ基、N−プロピルアニリノ基、N−ブチルアニリノ基、N−イソプロピルアニリノ基、N−ペンチルアニリノ基、N−エチルアニリノ基およびN−メチル−N−(1−ナフチル)アミノ基等が挙げられる。
一般式(1)におけるXについて説明する。
前記Xは、−S−、−O−、または、−NR2−を表し、R2は、水素原子、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基、または置換もしくは未置換のアシル基を表す。
前記R2におけるアルケニル基、アルキル基、アリール基、複素環基、アシル基は、R11〜R14、およびR21〜R24で説明した置換基と同様である。
上述した、R1におけるアルケニル基、アルキル基、アリール基、複素環基;、R2におけるアルケニル基、アルキル基、アリール基、複素環基、アシル基;、R11〜R14、およびR21〜R24におけるアルケニル基、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アミノ基は、それぞれ、置換基内の水素原子がさらに他の置換基で置換されていても良く、これにより、さらに熱可塑性樹脂に対する溶解性、その融点、光学特性を向上できる。
前記他の置換基は、例えばハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、アルケニル基、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基およびアミノ基等が挙げられる。
ここで、ハロゲン原子、アルケニル基、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アミノ基は、R11〜R14、およびR21〜R24で説明した置換基と同様である。これらは、さらに置換基を有してもよい。
一般式(1)において、R11〜R14、およびR21〜R24は、それぞれ、隣接する基が結合して環構造を形成してもよく、前記環構造は芳香環であってもよい。
一般式(1)において、Xが−NR2−で表される時、すなわち、アゾール系化合物(A)がベンズイミダゾール構造を有する時、最も蛍光量子収率に優れるため特に好ましい。
アゾール系化合物の製造が容易であることから一般式(1)のR21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルキルオキシ基から選ばれる基であることが好ましい。
また、アゾール系化合物を安価に製造するためには、一般式(1)のR1は、アルキル基、またはアリール基が好ましく、p−メチルフェニル基がより好ましい。
一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)が蛍光量子収率に優れる機構は、解明されていないが、分子中のスルホンアミド基がアゾール環上に被さるような立体構造を採るため、アゾール環とその2位に結合するベンゼン環の間の共有結合の回転運動が著しく抑止され、励起状態から熱失活をし難くなっているためと推測している。
一般式(1)で示されるアゾール系化合物(A)の代表例を以下に示すが、本発明はこれらの代表例に限定されないことはいうまでもない。
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
Figure 2015183129
一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)を合成は、公知の合成反応を利用できる。
次に代表的な合成例を下記反応式(1)に示した。式中、Xは、−O−、−S−、または、−NR2−を表し、R1、R2、R11〜R14、および、R21〜R24はそれぞれ、一般式(1)中の置換基に対応する。
反応式(1)
Figure 2015183129
反応式(1)は、アミノ基を有する前駆体とスルホン酸クロライド化合物とを反応させるもので、容易に高収率で進行させることが可能である。この時、R1、R2、R11〜R14、およびR21〜R24に、それぞれ、所望の置換基を有する原料を適宜選択して使用すれば、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)が得られる。
前記アミノ基を有する前駆体を得る方法は特に限定されず、Aldrich社等の試薬メーカーから入手可能であるし、例えば、Scifinder等の化学データベースを検索すれば、多くの公知の合成方法を知ることができる。
本発明において熱可塑性樹脂(B)は、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリイソプレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリメタクリル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、エチレン系共重合体等ならびにこれらの変性樹脂等が好ましい。これらの中でもエチレン系共重合体がより好ましい。
前記エチレン系共重合体は、二種類以上の単量体の共重合体であり、単量体の少なくとも一種類がエチレン単量体であればよく特に限定されることはない。具体的には、エチレン酢酸ビニル共重合体、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、エチレンメタクリル酸エチル共重合体、エチレン系アイオノマー、エチレン酢酸ビニル系多元共重合体、エチレンアクリル酸メチル系多元共重合体、エチレンアクリル酸エチル系多元共重合体、エチレンメタクリル酸メチル系多元共重合体、およびエチレンメタクリル酸エチル系多元共重合体等が挙げられる。これらの中でもラミネート工程における発電素子の損傷低減や、透明性、生産性向上の観点から、酢酸ビニルを15〜40重量%使用したエチレン酢酸ビニル共重合体が好ましく、25〜35重量%がより好ましい。 また、熱可塑性樹脂(B)は、成形性、機械的強度などを考慮すると、メルトフローレート(以下、単にMFRという)が0.1〜60g/10minであることが好ましく、0.5〜45g/10minがより好ましい。なおメルトフローレートは、JIS K7210に準拠して測定した数値である。
一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)は、熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜1.5重量部を使用することが好ましく、0.01〜1.0重量部がより好ましい。0.01〜1.5重量部使用することで、透明性、初期変換効率および波長変換効果のバランスがとりやすくなる。
本発明の波長変換性樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう)は、必要に応じて架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、着色剤、難燃剤、分散剤、受酸剤、絶縁剤等の添加剤を配合することも可能である。さらに、各種添加剤を蛍一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)および熱可塑性樹脂(B)と一緒に配合して製造することも、太陽電池封止材を製造する際に、別途添加することも可能である。
前記架橋剤は、熱可塑性樹脂の高温使用下における熱変形を防止するために用いられる。熱可塑性樹脂の場合、有機過酸化物が一般的に使用される。添加量は特に限定されないが、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)および熱可塑性樹脂(B)の合計100重量部に対して、0.05〜3重量部使用することが好ましい。具体的には、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルイソプロピルカーボネート、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、1,1−ジ(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、1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(tert−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(tert−アミルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、メチルエチルケトンパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキシル−2,5−ジパーオキシベンゾエート、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、p−クロルベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、n−ブチル−4,4−ジ(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、エチル−3,3−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ブチレート、ヒドロキシヘプチルパーオキサイド、ジクロヘキサノンパーオキサイド、1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、2,2−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ブタン等が挙げられる。
前記架橋助剤は、上記架橋反応を効率良く行うために用いる。前記架橋助剤は、ポリアリル化合物やポリアクリロキシ化合物のような多不飽和化合物が好ましい。また前記架橋助剤は一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)および熱可塑性樹脂(B)の合計100重量部に対して、0.05〜3重量部用いるのが好ましい。具体的には、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、ジアリルフタレート、ジアリルフマレート、ジアリルマレエート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどが挙げられる。
前記シランカップリング剤は、表面保護部材や発電素子等に対する接着性を向上させるために用いる。前記シランカップリング剤は、ビニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基等の不飽和基、およびアルコキシシリル基のような加水分解性基を有する化合物が好ましい。シランカップリング剤は、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)および熱可塑性樹脂(B)の合計100重量部に対して、0.05〜3重量部用いるのが好ましい。具体的には、例えばビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(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、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
前記紫外線吸収剤は、耐候性を付与するために用いる。前記紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系等の化合物が好ましい。紫外線吸収剤は、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)および熱可塑性樹脂(B)の合計100重量部に対して、0.01〜3重量部用いるのが好ましい。具体的には、例えば2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクタデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−5−クロロベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−メチル−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3、5−ジメチルフェニル)−5−メトキシベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチルオキシ)フェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(ヘキシルオキシ)フェノール、フェニルサリチレートおよびp−オクチルフェニルサリチレート等が挙げられる。
前記光安定剤は、紫外線吸収剤と併用して耐候性を向上させるために用いる。前記光安定剤は、ヒンダードアミン光安定剤が好ましい。光安定剤は、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)および熱可塑性樹脂(B)の合計100重量部に対して、0.01〜3重量部用いるのが好ましい。具体的には、例えばコハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{{2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セパレートおよび2−(3,5−ジ−tert−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)および熱可塑性樹脂(B)を含む原料を混合し、溶融混練し、ペレット状に成形することで製造できる。この時、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)を高濃度に配合した樹脂組成物マスターバッチとして製造することも好ましい。前記樹脂組成物マスターバッチを製造する場合は、熱可塑性樹脂(B)100重量部に対して、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)を1〜20重量部を配合することが好ましく、4〜15重量部がより好ましく、4〜10重量部がさらに好ましい。前記混合は、一般的な高速せん断型混合機や回転混合機であるヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、タンブラーミキサー等を用いるのが好ましい。
また、溶融混練は、二本ロール、三本ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、単軸混練押出し機、二軸混練押出し機等を用いるのが好ましい。
本発明の太陽電池封止材は、樹脂組成物を溶融混練し、成形することで製造できる。成形方法は、T−ダイ押出機やカレンダー成形機などを使用できる。太陽電池封止材の厚みは、0.1〜1mm程度が好ましい。
また、太陽電池封止材は、樹脂組成物マスターバッチと、希釈用の熱可塑性樹脂とを溶融混錬し、押し出し成形することで成形することが好ましい。樹脂組成物マスターバッチの配合量は、分配性の観点から熱可塑性樹脂100重量部に対して、1〜30重量部用いることが好ましく、1〜15重量部がより好ましい。太陽電池封止材が含むアゾール化合物の配合量は、熱可塑性樹脂の合計100重量部に対して、0.01〜1.5重量部が好ましい。
図1を使用して本発明の太陽電池モジュールの構成の一例を説明する。発電素子13は、表面太陽電池封止材12A及び裏面太陽電池封止材12Bに挟持されている。そして、この積層体は、透明基板11及び保護部材14に挟持されている。太陽電池モジュールは、発電素子13の上下を太陽電池封止材12Aおよび12Bで封止されている。前記封止は、一般的には、真空ラミネーターを用いて加熱圧着により製造される。太陽電池モジュールの例を挙げると、図1のように、透明基板11/表面太陽電池封止材12A/発電素子13/裏面太陽電池封止材12B/保護部材14のように太陽電池素子の両側から太陽電池封止材で挟むスーパーストレート構造、および透明基板11/発電素子13/裏面太陽電池封止材12B/保護部材14のように、表面太陽電池封止材12Aを使用しない構造が挙げられる。透明基板11は、熱強化白板ガラスや透明フィルム等が好ましい。太陽電池封止材は、耐湿性に優れたエチレン酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂が好ましい。また、保護部材は、耐候性、封止材との接着性が良好である耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムをポリフッ化ビニル樹脂フィルムで挟んだ構造のシート、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムとポリオレフィン樹脂フィルムを積層した(封止材接着面をポリオレフィン樹脂フィルムとする)シート等が好ましい。
以下に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、部は重量部、%は重量%を意味する。
表1に実施例で使用したアゾール系化合物の構造と、比較例で使用した有機蛍光体の構造を示した。
Figure 2015183129
以下、表1に記載の本実施例で用いたアゾール系化合物の合成について述べる。
化合物A−1の合成
2−(2−アミノフェニル)ベンズイミダゾール(Aldrich社製試薬)5.00gを脱水ピリジン56.70gに0℃にて溶解し、撹拌しながらメタンスルホニルクロライド2.87gを数回に分けて添加した。攪拌30分後、この溶液をイオン交換水200mlに注ぎ、塩酸を添加してpHを3に調整しスラリーを得た。得られたスラリーを、1回当たり酢酸エチル200ml使用した抽出を2回行い、得られた有機層を飽和食塩水にて洗浄し、無水硫酸マグネシウムを投入し乾燥した後、溶媒を溜去した。得られた固体をアセトニトリルから再結晶することにより化合物A−1を3.48g得た(収率51%)。
化合物A−2の合成
2−(2−アミノフェニル)ベンズイミダゾール(Aldrich社製試薬)20.00gを脱水ピリジン181.0gに室温にて溶解し、撹拌しながらp−トルエンスルホン酸クロライド19.13gを数回に分けて添加した。30分後、この溶液をイオン交換水900mlに注ぎ、塩酸を添加してpHを3に調整しスラリーを得た。得られたスラリーを酢酸エチル350mlを使用して抽出し、無水硫酸マグネシウムを投入し乾燥した後、溶媒を溜去した。得られた固体を酢酸エチル150mlに溶解し、この溶液にヘキサン600mlを滴下して得られた析出物をろ過し、真空乾燥することにより、化合物A−2を32.45g得た(収率93%)。
化合物A−3の合成
2−(2−アミノフェニル)ベンズイミダゾール(Aldrich社製試薬)6.37gを脱水ピリジン36.20gに室温にて溶解し、ブタンスルホニルクロライド5.00gを数回に分けて添加した。1時間後、この溶液をイオン交換水150mlに注ぎ、塩酸を添加してpHを3に調整しスラリーを得た。得られたスラリーを濾過し、析出物をイオン交換水300mlを使用して洗浄して、減圧乾燥した。得られた固体をアセトニトリルから再結晶することにより、化合物A−3を7.96g得た(収率79%)。
化合物A−4およびA−5の合成
化合物A−4およびA−5の合成は、スルホン酸クロライドを当モルの3−(クロロスルホニル)プロピオン酸メチルエステル、2−ナフタレンスルホン酸クロライドに、それぞれ、置き換えた他は、化合物A−3の合成と類似の操作をすることにより合成した。収率は、化合物A−4が52%、化合物A−5が32%であった。
化合物A−6〜A−9の合成
化合物A−6、A−7、A−8、および、A−9の合成は出発原料のアミンを、当モルの2−(2−アミノフェニル)−5,6−ジメチルベンズイミダゾール、2−(2−アミノフェニル)−5,6−ジフルオロベンズイミダゾール、2−(2−アミノフェニル)−N−フェニルベンズイミダゾール、2−(2−アミノフェニル)−ジベンゾベンズイミダゾールに、それぞれ、置き換えた他は化合物A−2の合成と類似の操作をすることにより合成した。収率は、化合物A−6が74%、化合物A−7が81%、化合物A−8が45%、化合物A−9が41%であった。なお、原料として使用したアミンは、Indian Journal of Chemistry誌、26B巻、951−954頁(1987年)を参考に、対応するフェニレンジアミンとイサト酸無水物を酢酸中で縮合することにより合成した。
化合物A−10およびA−11の合成
化合物A−10およびA−11の合成は、出発原料のアミンを、当モルの2−(2−アミノフェニル)ベンズチアゾール(Aldrich社製試薬)、2−(2−アミノフェニル)ベンズオキサゾールに、それぞれ、置き換えた他は、化合物A−2と類似の操作で合成した。収率は化合物A−10が60%、化合物A−11が55%であった。なお、化合物A−11の原料として使用したアミンは、化合物A−6〜A−9の合成の項と同様の文献を参考にして合成した。
(B)熱可塑性樹脂
(B−1)東ソー社製(ウルトラセン751、エチレン酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル含有量:28重量%、MFR:5.7)
(B−2)三井・デュポンポリケミカル社製(エバフレックスV523、エチレン酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル含有量:33重量%、MFR:14)
[実施例1]
ウルトラセン751 90重量部とアゾール系化合物(A−1)10重量部をタンブラーミキサー(カワタ社製)に投入し温度25℃、時間3分の条件で撹拌した後、二軸押出し機(日本プラコン社製)に投入し、温度100℃で溶融混練することで太陽電池封止材用マスターバッチを得た。
別途、ウルトラセン751に架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤を配合した架橋剤マスターバッチと、熱可塑性樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を配合した安定化剤マスターバッチを作製した。
得られた太陽電池封止材用のマスターバッチと、架橋剤マスターバッチと、安定化剤マスターバッチと、表2の配合量になるように、希釈樹脂としてウルトラセン751を投入し、これらを全てT−ダイ押出機に投入した。次いで100℃にて押し出し成形を行うことで太陽電池封止材12A、12Bおよび16(それぞれ厚さ0.5mm)を得た。なお、太陽電池封止材中の架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の種類および配合量は、熱可塑性樹脂(ウルトラセン751)とアゾール系化合物(A−1)の合計100重量部に対して、下記配合量になるよう使用した。
架橋剤: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0.6重量部
架橋助剤:トリアリルイソシアヌレート0.6重量部
シランカップリング剤:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.3重量部
光安定剤:ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート0.1重量部
Figure 2015183129
[実施例2〜24]
実施例1のアゾール系化合物および熱可塑性樹脂を表2に記載した他のアゾール系化合物ならびに熱可塑性樹脂、ならびにその配合量を変更した以外は実施例1と同様に行うこと太陽電池封止材用マスターバッチを作製し、次いで太陽電池封止材12A、12B、16を作成した。
[比較例1〜10]
実施例1のアゾール系化合物を表3に記載した蛍光体に変更し、さらに表4に記載した蛍光体および熱可塑性樹脂、ならびにその配合量を変更した以外は実施例1と同様に行うこと太陽電池封止材用マスターバッチを作製し、次いで太陽電池封止材12A、12B、16を作成した。
Figure 2015183129
Figure 2015183129
実施例1〜24及び比較例1〜10で得られた太陽電池封止材を以下項目で評価した。
[蛍光強度]
図2に示すように、得られた太陽電池封止材16をガラス製 厚さ3mmのガラス製 の透明基板15および同透明基板17を使用して挟み込みように重ねて積層した。次いで、真空ラミネーターを使用して真空下で、150℃、5分間加熱、15分間加熱圧着して、太陽電池封止材を架橋させることで試験用サンプル1を作製した。この試験用サンプル1の蛍光強度を日立ハイテク製分光蛍光光度計により測定した。
[耐光性]
上記同様に作成した耐久試験用サンプル2について加速試験を行い、光劣化を促進させた後、蛍光強度を蛍光光度計により測定し、初期の蛍光強度からの保持率を得た。
加速試験は、アイスーパーUVテスターにより、耐久試験用サンプル2を温度63℃、湿度50%RH、放射照度100mW/cmの環境下5、10、20日間静置の条件により行った。
[変換効率]
得られた太陽電池封止材12Aおよび12B、ならびに発電素子13、ならびに厚さ3mmのガラス製の透明基板11、ならびに耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムをポリフッ化ビニル樹脂フィルムで挟んだ3層構成の厚さ0.5mmの保護部材14を使用して図1に示す構成の積層体を得た。次いで、前記積層体を真空ラミネーターによる真空下で、150℃で5分間加熱、15分間加熱圧着して、太陽電池封止材を架橋させ、耐久試験用サンプル3を得た。得られた耐久試験用サンプル3についてUVテスターを使用した加速試験、およびダンプヒートによる加速試験をそれぞれ行った。
UVテスター:アイスーパーUVテスターを使用して、温度63℃、湿度50%RH、放射照度100mW/cmの環境下、20日間静置した。
ダンプヒート:恒温恒湿試験を温度85℃、湿度85%RHの環境に設定し、1000時間静置した。
変換効率は、入光エネルギーと最適動作点での出力と、発電素子の面積から算出した。
評価は、発電素子単体の変換効率を100として、サンプル試験前の変換効率(初期変換効率)と、試験後の変換効率(経時変換効率)をUVテスターおよびダンプヒートでそれぞれ加速試験を行った耐久試験用サンプル3を使用して求めた。
Figure 2015183129
表5の結果より、実施例1〜24は、全ての評価項目において比較例を上回る優れた発電量が得られた。特に特定の有機蛍光体を用いることで、一般的な有機金属錯体を用いた場合よりも、波長変換効果が持続し、経時でも変換効率が保持できるという驚くべき結果が得られた。したがって、本発明の波長変換性樹脂組成物は、従来のアゾール系の有機蛍光体(比較例1−3)を使用した組成物と比較しても、優れた光学特性を長期間維持できる。
11 透明基板
12A 表面太陽電池封止材
12B 裏面太陽電池封止材
13 発電素子
14 保護部材
15 透明基板
16 太陽電池封止材
17 透明基板

Claims (8)

  1. 下記一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)と、熱可塑性樹脂(B)とを含むことを特徴とする波長変換性樹脂組成物。
    一般式(1)
    Figure 2015183129

    (式中、R1は、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または、置換もしくは未置換の複素環基を表す。
    R11〜R14、および、R21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、または、置換もしくは未置換のアミノ基を表す。
    ここで、R11〜14、および、R21〜R24は、それぞれ、隣接した基が互いに結合して環を形成しても良い。Xは、−S−、−O−、または、−NR2−を表し、R2は、水素原子、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基、または、置換もしくは未置換のアシル基を表す。)
  2. 前記一般式(1)のXが、−NR2−である請求項1記載の波長変換性樹脂組成物。
  3. 熱可塑性樹脂(B)が、エチレン系共重合体であることを特徴とする請求項1または2記載の樹脂組成物。
  4. 前記エチレン系共重合体がエチレン酢酸ビニル共重合体、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、エチレンメタクリル酸エチル共重合体、およびエチレン系アイオノマーからなる群より選択される1種以上の共重合体であることを特徴とする請求項3記載の樹脂組成物。
  5. 請求項1〜4いずれか1項に記載の樹脂組成物を成形してなる太陽電池封止材。
  6. 熱可塑性樹脂(B)100重量部に対して、一般式(1)で表されるアゾール系化合物(A)を1〜20量部含むことを特徴とする太陽電池封止材用マスターバッチ。
    一般式(1)
    Figure 2015183129

    (式中、R1は、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、または、置換もしくは未置換の複素環基を表す。
    R11〜R14、および、R21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルキルオキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換の複素環オキシ基、置換もしくは未置換のアシル基、置換もしくは未置換のアシルオキシ基、または、置換もしくは未置換のアミノ基を表す。
    ここで、R11〜14、および、R21〜R24は、それぞれ、隣接した基が互いに結合して環を形成しても良い。Xは、−S−、−O−、または、−NR2−を表し、R2は、水素原子、置換もしくは未置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基、または、置換もしくは未置換のアシル基を表す。)
  7. エチレン酢酸ビニル共重合体と、請求項6記載の太陽電池封止材用マスターバッチとを用いて形成してなる太陽電池封止材。
  8. 請求項5または7記載の太陽電池封止材を備えた太陽電池モジュール。
JP2014062356A 2014-03-25 2014-03-25 波長変換性樹脂組成物及び太陽電池封止材 Pending JP2015183129A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014062356A JP2015183129A (ja) 2014-03-25 2014-03-25 波長変換性樹脂組成物及び太陽電池封止材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014062356A JP2015183129A (ja) 2014-03-25 2014-03-25 波長変換性樹脂組成物及び太陽電池封止材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015183129A true JP2015183129A (ja) 2015-10-22

Family

ID=54350046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014062356A Pending JP2015183129A (ja) 2014-03-25 2014-03-25 波長変換性樹脂組成物及び太陽電池封止材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015183129A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105218937A (zh) * 2015-10-29 2016-01-06 严梅霞 Eva胶膜用的eva母粒
WO2019194220A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 日本曹達株式会社 (ヘテロ)アリールスルホンアミド化合物および有害生物防除剤
CN111440201A (zh) * 2020-04-30 2020-07-24 齐齐哈尔大学 一种有机化合物的制备方法及其应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105218937A (zh) * 2015-10-29 2016-01-06 严梅霞 Eva胶膜用的eva母粒
WO2019194220A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 日本曹達株式会社 (ヘテロ)アリールスルホンアミド化合物および有害生物防除剤
CN111440201A (zh) * 2020-04-30 2020-07-24 齐齐哈尔大学 一种有机化合物的制备方法及其应用
CN111440201B (zh) * 2020-04-30 2022-06-21 齐齐哈尔大学 一种有机化合物的制备方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6040677B2 (ja) 太陽電池封止材用樹脂組成物
JP6975262B2 (ja) 高反射ゲインタイプ太陽電池用封止シート及び用途
JP5922232B2 (ja) 太陽電池モジュール
TWI606088B (zh) 太陽電池封裝材及太陽電池模組
JP2013133447A (ja) 蛍光物質複合材料
JP2011258879A (ja) 太陽電池モジュール
JP6034756B2 (ja) 太陽電池封止用シートセットおよびそれを用いた太陽電池モジュール
JP5854473B2 (ja) 太陽電池封止材および太陽電池モジュール
JP6822457B2 (ja) 太陽電池モジュール用の封止材組成物、及び、太陽電池モジュール用の封止材シートの製造方法
JP2015183129A (ja) 波長変換性樹脂組成物及び太陽電池封止材
JP2015183128A (ja) 波長変換性樹脂組成物及び太陽電池封止材
JP2016021433A (ja) 太陽電池モジュール用の封止材シート及びその製造方法
WO2016013483A1 (ja) ベンゾトリアゾール構造を有する蛍光色素化合物、および、それを用いた波長変換型封止材組成物
JP2013199583A (ja) 太陽電池封止材用樹脂組成物
JP2011238639A (ja) 太陽電池モジュール用封止材シート及び太陽電池モジュール
WO2016039013A1 (ja) 太陽電池用封止材組成物、およびそれを用いた太陽電池用封止材層ならびに太陽電池モジュール
WO2016121733A1 (ja) 太陽電池モジュール
JP6413411B2 (ja) 太陽電池モジュール用の封止材シートの製造方法
JPWO2016084681A1 (ja) 太陽電池モジュール
JP2015165547A (ja) 太陽電池封止材用樹脂組成物
JP5234210B1 (ja) 太陽電池封止材用樹脂組成物
JP2013139538A (ja) 波長変換性樹脂組成物および太陽電池封止材
JP6384162B2 (ja) 太陽電池モジュール
WO2013190940A1 (ja) 太陽電池封止材および太陽電池モジュール
JP2017025334A (ja) 太陽電池用封止材組成物、およびそれを用いた太陽電池用封止材層ならびに太陽電池モジュール