JP2017085033A

JP2017085033A - 太陽電池用封止材

Info

Publication number: JP2017085033A
Application number: JP2015214075A
Authority: JP
Inventors: 誠之佐藤; Masayuki Sato; 淳内田; Atsushi Uchida; 西川　徹; Toru Nishikawa; 徹西川
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-18

Abstract

【課題】耐久性、耐熱性に優れ、しかも太陽電池モジュール作製の生産性を向上できる太陽電池用封止材を提供すること。
【解決手段】（Ａ）エチレンと、少なくとも一種以上のα−オレフィンを含むエチレン・α−オレフィン共重合体、（Ｂ）式１または式２で表される有機過酸化物、および（Ｃ）シランカップリング剤を含有する太陽電池用封止材。
【選択図】なし

Description

本発明は、太陽電池用封止材に関する。詳しくは、本発明は、エチレン・α−オレフィン共重合体、特定の有機過酸化物、及びシランカップリング剤を含む太陽電池用封止材に関する。

近年、環境問題への関心の高まりに伴い、太陽光発電の普及が急速に拡大している。通常、太陽光発電では、発電素子である複数の太陽電池セルが電気的に接続された状態で一対のシート状の封止材に挟持され、さらにこれらが透明保護材とバックシートに挟持された太陽電池モジュールが使用される。太陽電池セルを封止するための封止材としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、「ＥＶＡ」という。）を主成分としたものが広く使用されている。

しかしながら、ＥＶＡは、分解して酢酸を生成することがあり、酢酸の酸性によって太陽電池モジュールの配線を腐食させることがあったため、封止材としてＥＶＡを用いた場合には、太陽電池モジュールの耐久性向上に限界があった。

太陽電池モジュールの耐久性を向上させる目的で、封止材として、ポリビニルブチラールやアイオノマーを用いることがある（例えば、特許文献１。）。しかし、ポリビニルブチラールやアイオノマーは価格が高く、また、架橋しないものもあるため、耐熱性が低く、太陽電池モジュールの温度が封止材の融点近くまで上昇すると、封止材が剥離したり、ずれを生じたりすることがあった。

また、ＥＶＡ以外の封止材として、ポリエチレンやエチレン−アクリルモノマー共重合体を主成分としてシートを用いることが知られている（例えば、特許文献２。）。これらはＥＶＡと同様に耐久性および耐熱性の向上のために有機過酸化物で架橋される。しかし、封止材として、ポリエチレンやエチレン−アクリルモノマー共重合体を主成分としてシートを用いた場合には、ＥＶＡと比較して有機過酸化物による架橋速度が遅く、生産性が低かった。

特開２０００−１８６１１４号公報特許第３５１０６４５号公報

本発明は、耐久性、耐熱性に優れ、しかも太陽電池モジュール作製の生産性を向上できる太陽電池用封止材を提供するものである。

すなわち本発明は、（Ａ）エチレンと、少なくとも一種以上のα−オレフィンを含むエチレン・α−オレフィン共重合体、（Ｂ）式１または式２で表される有機過酸化物、および
［式１]
［式２］
（Ｃ）シランカップリング剤を含有する太陽電池用封止材である。

本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体、有機過酸化物、及びシランカップリング剤を用いることにより、架橋特性、特に速架橋性及び架橋度が向上した太陽電池用封止材、すなわち、より耐久性、耐熱性に優れた太陽電池用封止材を提供することが可能となる。

本発明の太陽電池用封止材は、エチレン・α−オレフィン共重合体、有機過酸化物、及びシランカップリング剤を含む。

本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体は、エチレンと、少なくとも一種以上のα−オレフィンを含む共重合体である。エチレンと共重合するα−オレフィンモノマーは、炭素数３〜８のα−オレフィンである。具体的には、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、および１−オクテン等である。

この様なエチレン・α−オレフィン共重合体としては、例えばエチレン・プロピレン共重合体、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・１−ヘキセン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体、及び４−メチル−１−ペンテン共重合体を挙げることができる。これらの中でもエチレン・１−ヘキセン共重合体、およびエチレン・１−オクテン共重合体を好ましいものとして挙げることができる

また、α−オレフィンを２種以上組合せて用いてもよい。例えば、２種のα−オレフィンを組合せた三元共重合体としては、エチレン・プロピレン・１−ヘキセン三元共重合体、エチレン・１−ブテン・１−ヘキセン三元共重合体、エチレン・プロピレン・１−オクテン三元共重合体、及びエチレン・１−ブテン・１−オクテン三元共重合体等を挙げることができる。なかでもエチレン・プロピレン・１−ヘキセン三元共重合体を好ましいものとして挙げることができる。

本発明の有機過酸化物は、下記式１または式２で表される、ｔ−ヘキシルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、またはｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネートである。
［式１]
［式２］

本発明の有機過酸化物は、エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、例えば０．１〜３質量部用いることができる。好ましくは、０．２〜１．５質量部用いることができる。

本発明のシランカップリング剤は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）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−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、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、および３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等である。これらの中でも、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、および３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを好ましいものとして挙げることができる。

本発明のシランカップリング剤は、エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、例えば０．０５〜０．５質量部用いることができる。好ましくは、０．１〜０．２質量部用いることができる。

本発明の太陽電池用封止剤は、例えばシート状に成形し、太陽電池モジュールにおいて太陽電池セルを両側から挟持するようにして用いることができる。あるいは、太陽電池セルの片側に本発明の太陽電池用封止剤を用い、もう一方の側には他の封止材などを用いても良い。

本発明の太陽電池用封止剤は、シート状に成形して用いる場合、従来公知の方法により成形することができる。例えば、エチレン・α−オレフィン共重合体、有機過酸化物、およびシランカップリング剤を混合した組成物を作成し、得られた組成物を押出成形によって加熱圧延することにより成形することができる。

以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各実施例および比較例で使用した成分（Ａ）のエチレン・α−オレフィン共重合体、成分（Ｂ）の有機過酸化物および成分（Ｃ）のシランカップリング剤の詳細を以下に示す。

（Ａ）エチレン・１−オクテン共重合体（ダウ・ケミカル社製、エンゲージ８４０１）
（Ｂ１）ｔ−ヘキシルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート
（Ｂ２）ｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート
（Ｂ３）ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（日油製、パーブチルＥ）
（Ｂ４）ｔ−ブチルペルオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート（日油製、パーブチル３５５）
（Ｃ）３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン（信越シリコーン社製、ＫＢＥ−５０３）

（実施例１−１）
エチレン・１−オクテン共重合体（Ａ）１００質量部に対して、ｔ−ヘキシルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（Ｂ１）を０．３質量部、および３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランを０．２質量部加えて混合した。得られた組成物を用いて、８０℃で押出成型により加熱圧延することにより０．５ｍｍ厚の封止材を成形した。この封止材を用いて架橋特性を測定し、評価を行った。

（実施例１−２〜１−４）
有機過酸化物のｔ−ヘキシルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（Ｂ１）をそれぞれ０．２、１、１．５質量部用い、その他は実施例１−１と同様にして封止材を成形し、架橋特性の測定、及び評価を行った。

（実施例２−１〜２−４）
有機過酸化物として、ｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（Ｂ２）をそれぞれ０．３、０．２、１、１．５質量部用い、その他は実施例１−１と同様にして封止材を成形し、架橋特性の測定、及び評価を行った。

（比較例１−１〜１−４）
有機過酸化物として、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（Ｂ３）をそれぞれ０．３、０．２、１、１．５質量部用い、その他は実施例１−１と同様にして封止材を成形し、架橋特性の測定、及び評価を行った。

（比較例２−１）
有機過酸化物として、ｔ−ブチルペルオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート（Ｂ４）を０．３質量部用い、その他は実施例１−１と同様にして封止材を成形し、架橋特性の測定、及び評価を行った。

＜架橋特性の測定＞
架橋特性として、速架橋性能と架橋度を測定した。エチレン・α−オレフィン共重合体組成物から、架橋物を形成したときのトルクを測定し、トルクの上昇値の９０％に達するまでの時間をｔｃ（９０）として、速架橋性能の指標とした。また、エチレン・α−オレフィン共重合体組成物から、架橋物を形成したときのトルクを測定し、トルクが最大となる点を最大トルクＭＨ（Ｎ・ｍ）として、架橋度の指標とした。これらの評価はＪＩＳＫ６３００−２に準じた。トルクは、ＪＳＲトレーディング社製キュラストメーターＶ型を用いて上型および下型の温度を１５０℃に設定し、±１°の振幅角度で測定した。

＜架橋特性の評価＞
速架橋性能の指標として測定したｔｃ（９０）は、１０．５分以下の場合に速架橋性能が高く「◎」、１４．０分以上の場合に速架橋性能が低いとして「×」とし、この間を「○」とした。架橋度の指標として測定したＭＨ（Ｎ・ｍ）は、０．１４Ｎ・ｍ以上の場合に架橋度が高く「◎」、０．１０Ｎ・ｍ以下の場合に架橋度が低いとして「×」とし、この間を「○」とした。
実施例および比較例の各成分の配合量、試験結果および評価を表１に示す。

［表１］

Claims

（Ａ）エチレンと、少なくとも一種以上のα−オレフィンを含むエチレン・α−オレフィン共重合体、
（Ｂ）式１または式２で表される有機過酸化物、および
［式１]
［式２］
（Ｃ）シランカップリング剤を含有する太陽電池用封止材。
（Ａ）エチレンと、少なくとも一種以上のα−オレフィンを含むエチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部、
（Ｂ）式１または式２で表される有機過酸化物０．１〜３質量部、および
（Ｃ）シランカップリング剤０．０５〜０．５質量部を含有する請求項１に記載の太陽電池用封止材。