JP2018050026A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。更に詳しくは両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module. More specifically, the present invention relates to a double-sided glass protective substrate type solar cell module.
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。現在、種々の形態からなる太陽電池モジュールが開発されている。一般に、太陽電池モジュールは、透明な前面保護基板と太陽電池素子と樹脂製の裏面保護基板とが、封止材を介して積層された構成である。 In recent years, solar cells as a clean energy source have attracted attention due to the growing awareness of environmental issues. Currently, various types of solar cell modules have been developed. Generally, a solar cell module has a configuration in which a transparent front protective substrate, a solar cell element, and a resin back protective substrate are laminated via a sealing material.
太陽電池モジュールには様々な層構成のものがあるが、モジュール内への水分の侵入を防ぐバリア性や過酷な使用条件化における長期耐久性等において特に優れた構成として、上記の前面保護基板及び裏面保護基板をいずれもガラス製の保護基板で構成したガラス製の保護基板とした構成の太陽電池モジュールが考案されている(特許文献1、2参照)。本明細書においては、このようにモジュール本体の両最表面に配置される保護基板をガラス基板とした構成の太陽電池モジュールのことを「両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュール」と称する。 There are various layers of solar cell modules, and the above-mentioned front protective substrate and the above-mentioned protective layer are particularly excellent in terms of barrier properties to prevent moisture from entering the module and long-term durability under severe use conditions. A solar cell module has been devised in which a back surface protection substrate is a glass protection substrate made of a glass protection substrate (see Patent Documents 1 and 2). In this specification, a solar cell module having a configuration in which the protective substrates disposed on both outermost surfaces of the module main body are glass substrates is referred to as a “double-sided glass protective substrate type solar cell module”.
ここで、太陽電池モジュールは、上記いずれの構成の場合であっても、太陽電子素子と、上記の封止材等を含むモジュール構成部材を、加熱加圧を伴うラミネート処理により一体化することによって製造される。このモジュールとしての一体化のための加熱加圧処理時には、封止材の流動性が不足した場合には太陽電池素子やリード線等の凹凸への追従や埋まり込み性(モールディング性)に欠け、太陽電池素子破損(セル割れ)のリスクが高まり、一方流動性の高い樹脂を封止材の材料樹脂とした場合には、太陽電池モジュールとして完成品となった段階における耐熱性が不十分となりやすい。 Here, the solar cell module is obtained by integrating the solar electronic element and the module constituent member including the sealing material and the like by a laminating process involving heating and pressing, regardless of the configuration. Manufactured. At the time of heat and pressure treatment for integration as a module, if the fluidity of the sealing material is insufficient, the follow-up to unevenness such as solar cell elements and lead wires and the embedding property (molding property) are lacking. The risk of damage to the solar cell element (cell cracking) increases. On the other hand, if a resin with high fluidity is used as the material resin for the sealing material, the heat resistance at the stage where the solar cell module is completed is likely to be insufficient. .
そこで、封止材の材料樹脂としては流動性の高い樹脂を材料樹脂として用いつつ、尚且つ、太陽電池モジュールとして一体化した段階における封止材の十分な耐熱性を担保するために、太陽電池モジュールとして一体化のためのラミネート処理時に、封止材を架橋することが広く行われている。 Therefore, in order to ensure sufficient heat resistance of the sealing material at the stage of being integrated as a solar cell module while using a highly fluid resin as the material resin for the sealing material, It is widely performed to crosslink the sealing material at the time of laminating for integration as a module.
しかしながら、十分に架橋を進行させるために封止材の材料樹脂に有機過酸化物等の架橋剤を多量に添加した場合には、この架橋剤由来のガスが気泡としてモジュール積層体内に不要に残存してしまう問題が発生する。この封止材の材料由来の気泡のモジュール内への残存の問題は、ラミネート処理時に封止材により高い圧力や張力がかかりやすく、又、構造上発生したガスの逃げ場が極めて少ない、両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールの製造において特に顕在化しやすい。 However, when a large amount of a crosslinking agent such as an organic peroxide is added to the material resin of the sealing material in order to sufficiently advance the crosslinking, the gas derived from this crosslinking agent remains unnecessarily as bubbles in the module laminate. The problem that will occur. The problem of remaining bubbles in the module due to the material of the sealing material is that high pressure and tension are easily applied to the sealing material during the laminating process, and there is very little escape space for gas generated due to the structure. This is particularly apparent in the production of a substrate type solar cell module.
このように、両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールにおいて、耐熱性を損なうことなく、「セル割れ」及び積層体における「気泡の残存」を十分に抑制することができる改善手段が望まれていた。 Thus, in the double-sided glass protective substrate type solar cell module, there has been a demand for an improvement means that can sufficiently suppress “cell cracking” and “bubble remaining” in the laminate without impairing heat resistance. .
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、耐久性やバリア性に優れる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールにおいて、十分な耐熱性を保持した上で、セル割れと、封止材の材料由来の気泡の残存と、を十分に抑制することにより、従来品よりも品質の安定性に優れる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and in a double-sided glass protective substrate type solar cell module excellent in durability and barrier properties, while maintaining sufficient heat resistance, cell cracking and sealing It is an object of the present invention to provide a double-sided glass protective substrate type solar cell module that is superior in stability of quality compared to conventional products by sufficiently suppressing the remaining of bubbles derived from the material.
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールを、ゲル分率が0%(即ち、非架橋)であって、尚且つ所定の多層構成からなる封止材によって構成することによって、耐熱性とモジュール化時の適切な流動性を保持したまま、樹脂材料由来のデガスの発生を回避して、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。 As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have encapsulated a double-sided glass protective substrate type solar cell module having a gel fraction of 0% (that is, non-crosslinked) and having a predetermined multilayer structure. By using the material, it was found that the above problems can be solved by avoiding the generation of degas derived from the resin material while maintaining the heat resistance and proper fluidity at the time of modularization, and the present invention has been completed. It was. More specifically, the present invention provides the following.
(1) 受光面側ガラス保護基板、受光面側封止材、太陽電池素子、非受光面側透明封止材、非受光面側ガラス保護基板が、順次積層されてなる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールであって、前記受光面側封止材及び前記非受光面側透明封止材は、いずれも0.870g/cm3以上0.930g/cm3以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂としてなり、ゲル分率が0%であって、コア層と、該コア層の密度以下の密度を有し封止材の最表面に配置されるスキン層と、を含む複数の層によって構成される多層の封止材である、太陽電池モジュール。 (1) A double-sided glass protective substrate type in which a light-receiving surface side glass protective substrate, a light-receiving surface side sealing material, a solar cell element, a non-light-receiving surface side transparent sealing material, and a non-light-receiving surface side glass protective substrate are sequentially laminated. a solar cell module, wherein the light-receiving surface side sealing member and the non-light receiving side transparent encapsulant as either 0.870 g / cm 3 or more 0.930 g / cm 3 or less polyethylene resin as a base resin of And having a gel fraction of 0% and comprising a plurality of layers including a core layer and a skin layer having a density equal to or lower than the density of the core layer and disposed on the outermost surface of the encapsulant. A solar cell module which is a multilayer sealing material.
(2) 前記非受光面側透明封止材が、前記コア層の厚さが100μm以上600μm以下であって該コア層の融点が90℃以上135℃以下であり、前記スキン層の各層の厚さがそれぞれ30μm以上200μm以下であって該スキン層の融点が55℃以上100℃以下である、(1)に記載の太陽電池モジュール。 (2) In the non-light-receiving surface side transparent sealing material, the core layer has a thickness of 100 μm or more and 600 μm or less, the melting point of the core layer is 90 ° C. or more and 135 ° C. or less, and the thickness of each layer of the skin layer The solar cell module according to (1), each having a thickness of 30 μm to 200 μm and a melting point of the skin layer of 55 ° C. to 100 ° C.
(3) 前記受光面側封止材が、密度0.870g/cm3以上0.900g/cm3以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂としてなる、ゲル分率0%の弱架橋系の封止材である(1)又は(2)に記載の太陽電池モジュール。 (3) the light-receiving side encapsulant comprises a density 0.870 g / cm 3 or more 0.900 g / cm 3 or less of the polyethylene resin as a base resin, a gel fraction of 0% of the weak crosslinking sealant The solar cell module according to (1) or (2).
(4) 前記受光面側封止材及び前記非受光面側透明封止材にα−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体が含有されている、(1)から(3)のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 (4) The silane copolymer formed by copolymerizing α-olefin and an ethylenically unsaturated silane compound as a comonomer is contained in the light-receiving surface side sealing material and the non-light-receiving surface side transparent sealing material. The solar cell module according to any one of (1) to (3).
(5) 前記非受光面側透明封止材と前記非受光面側ガラス保護基板との間に、更に、非受光面側白色封止材が積層されていて、前記非受光面側白色封止材は、白色コア層と、少なくともいずれかの最表面に配置されるスキン層と、を含む複数の層によって構成される多層の封止材であって、前記白色コア層のみに白色の着色材料が含まれている、(1)から(4)のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 (5) A non-light-receiving surface side white sealing material is further laminated between the non-light-receiving surface side transparent sealing material and the non-light-receiving surface side glass protective substrate, and the non-light-receiving surface side white sealing The material is a multi-layer sealing material composed of a plurality of layers including a white core layer and a skin layer disposed on at least one of the outermost surfaces, and a white coloring material is formed only on the white core layer Is contained, The solar cell module in any one of (1) to (4).
(6) 前記非受光面側白色封止材は、コア層の厚さが100μm以上600μm以下であって該コア層の融点が90℃以上120℃以下であり、スキン層の厚さが30μm以上200μm以下であって該スキン層の融点が70℃以上100℃以下である(5)に記載の太陽電池モジュール。 (6) The non-light-receiving surface side white sealing material has a core layer thickness of 100 μm or more and 600 μm or less, a melting point of the core layer of 90 ° C. or more and 120 ° C. or less, and a skin layer thickness of 30 μm or more. The solar cell module according to (5), which is 200 μm or less and the skin layer has a melting point of 70 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
本発明によれば、耐久性やバリア性に優れる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールにおいて、十分な耐熱性を保持した上で、ラミネート時における有色部分の回り込みや封止材の材料由来の気泡の残存を十分に抑制することにより、従来品よりも品質の安定性に優れる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールを提供することができる。 According to the present invention, in a double-sided glass protective substrate type solar cell module excellent in durability and barrier properties, while maintaining sufficient heat resistance, wraparound of colored portions and air bubbles derived from the material of the sealing material at the time of lamination By sufficiently suppressing the remaining, it is possible to provide a double-sided glass protective substrate type solar cell module that is more excellent in quality stability than conventional products.
以下、本発明の太陽電池モジュールと当該太陽電池モジュールに用いる封止材について順次説明する。 Hereinafter, the solar cell module of the present invention and the sealing material used for the solar cell module will be sequentially described.
<太陽電池モジュール>
図1は、本発明の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュール10について、その層構成の一例を示す断面図である。太陽電池モジュール10は、入射光の受光面側から、受光面側ガラス保護基板1、受光面側封止材2、非受光面側透明封止材3、非受光面側白色封止材4、非受光面側ガラス保護基板5が、この順で積層され、受光面側封止材2と非受光面側透明封止材3の間に封止される態様で太陽電池素子6が配置されている。
<Solar cell module>
FIG. 1: is sectional drawing which shows an example of the laminated constitution about the
太陽電池モジュール10においては、太陽電池素子の受光面側及び非受光面側にそれぞれ耐熱性と流動性のバランスに優れるポリエチレン樹脂系の封止材を配置した。非受光面側においては、非受光面側透明封止材3が配置されているが、更に、非受光面側白色封止材4が、非受光面側透明封止材3と非受光面側ガラス保護基板5との間に配置されていることが好ましい。
In the
太陽電池モジュール10において、非受光面側白色封止材4が上述の通り配置されている場合には、受光面側からの入射光のうち、太陽電池素子6に入射せずに非受光面側に達した太陽光も非受光面側透明封止材3と非受光面側白色封止材4との界面において反射して、再度、太陽電池素子6の受光面側へと導かれることとなり、太陽電池モジュール10の発電効率が向上する。尚、これらの各封止材の詳細については別途後述する。
In the
受光面側ガラス保護基板1、非受光面側ガラス保護基板5については、従来、太陽電池モジュールを構成する透光性を有する基板材料として用いられてきた各種のガラス板材を特に制限なく用いることができる。尚、本発明の太陽電池モジュール10は、上記部材以外の部材を含んでもよい。
About the light-receiving surface side glass protective substrate 1 and the non-light-receiving surface side glass
太陽電池素子6についても特に制限はない。単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製する結晶シリコン太陽電池に限らず、アモルファスシリコンや微結晶シリコン、或いはカルコパイライト系の化合物等を用いてなる薄膜系太陽電池(CIGS)も好ましく用いることができる。
The
[太陽電池モジュールの製造方法]
太陽電池モジュール10は、受光面側ガラス保護基板1、受光面側封止材2、非受光面側透明封止材3、非受光面側白色封止材4、非受光面側ガラス保護基板5、及び太陽電池素子6等を含む上記のモジュール構成部材を順次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。
[Method for manufacturing solar cell module]
The
そして、太陽電池モジュール10を構成する各封止材の材料として用いる封止材組成物は架橋剤を含まないか、或いは、成膜後に架橋剤が実質的に残存しない封止材組成物を用いるため、成膜後、太陽電池モジュールの製造過程における架橋処理は不要であり、この点においても従来の架橋処理を必須とする太陽電池モジュールの製造よりも生産性の向上が望めるものである。
And the sealing material composition used as a material of each sealing material which comprises the
<封止材>
太陽電池モジュール10を構成する受光面側封止材2、非受光面側透明封止材3、及び非受光面側白色封止材4は、いずれも、密度0.870g/cm3以上0.930g/cm3以下のポリエチレン系樹脂がベース樹脂であり、いずれもゲル分率が0%である非架橋の樹脂フィルムによって形成されている。
<Encapsulant>
The light-receiving surface
本明細書における「ゲル分率(%)」とは、封止材0.1gを樹脂メッシュに入れ、120℃トルエンにて24時間抽出したのち、樹脂メッシュごと取出し乾燥処理後秤量し、抽出前後の質量比較を行い残留不溶分の質量%を測定しこれをゲル分率としたものである。尚、ゲル分率0%とは、上記残留不溶分が実質的に0であり、封止材組成物の架橋反応が実質的に開始していない状態であることを言う。より具体的には、「ゲル分率0%」とは、上記残留不溶分が全く存在しない場合、及び、精密天秤によって測定した上記残留不溶分の質量%が0.05質量%未満である場合を言うものとする。尚、上記残留不溶分には、樹脂成分以外の顔料成分等は含まないものとする。これらの樹脂成分以外の混在物が、上記試験により残留不溶分に混在している場合には、例えば、予めこれらの混在物の樹脂成分中における含有量を別途測定しておくことで、これらの混在物を除く樹脂成分由来の残留不溶分について本来得られるべきゲル分率を算出することができる。 In this specification, “gel fraction (%)” means that 0.1 g of a sealing material is put into a resin mesh, extracted with toluene at 120 ° C. for 24 hours, taken out together with the resin mesh, weighed after drying, and before and after extraction. The mass ratio of the residual insoluble matter is measured and the gel fraction is obtained. The gel fraction of 0% means that the residual insoluble matter is substantially 0, and the crosslinking reaction of the sealing material composition has not substantially started. More specifically, “gel fraction 0%” means that the above-mentioned residual insoluble matter is not present at all, and that the above-mentioned residual insoluble matter mass% measured by a precision balance is less than 0.05% by mass. Shall be said. The residual insoluble matter does not include pigment components other than the resin component. When a mixture other than these resin components is mixed in the residual insoluble matter by the above test, for example, by separately measuring the content of these mixtures in the resin component beforehand, The gel fraction that should be originally obtained can be calculated for the residual insoluble matter derived from the resin component excluding the inclusions.
[受光面側封止材及び非受光面側透明封止材(透明封止材)]
受光面側封止材2及び、非受光面側透明封止材3は、以下に詳細を説明する封止材組成物を、従来公知の方法で成型加工してフィルム状又はシート状としたものである。尚、本発明におけるシート状とはフィルム状も含む意味であり両者に差はない。
[Light-receiving surface side sealing material and non-light-receiving surface side transparent sealing material (transparent sealing material)]
The light-receiving surface
受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3は、単層フィルムであってもよいが、図2及び図3に示す通り、コア層21(31)と、コア層の両面に配置されるスキン層22(32)によって構成される多層フィルムである。尚、本明細書における多層フィルムとは、少なくともいずれかの最外層、好ましくは両最外層に成形されるスキン層と、スキン層以外の層であるコア層とを有する構造からなるフィルム又はシートのことを言う。受光面側封止材2や非受光面側透明封止材3が多層フィルムである場合、少なくとも受光面側ガラス保護基板1或いは非受光面側ガラス保護基板5と対面することとなるスキン層22(32)が、以下に詳細を説明する封止材組成物からなる非架橋の樹脂層であればよい。
The light-receiving surface
太陽電池モジュール10を構成する封止材は、後に説明する非受光面側白色封止材も含めいずれの太陽電池素子6の受光面側及び非受光面側のいずれに配置される封止材についても、0.870g/cm3以上0.930g/cm3以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂としてなり、ゲル分率が0%の樹脂フィルムによって形成されている。
The sealing material constituting the
上述のゲル分率が0%である非受光面側透明封止材3は、先ず一の実施形態として、熱可塑系の封止材として形成することができる。又、他の実施形態として、成膜時に成膜に支障をきたさずゲル分率の変化を伴わない程度のごく弱い架橋(弱架橋)を進行させる弱架橋系の封止材として形成することもできる。「弱架橋」とは、その詳細が、国際公開第2011/152314号に開示されている製造方法であり、ゲル分率を0%程度に保持したままごく弱い架橋を進行させる公知の成膜技術である。本明細書においては、この弱架橋処理を得て成膜されている封止材のことを「弱架橋系の封止材」又は「弱架橋済の封止材」というものとする。上記いずれの製造方法によるものとするにしても、少なくとも、成膜後において材料樹脂の架橋が進行しないものであるという意味において、これらは、いずれも広義における「非架橋系の封止材」である。太陽電池モジュール10は、太陽電池素子6の受光面側及び非受光面側に配置する封止材を、いずれも、この意味での「非架橋系の封止材」とした点が、その層構成の基本的特徴の一つとなっている。
The non-light-receiving surface side
受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3は、上述の通り、一の実施形態として、架橋剤を含まない封止材組成物からなる熱可塑系の封止材として形成することができる。この場合においては、受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3は、コア層21(31)と、両最表面に配置されるスキン層22(32)と、を含む複数の層によって構成される多層フィルムとすることが好ましい。そして、この場合においては、コア層21(31)は、密度0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とすることが好ましく、スキン層22(32)については、密度0.890g/cm3以上0.910g/cm3以下であって、コア層用のベース樹脂の密度以下の密度であって、好ましくはより低密度の、ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とすることが好ましい。
As described above, the light-receiving surface
上記の通り、熱可塑系の多層フィルムとして受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3を形成する場合、その総厚さは250μm以上600μm以下であることが好ましく、300μm以上550μm以下であることがより好ましい。総厚さが250μm未満であると充分に衝撃を緩和することができないが、総厚さが250μm以上であれば、例えば、総厚さ250μm程度に受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3を薄膜化した場合においても、モールディング性と耐熱性とを十分に好ましい水準において兼ね備えるものとすることができる。尚、総厚さが600μmを超えた場合、それ以上の衝撃緩和効果向上の効果は得がたく、太陽電池モジュールの薄膜化の要請にも対応できず、且つ、不経済であるので好ましくない。
As described above, when the light-receiving surface
又、この熱可塑系の多層フィルムとして形成された受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3におけるコア層21(31)の厚さは、100μm以上400μm以下であることが好ましく、より好ましくは、250μm以上350μm以下である。又、この場合におけるスキン層22(32)の各層毎の厚さは、30μm以上200μm以下である。受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3の各層の厚さをこのような範囲とすることにより、受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3の耐熱性とモールディング特性を良好な範囲に保持することができる。
In addition, the thickness of the core layer 21 (31) in the light-receiving surface
上述した通り、受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3は、他の好ましい実施形態として弱架橋系の封止材として形成することもできる。この場合においては、受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3は、密度0.870g/cm3以上0.900g/cm3以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、後述の通りのごく微量の架橋剤を含む組成物からなるものであることが好ましい。
As above-mentioned, the light-receiving surface
受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3を弱架橋系の封止材として形成する場合、この透明封止材は、単層フィルムであってもよいが、図3示す通り、コア層21(31)と、コア層の両面に配置されるスキン層22(32)によって構成される多層フィルムであってもよい。この場合、後述するこの透明封止材用の封止材組成物の組成範囲内であって、組成や成分比の異なるものを各層毎に用いることができる。
When the light-receiving surface
受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3を弱架橋系の多層フィルムでとする場合には、各層ごとのMFRが異なる封止材とすることがより好ましい。弱架橋系の樹脂フィルムからなる透明封止材は、単層フィルムである場合においても、好ましい透明性、柔軟性及び耐熱性を備えるものではあるが、太陽電池素子の電極面と密着する面については、更にこのようなモールディング特性に優れるものであることがより好ましい。各層のMFRが異なる多層フィルムであるこの透明封止材は、MFRの高い層を太陽電池素子の電極面と密着させて使用する側の最外層に配置することにより、封止材として上記の好ましい透明性及び耐熱性を保持しつつ、更に太陽電池素子との密着面におけるモールディング特性を高めることができる。尚、この弱架橋系の多層フィルムは実施例において示す通り、非架橋系の封止材でもありながら、透明性に優れるため、受光面側封止材2として、特に好ましく用いることができる。
When the light-receiving surface
例えば、3層以上の層からなる弱架橋系の多層フィルムである受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3においては、最外層の厚さは、30μm以上200μm以下であることが好ましい。このようにすることにより、封止材としての好ましい耐熱性を保持しつつ、最外層における好ましいモールディング特性を備えることができ、更に製造コストも低く抑えることができる。
For example, in the light-receiving surface
受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3は、以下に詳細を説明する透明封止材用の封止材組成物を、従来公知の方法で成型加工してフィルム状又はシート状としたものである。尚、本発明におけるシート状とはフィルム状も含む意味であり両者に差はない。
The light-receiving surface
(受光面側封止材及び非受光面側透明封止材(透明封止材)用の封止材組成物)
受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3を熱可塑系の封止材として形成する場合、各層の製造に用いる透明封止材用の封止材組成物は、各層毎に密度範囲等の異なる組成物をベース樹脂とする。以下、先ずは、これらの封止材を熱可塑系の封止材として形成する場合に好ましく用いることが封止材組成物について説明する。
(Encapsulant composition for light-receiving surface side sealing material and non-light-receiving surface side transparent sealing material (transparent sealing material))
When the light-receiving surface
この場合において、透明封止材用の封止材組成物は、コア層21(31)用の封止材組成物とスキン層22(32)用の封止材組成物とを、それぞれ各層の形成に使い分ける。そして、これらコア層用、スキン層用の各封止材組成物により、所定の層厚さで、両最表面にスキン層が配置されている3層構造の多層フィルムを成形することにより、図2及び図3に示す受光面側封止材2や非受光面側透明封止材3を製造することができる。
In this case, the encapsulant composition for the transparent encapsulant comprises the encapsulant composition for the core layer 21 (31) and the encapsulant composition for the skin layer 22 (32), respectively. Use differently for formation. Then, by forming a multilayer film having a three-layer structure in which the skin layers are arranged on both outermost surfaces with a predetermined layer thickness by using the respective sealing material compositions for the core layer and the skin layer, 2 and the light-receiving surface
これらの透明封止材のコア層21(31)用の封止材組成物のベース樹脂としては、低密度ポリエチレン系樹脂(LDPE)、直鎖低密度ポリエチレン系樹脂(LLDPE)、又はメタロセン系直鎖低密度ポリエチレン系樹脂(M−LLDPE)を好ましく用いることができる。中でも、太陽電池モジュールの長期信頼性の観点から、低密度ポリエチレン系樹脂(LDPE)をコア層用の組成物として特に好ましく用いることができる。 As a base resin of the sealing material composition for the core layer 21 (31) of these transparent sealing materials, a low density polyethylene resin (LDPE), a linear low density polyethylene resin (LLDPE), or a metallocene direct resin is used. A chain low density polyethylene resin (M-LLDPE) can be preferably used. Among these, from the viewpoint of long-term reliability of the solar cell module, a low-density polyethylene resin (LDPE) can be particularly preferably used as the composition for the core layer.
コア層21(31)用の封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレン系樹脂の密度は、0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下であり、より好ましくは、0.920g/cm3以下である。コア層21(31)用の封止材組成物のベース樹脂の密度を上記範囲とすることにより、架橋処理を経ることなく、受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3に必要十分な耐熱性を備えさせることができる。
The density of the polyethylene resin used as the base resin of the sealing material composition for the core layer 21 (31) is 0.910 g / cm 3 or more and 0.930 g / cm 3 or less, and more preferably 0.920 g / cm 3. cm 3 or less. By setting the density of the base resin of the sealing material composition for the core layer 21 (31) within the above range, the light-receiving surface
コア層21(31)用の封止材組成物の融点については、融点90℃以上135℃以下であることが好ましく、融点100℃以上115℃以下であることがより好ましい。コア層21(31)の融点を上記融点範囲とすることにより、これらの透明封止材の耐熱性とモールディング特性とを、好ましい範囲内に保持することができる。尚、コア層の組成物にポリプロピレン等の高融点の樹脂を添加することによって、封止材組成物の融点を135℃程度にまで高めることが可能である。 The melting point of the sealing material composition for the core layer 21 (31) is preferably 90 ° C. or higher and 135 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or higher and 115 ° C. or lower. By setting the melting point of the core layer 21 (31) within the above melting point range, the heat resistance and molding characteristics of these transparent sealing materials can be maintained within a preferable range. In addition, it is possible to raise the melting | fusing point of a sealing material composition to about 135 degreeC by adding high melting point resin, such as a polypropylene, to the composition of a core layer.
コア層21(31)用の封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレン系樹脂のメルトマスフローレート(MFR)は、190℃、荷重2.16kg、において2.0g/10分以上7.5g/10分以下であることが好ましく、3.0g/10分以上6.0g/10分以下であることがより好ましい。コア層21(31)用の封止材組成物のベース樹脂のMFRを上記範囲とすることにより、これらの透明封止材の耐熱性とモールディング特性とを、好ましい範囲内に保持することができる。又、製膜時の加工適性を十分に高めて受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3の生産性の向上にも寄与することができる。尚、封止材が多層フィルムである場合のMFRについては、全ての層が一体積層された多層状態のまま、上記処理による測定を行い、得た測定値を当該多層の封止材のMFR値とするものとする。
The melt mass flow rate (MFR) of the polyethylene-based resin used as the base resin of the encapsulant composition for the core layer 21 (31) is 2.0 g / 10 min or more and 7.5 g / min at 190 ° C. and a load of 2.16 kg. It is preferably 10 minutes or less, and more preferably 3.0 g / 10 minutes or more and 6.0 g / 10 minutes or less. By setting the MFR of the base resin of the sealing material composition for the core layer 21 (31) within the above range, the heat resistance and molding characteristics of these transparent sealing materials can be maintained within a preferable range. . Moreover, the processability at the time of film-forming can fully be improved, and it can contribute also to the improvement of productivity of the light-receiving surface
コア層21(31)用の封止材組成物中の全樹脂成分に対する上記のベース樹脂の含有量は70質量%以上99質量%以下であり、好ましくは90質量%以上99質量%以下である。上記範囲内でベース樹脂を含むものである限りにおいて、他の樹脂を含んでいてもよい。 Content of said base resin with respect to all the resin components in the sealing material composition for core layers 21 (31) is 70 to 99 mass%, Preferably it is 90 to 99 mass%. . As long as the base resin is included within the above range, other resins may be included.
受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3のスキン層22(32)用の封止材組成物のベース樹脂としては、コア層21(31)用の封止材組成物と同様に、低密度ポリエチレン系樹脂(LDPE)、直鎖低密度ポリエチレン系樹脂(LLDPE)、又はメタロセン系直鎖低密度ポリエチレン系樹脂(M−LLDPE)を好ましく用いることができる。中でも、モールディング特性の観点から、メタロセン系直鎖低密度ポリエチレン系樹脂(M−LLDPE)をスキン層用の組成物として特に好ましく用いることができる。
As a base resin of the sealing material composition for the skin layer 22 (32) of the light-receiving surface
スキン層22(32)用の封止材組成物のベース樹脂として用いる上記のポリエチレン系樹脂の密度は、0.890g/cm3以上0.910g/cm3以下であり、より好ましくは、0.899g/cm3以下である。スキン層用の封止材組成物のベース樹脂の密度を上記範囲とすることにより、これらの透明封止材の密着性を好ましい範囲に保持することができる。 The density of the polyethylene resin used as the base resin of the skin layer 22 (32) sealing material composition for is a 0.890 g / cm 3 or more 0.910 g / cm 3 or less, more preferably, 0. It is 899 g / cm 3 or less. By setting the density of the base resin of the sealing material composition for the skin layer within the above range, the adhesiveness of these transparent sealing materials can be maintained within a preferable range.
スキン層22(32)用の封止材組成物の融点については、融点55℃以上100℃以下であることが好ましく、融点80℃以上95℃以下であることがより好ましい。スキン層22(32)用の封止材組成物の融点を上記範囲とすることにより、太陽電池モジュールとしての一体化時における封止材の密着性を更に確実に向上させることができる。 About melting | fusing point of the sealing material composition for skin layers 22 (32), it is preferable that it is melting | fusing point 55 degreeC or more and 100 degrees C or less, and it is more preferable that it is melting | fusing point 80 degreeC or more and 95 degrees C or less. By making melting | fusing point of the sealing material composition for skin layers 22 (32) into the said range, the adhesiveness of the sealing material at the time of integration as a solar cell module can be improved further reliably.
スキン層22(32)用の封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレン系樹脂のメルトマスフローレート(MFR)は、190℃、荷重2.16kg、において2.0g/10分以上7.0g/10分以下であることが好ましく、2.5g/10分以上6.0g/10分以下であることがより好ましい。スキン層22(32)用の封止材組成物のベース樹脂のMFRを上記範囲とすることにより、これらの透明封止材の密着性を更に確実に好ましい範囲内に保持することができる。又、製膜時の加工適性を十分に高めて受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3の生産性の向上に寄与することができる。
The melt mass flow rate (MFR) of the polyethylene-based resin used as the base resin of the sealing material composition for the skin layer 22 (32) is 2.0 g / 10 min or more and 7.0 g / min at 190 ° C. and a load of 2.16 kg. It is preferably 10 minutes or less, and more preferably 2.5 g / 10 minutes or more and 6.0 g / 10 minutes or less. By setting the MFR of the base resin of the sealing material composition for the skin layer 22 (32) within the above range, the adhesiveness of these transparent sealing materials can be more reliably maintained within a preferable range. Moreover, the processability at the time of film formation can fully be improved, and it can contribute to the improvement of productivity of the light-receiving surface
スキン層22(32)用の封止材組成物中の全樹脂成分に対する上記のベース樹脂の含有量は60質量%以上99質量%以下であり、好ましくは90質量%以上99質量%以下である。上記範囲内でベース樹脂を含むものである限りにおいて、他の樹脂を含んでいてもよい。 Content of said base resin with respect to all the resin components in the sealing material composition for skin layers 22 (32) is 60 to 99 mass%, Preferably it is 90 to 99 mass%. . As long as the base resin is included within the above range, other resins may be included.
受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3を上述の弱架橋系の封止材として形成する場合、これに用いる非受光面側透明封止材用の封止材組成物は、ベース樹脂として密度0.900g/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り、本発明においては、その密度が0.900g/cm3以下であることが好ましく、より好ましくは0.870g/cm3以上0.890g/cm3以下の範囲である。この範囲であれば、シート加工性を維持しつつ良好な透明性と耐熱性と、を弱架橋処理によって付与することができる。
In the case where the light-receiving surface
又、受光面側封止材2及び非受光面側透明封止材3を上述の弱架橋系の封止材として形成する場合、ベース樹脂とするポリエチレン系樹脂のメルトマスフローレート(MFR)は、190℃、荷重2.16kg、において1.0g/10分以上40g/10分以下であることが好ましく、2g/10分以上40g/10分以下であることが更に好ましい。MFRが上記の範囲であることにより、これらの透明封止材の製膜時の加工適性を優れたものにすることができる。
Further, when the light-receiving surface
弱架橋を進行させることによって耐熱性を付与する製造方法によってこれらの透明封止材を製造する場合には、非受光面側透明封止材用の封止材組成物の全樹脂成分に対して、0.02質量%以上0.5質量%未満の架橋剤を添加することにより、非受光面側透明封止材3に好ましい耐熱性を付与することができる。架橋剤の添加量が0.5質量%を超えると、成形中にゲルが発生する等して製膜性が低下し、透明性も低下するため好ましくない。
When manufacturing these transparent sealing materials by a manufacturing method that imparts heat resistance by advancing weak crosslinking, with respect to all resin components of the sealing material composition for the non-light-receiving surface side transparent sealing material By adding 0.02 mass% or more and less than 0.5 mass% of the crosslinking agent, preferable heat resistance can be imparted to the non-light-receiving surface side
上記の弱架橋系の封止材の製造に用いる架橋剤の種類については特に限定はなく、以下に例示する各種の架橋剤を適宜用いることができる。架橋剤として具体的には、例えば以下に例示する各種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、n−ブチル4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、エチル3,3−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブチレート、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン等のパーオキシケタール類、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、又は、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。
There is no limitation in particular about the kind of crosslinking agent used for manufacture of said weak bridge | crosslinking type sealing material, The various crosslinking agents illustrated below can be used suitably. Specific examples of the crosslinking agent include various radical polymerization initiators exemplified below. Examples of the radical polymerization initiator include n-
尚、弱架橋を進行させることによって耐熱性を付与する製造方法によって非受光面側透明封止材3を製造する場合において、架橋助剤については、一般的な架橋処理とは異なり、これを使用しないことが好ましい。
In the case of producing the non-light-receiving surface side
以上説明した透明封止材のうちでも、特に受光面側封止材用の封止材組成物のベース樹脂は、メタロセン系直鎖低密度ポリエチレンを用いることがより好ましい。メタロセン系直鎖低密度ポリエチレンは、シングルサイト触媒であるメタロセン触媒を用いて合成されるものである。このようなポリエチレンは、側鎖の分岐が少なく、コモノマーの分布が均一である。このため、分子量分布が狭く、上記のような超低密度にすることが可能であり封止材に対して柔軟性を付与できる。封止材に柔軟性が付与される結果、封止材とガラス、金属等との密着性が高まる。 Among the transparent sealing materials described above, it is more preferable to use metallocene linear low density polyethylene as the base resin of the sealing material composition for the light receiving surface side sealing material. Metallocene linear low density polyethylene is synthesized using a metallocene catalyst which is a single site catalyst. Such polyethylene has few side chain branches and a uniform comonomer distribution. For this reason, molecular weight distribution is narrow, it is possible to make it the above ultra-low density, and a softness | flexibility can be provided with respect to a sealing material. As a result of the flexibility imparted to the sealing material, the adhesion between the sealing material and glass, metal, or the like increases.
又、直鎖低密度ポリエチレンは、結晶性分布が狭く、結晶サイズが揃っているので、結晶サイズの大きいものが存在しないばかりでなく、低密度であるために結晶性自体が低い。このため、封止材としてシート状に加工した際の透明性に優れる。したがって、これをベース樹脂とする受光面側封止材用の封止材組成物からなる封止材が、受光面側ガラス保護基板1と太陽電池素子6との間に配置された場合における入射光の減衰による発電効率の低下を防ぐことができる。
In addition, linear low density polyethylene has a narrow crystallinity distribution and a uniform crystal size, so that not only a large crystal size does not exist, but also the crystallinity itself is low because of its low density. For this reason, it is excellent in transparency when processed into a sheet shape as a sealing material. Therefore, the incident in the case where the sealing material made of the sealing material composition for the light receiving surface side sealing material using this as a base resin is disposed between the light receiving surface side glass protective substrate 1 and the
以上説明した全ての透明封止材層用の封止材組成物には、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体を、必要に応じて、各封止材組成物に一定量含有させることがより好ましい。このようなグラフト共重合体は、接着力に寄与するシラノール基の自由度が高くなるため、太陽電池モジュールにおける他の部材への非受光面側透明封止材3の接着性を向上させることができる。このシラン変性ポリエチレン系樹脂の封止材組成物の全樹脂成分に対する含有量は、コア層21(31)用の封止材組成物においては2質量%以上20質量%以下、同スキン層22(32)用の封止材組成物においては、5質量%以上40質量%以下であることが好ましい。特にスキン層用の封止材組成物には、10%以上のシラン変性ポリエチレンが含有されていることがより好ましい。尚、上記のシラン変性ポリエチレン系樹脂におけるシラン変性量は、1.0質量%以上3.0質量%以下程度であることが好ましい。上記の封止材組成物中における好ましいシラン変性ポリエチレン系樹脂の含有量範囲は、上記シラン変性量がこの範囲内であることを前提としており、この変性量の変動に応じて適宜微調整することが望ましい。
In the encapsulant composition for all the transparent encapsulant layers described above, a silane copolymer obtained by copolymerizing an α-olefin and an ethylenically unsaturated silane compound as a comonomer, if necessary, More preferably, each sealing material composition contains a certain amount. Such a graft copolymer increases the degree of freedom of silanol groups that contribute to the adhesive force, and therefore improves the adhesion of the non-light-receiving surface side
全ての透明封止材層用の封止材組成物には、又、適宜、密着性向上剤を添加することができる。密着性向上剤の添加により、他基材との密着耐久性をより高いものとすることができる。密着性向上剤としては、公知のシランカップリング剤を用いることができるが、エポキシ基を有するシランカップリング剤又は、メルカプト基を有するシランカップリングを、特に好ましく用いることができる。 Adhesiveness improvers can also be appropriately added to all of the encapsulant compositions for the transparent encapsulant layer. By adding the adhesion improver, the adhesion durability with other base materials can be made higher. As the adhesion improver, a known silane coupling agent can be used, and a silane coupling agent having an epoxy group or a silane coupling having a mercapto group can be particularly preferably used.
全ての透明封止材用の封止材組成物には、ポリマーに対して有害なラジカル種を補足し、新たなラジカルを発生しないようにするため耐光安定剤が添加されることが好ましい。これらの封止材組成物に添加する耐光安定剤としては、高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤を特に好ましく用いることができる。 It is preferable to add a light-resistant stabilizer to all encapsulant compositions for transparent encapsulants so as to capture radical species harmful to the polymer and prevent generation of new radicals. As the light-resistant stabilizer added to these sealing material compositions, a high molecular weight type hindered amine light-resistant stabilizer can be particularly preferably used.
一般的に、ヒンダードアミン系光安定化剤には、低分子量のものから高分子量のものまで多くの種類の化合物が知られている。太陽電池モジュール用の封止材組成物への使用に際しては、低分子量のもの、即ち、分子量が1200未満のものを用いるとブリードアウトが発生する場合が多く、この場合には、光線透過率が小さくなり透明性が低下してしまう。封止材の透明性の低下は太陽電池モジュールの発電効率の低下につながるため、封止材組成物に用いる耐光安定化剤としては、分子量が1200以上の高分子量のものを用いることが好ましい。好ましく用いることができる高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤の一例として、ブタン二酸1−[2−(4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ)エチル]を挙げることができる。 In general, many types of compounds are known as hindered amine light stabilizers from low molecular weight compounds to high molecular weight compounds. When used in a sealing material composition for a solar cell module, bleeding out often occurs when a low molecular weight, that is, a molecular weight of less than 1200 is used. In this case, the light transmittance is low. It becomes smaller and transparency is lowered. Since a decrease in the transparency of the encapsulant leads to a decrease in power generation efficiency of the solar cell module, it is preferable to use a high molecular weight molecular weight of 1200 or more as the light resistance stabilizer used in the encapsulant composition. As an example of a high molecular weight type hindered amine light stabilizer that can be preferably used, mention may be made of 1- [2- (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidino) ethyl] butanedioate. Can do.
封止材組成物へのヒンダードアミン系耐光安定剤添加量については、封止材組成物中の全樹脂成分に対して0.005質量%以上0.2質量%未満であればよく、0.03質量%以上0.20質量%以下であることが好ましい。上記含有量を、0.005質量%以上とすることにより、耐光安定化の効果が十分に得られる。又、上記含有量を、0.2質量%未満とすることによって、ブリードアウトを抑制することができ、又、ヒンダードアミン系耐光安定剤の過剰な添加による樹脂の変色を抑えることもできる。 The amount of hindered amine light resistance stabilizer added to the encapsulant composition may be 0.005% by mass or less and less than 0.2% by mass with respect to the total resin components in the encapsulant composition. It is preferable that they are mass% or more and 0.20 mass% or less. By making the content 0.005% by mass or more, the effect of stabilizing light resistance can be sufficiently obtained. Further, when the content is less than 0.2% by mass, bleeding out can be suppressed, and discoloration of the resin due to excessive addition of a hindered amine light-resistant stabilizer can also be suppressed.
全ての透明封止材用の封止材組成物には、更にその他の成分を含有させることができる。例えば、架橋助剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、密着性向上剤、核剤、分散剤、レベリング剤、可塑剤、消泡剤、難燃剤、及びその他の各種フィラーを適宜添加することができる。これらの添加剤の含有量比は、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質量%以上60質量%以下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。 All the sealing material compositions for transparent sealing materials may further contain other components. For example, a crosslinking aid, an ultraviolet absorber, a heat stabilizer, an adhesion improver, a nucleating agent, a dispersant, a leveling agent, a plasticizer, an antifoaming agent, a flame retardant, and other various fillers can be added as appropriate. . The content ratio of these additives varies depending on the particle shape, density, and the like, but is preferably in the range of 0.001% by mass to 60% by mass in the encapsulant composition. By including these additives, it is possible to impart a mechanical strength that is stable over a long period of time, an effect of preventing yellowing, cracking, and the like to the encapsulant composition.
[非受光面側白色封止材]
非受光面側白色封止材4は、密度0.870g/cm3以上0.930g/cm3以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂としてなり、ゲル分率が0%の樹脂フィルムによって形成されていることが好ましい。この非受光面側白色封止材4は、又、上記の各透明封止材と同様の材料、製法により、熱可塑系、或いは弱架橋系の封止材として形成することができる。
[Non-light receiving side white sealing material]
The non-light-receiving side
但し、図4に示すように、非受光面側白色封止材4は、白色コア層41と、少なくともいずれかの最表面に配置されるスキン層42と、を含む複数の層によって構成される多層フィルムであって、白色コア層41のみに着色材料が含まれている点において、上記の各透明封止材とは異なる。
However, as shown in FIG. 4, the non-light-receiving surface side
多層フィルムである非受光面側白色封止材4は、上記の各透明封止材のコア層用の封止材組成物と同様の樹脂組成からなり、これに白色の着色材料を更に添加した白色コア層41用の封止材組成物と、上記の各透明封止材のスキン層用の封止材組成物と同様の樹脂組成からなるスキン層42用の封止材組成物とを、それぞれ各層毎に使い分け、これらの各封止材組成物により、所定の層厚さで、両最表面にスキン層が配置されている3層構造の多層フィルムを成形することにより製造することができる。
The non-light-receiving surface side
非受光面側白色封止材4における白色コア層41は、非受光面側白色封止材4において、基板層として主たる部分を構成し、又、この層内に非受光面側白色封止材4の外観において、白色の外観を発現させるための白色顔料等の着色剤が含有されている。非受光面側白色封止材4は、この白色コア層41において、上記の通り、太陽光を反射させることにより、太陽電池モジュール10の発電効率の向上に寄与することができる。
The
(非受光面側白色封止材用の封止材組成物)
非受光面側白色封止材4の白色コア層41を形成するために用いる非受光面側白色封止材4の白色コア層用の封止材組成物は、非受光面側透明封止材用のコア層31用の封止材組成物と同様の所定の密度範囲にある低密度ポリエチレン樹脂をベース樹脂とし、これに酸化チタン等の無機系の白色顔料を添加したものを用いることができる。
(Sealing material composition for non-light-receiving surface side white sealing material)
The sealing composition for the white core layer of the non-light receiving surface side
非受光面側白色封止材4の白色コア層用の封止材組成物は、白色封止材としての好ましい外観や光反射性能を発現させるための着色材料を含有する。そのような着色材料としては、無機化合物からなる無機系の白色顔料を用いることができる。そのような白色顔料を含有させることにより、本発明の白色封止材は、太陽電池モジュールにおける非受光面側に配置された場合に、太陽電池モジュール内への入射光を反射し、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。又、非受光面側白色封止材4の白色コア層41に無機系の白色顔料が含まれる場合、可視光域における光反射性能に優れるのみならず、これらの顔料が紫外線を吸収する作用も奏するものであるため、裏面側が透明なガラス基板からなる太陽電池モジュール10において、裏面側からの紫外線を遮断して各封止材の紫外線劣化を防ぐことができる。
The sealing material composition for the white core layer of the non-light-receiving surface side
上記の無機系の白色顔料としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛及び酸化チタン等を好ましく用いることができる。それらの中でも汎用性の観点から酸化チタンを特に好ましく用いることができる。 As the inorganic white pigment, for example, calcium carbonate, barium sulfate, zinc oxide, titanium oxide and the like can be preferably used. Among these, titanium oxide can be particularly preferably used from the viewpoint of versatility.
上記白色顔料は、粒径が0.2μm以上1.5μm以下であることが好ましい。白色顔料の粒径が上記範囲にあれば、それからなる白色層は可視光線の領域に加えて近赤外線をも効率よく反射するため、太陽電池モジュールの発電効率向上に更に大きく寄与することができる粒径が0.3μm以上1.5μm以下の白色顔料の代表例は酸化チタンであり、太陽光線の反射性能を高めるためにも、白色顔料として、酸化チタンを用いることが好ましい。この無機系の白色顔料は、白色コア層41にのみ含有されていて、白色コア層41における含有量が5質量%以上30質量%以下であることが好ましい。又、非受光面側白色封止材4は、白色コア層41のみに白色顔料が含有される構成とすることにより、スキン層42の密着性が、白色顔料の影響によって低下することを抑止できる。
The white pigment preferably has a particle size of 0.2 μm or more and 1.5 μm or less. If the particle size of the white pigment is in the above range, the white layer formed from it effectively reflects near infrared rays in addition to the visible light region, so that the particles that can further contribute to the power generation efficiency improvement of the solar cell module. A typical example of a white pigment having a diameter of 0.3 μm or more and 1.5 μm or less is titanium oxide, and it is preferable to use titanium oxide as the white pigment in order to improve the reflection performance of sunlight. This inorganic white pigment is contained only in the
[受光面側ガラス保護基板、非受光面側ガラス保護基板]
受光面側ガラス保護基板1及び非受光面側ガラス保護基板5については、従来、太陽電池モジュールを構成する透光性を有する基板材料として用いられてきた各種のガラス板材を特に制限なく用いることができる。
[Light-receiving side glass protective substrate, Non-light-receiving side glass protective substrate]
About the light-receiving surface side glass protective substrate 1 and the non-light-receiving surface side glass
以上、実施形態を示して本発明を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において、適宜変更を加えて実施することができる。 While the present invention has been specifically described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the present invention.
<封止材の製造>
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
<Manufacture of sealing material>
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
[透明封止材(熱可塑系:封止材A1)の製造]
以下において説明する封止材組成物原料を下記割合(質量部)で混合し、それぞれ実施例、比較例の封止材のコア層用の封止材組成物及びスキン層用の封止材組成物とした。それぞれの封止材組成物をφ30mm押出し機、200mm幅のTダイを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度210℃、引き取り速度1.1m/minでコア層用及びスキン層用とするための各樹脂フィルムを作製し、これらの各樹脂フィルムを積層して、コア層と両最表面に配置されるスキン層とを備える熱可塑系の封止材を製造した。これを実施例及び比較例の太陽電池モジュールにおいて透明封止材として用いる封止材A1とした。この封止材の厚さは、いずれも、総厚さ450μmとし、各層の厚さの比については、スキン層:コア層:スキン層の厚さ比が、1:8:1となるようにした。この多層シートのコア層の密度は、0.92g/cm3、スキン層の密度は、0.89g/cm3である。
[Production of transparent sealing material (thermoplastic: sealing material A1)]
The encapsulant composition raw materials described below are mixed in the following proportions (parts by mass), and the encapsulant composition for the core layer and the encapsulant composition for the skin layer of the encapsulant of Examples and Comparative Examples, respectively. It was a thing. Using each sealing material composition for a core layer and a skin layer at an extrusion temperature of 210 ° C. and a take-off speed of 1.1 m / min using a φ30 mm extruder and a film molding machine having a 200 mm wide T-die Each resin film was produced, these each resin film was laminated | stacked, and the thermoplastic sealing material provided with the core layer and the skin layer arrange | positioned on both outermost surfaces was manufactured. This was made into sealing material A1 used as a transparent sealing material in the solar cell module of an Example and a comparative example. The thicknesses of the sealing materials are all 450 μm in total, and the thickness ratio of each layer is such that the skin layer: core layer: skin layer thickness ratio is 1: 8: 1. did. The density of the core layer of this multilayer sheet is 0.92 g / cm 3 , and the density of the skin layer is 0.89 g / cm 3 .
この熱可塑系の封止材組成物原料としては、以下の原料を使用した。
(コア層用の封止材組成物用のベース樹脂)
密度0.919g/cm3、融点105℃、190℃でのMFRが3.5g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M−LLDPE)。77質量部添加。
密度0.880g/cm3、融点60℃、190℃でのMFRが3.5g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M−LLDPE)。20質量部添加。
(スキン層用の封止材組成物用のベース樹脂)
密度0.898g/cm3、融点90℃、190℃でのMFRが3.5g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M−LLDPE)。85質量部添加。
(その他の添加剤)
耐候剤マスターバッチ::ベース樹脂(密度0.919g/cm3、融点105℃、190℃でのMFRが3.5g/10分の低密度ポリエチレン系樹脂)100質量部に対して、ヒンダードアミン系光安定化剤(「KEMISTAB62」(ケミプロ社製)):0.6質量部。UV吸収剤(「KEMISORB12」(ケミプロ社製)):3.5質量部。UV吸収剤(「KEMISORB79」(ケミプロ社製):0.6質量部。耐候剤マスターバッジは、コア層用及びスキン層用の組成物に10質量部ずつ添加した。
シラン変性ポリエチレン系樹脂:密度0.900g/cm3、MFRが2.0g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂100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0.15質量部とを混合し、200℃で溶融、混練して得たシラン変性ポリエチレン系樹脂。密度0.901g/cm3、MFR1.0g/10分。融点100℃。シラン変性ポリエチレン系樹脂は、コア層用の組成物に3質量部、スキン層用の組成物に15質量部添加した。
The following raw materials were used as the thermoplastic sealing material composition raw material.
(Base resin for encapsulant composition for core layer)
A metallocene linear low density polyethylene resin (M-LLDPE) having a density of 0.919 g / cm 3 , a melting point of 105 ° C., and an MFR at 190 ° C. of 3.5 g / 10 min. 77 parts by mass added.
A metallocene linear low-density polyethylene resin (M-LLDPE) having a density of 0.880 g / cm 3 , a melting point of 60 ° C., and an MFR at 190 ° C. of 3.5 g / 10 min. Added 20 parts by weight.
(Base resin for encapsulant composition for skin layer)
Metallocene linear low density polyethylene resin (M-LLDPE) having a density of 0.898 g / cm 3 , a melting point of 90 ° C., and an MFR at 190 ° C. of 3.5 g / 10 min. 85 parts by mass added.
(Other additives)
Weatherproofing agent master batch: Hindered amine light for 100 parts by weight of base resin (density 0.919 g / cm 3 , melting point 105 ° C., MFR at 190 ° C. is 3.5 g / 10 min low density polyethylene resin) Stabilizer (“KEMISTAB62” (Chemipro)): 0.6 parts by mass. UV absorber ("KEMISORB 12" (manufactured by Chemipro)): 3.5 parts by mass. UV absorber (“KEMISORB 79” (Chemipro): 0.6 parts by mass. The weathering agent master badge was added to the composition for the core layer and the skin layer by 10 parts by mass.
Silane-modified polyethylene resin: 2 parts by mass of vinyltrimethoxysilane with respect to 100 parts by mass of a metallocene linear low-density polyethylene resin having a density of 0.900 g / cm 3 and an MFR of 2.0 g / 10 min. A silane-modified polyethylene resin obtained by mixing 0.15 parts by mass of dicumyl peroxide as a radical generator (reaction catalyst), melting and kneading at 200 ° C. Density 0.901 g / cm 3 , MFR 1.0 g / 10 min. Melting point 100 ° C. The silane-modified polyethylene resin was added in an amount of 3 parts by mass to the core layer composition and 15 parts by mass of the skin layer composition.
[透明封止材(弱架橋系:封止材A2)の製造]
以下において説明する封止材組成物原料を下記配合比で混合し、それぞれ実施例、比較例の封止材のコア層用の封止材組成物及びスキン層用の封止材組成物とした。それぞれの封止材組成物をφ30mm押出し機、200mm幅のTダイを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度210℃、引き取り速度1.1m/minでコア層用及びスキン層用とするための各樹脂フィルムを作製し、これらの各樹脂フィルムを積層して、コア層と両最表面に配置されるスキン層とを備える弱架橋系の封止材を製造した。これを実施例及び比較例の太陽電池モジュールにおいて透明封止材として用いる封止材A2とした。この封止材の厚さは、いずれも、総厚さ450μmとし、各層の厚さの比については、スキン層:コア層:スキン層の厚さ比が、1:8:1となるようにした。
[Manufacture of transparent sealing material (weak crosslinking system: sealing material A2)]
The encapsulant composition raw materials described below were mixed at the following blending ratios, and the encapsulant composition for the core layer of the encapsulant and the encapsulant composition for the skin layer of Examples and Comparative Examples, respectively. . Using each sealing material composition for a core layer and a skin layer at an extrusion temperature of 210 ° C. and a take-off speed of 1.1 m / min using a φ30 mm extruder and a film molding machine having a 200 mm wide T-die Each resin film was produced, and each of these resin films was laminated to produce a weakly-crosslinked sealing material including a core layer and a skin layer disposed on both outermost surfaces. This was made into sealing material A2 used as a transparent sealing material in the solar cell module of an Example and a comparative example. The thicknesses of the sealing materials are all 450 μm in total, and the thickness ratio of each layer is such that the skin layer: core layer: skin layer thickness ratio is 1: 8: 1. did.
この弱架橋系の封止材組成物原料としては、以下の原料を使用した。
(コア層用の封止材組成物用のベース樹脂)
密度0.880g/cm3、190℃でのMFRが3.5g/10分のM−LLDPEペレット100質量部に対して、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(t‐ブチルパーオキシ)ヘキサン0.041質量部を含浸させコンパウンドペレットを得た。97質量部添加。
(スキン層用の封止材組成物用のベース樹脂)
密度0.880g/cm3、190℃でのMFRが3.5g/10分のM−LLDPEペレット100質量部に対して、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(t‐ブチルパーオキシ)ヘキサン0.032質量部を含浸させコンパウンドペレットを得た。80質量部添加。
(その他の添加剤)
耐候剤マスターバッチ:密度0.880g/cm3のチーグラー直鎖状低密度ポリエチレンを粉砕したパウダー100質量部に対して、ベンゾフェノール系紫外線吸収剤3.8質量部とヒンダードアミン系光安定化剤5質量部と、リン系熱安定化剤0.5質量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。この耐候剤マスターバッジは、コア層用及びスキン層用の組成物に5質量部ずつ添加した。
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得た。このシラン変性ポリエチレン系樹脂は、コア層用の組成物に3質量部、スキン層用の組成物に15質量部添加した。この多層シートのコア層の密度は、0.88g/cm3、スキン層の密度は、0.88g/cm3である。
The following raw materials were used as raw materials for the weakly crosslinked encapsulant composition.
(Base resin for encapsulant composition for core layer)
2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) with respect to 100 parts by mass of M-LLDPE pellets having a density of 0.880 g / cm 3 and MFR at 190 ° C. of 3.5 g / 10 min Compound pellets were obtained by impregnating 0.041 parts by mass of hexane. 97 parts by mass added.
(Base resin for encapsulant composition for skin layer)
2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) with respect to 100 parts by mass of M-LLDPE pellets having a density of 0.880 g / cm 3 and MFR at 190 ° C. of 3.5 g / 10 min Compound pellets were obtained by impregnating 0.032 parts by mass of hexane. Add 80 parts by weight.
(Other additives)
Weathering agent master batch: 3.8 parts by mass of benzophenol UV absorber and hindered
With respect to 98 parts by mass of a metallocene linear low density polyethylene (M-LLDPE) having a density of 0.881 g / cm 3 and an MFR at 190 ° C. of 2 g / 10 minutes, , 0.1 part by mass of dicumyl peroxide as a radical generator (reaction catalyst), mixed and melted and kneaded at 200 ° C., density 0.884 g / cm 3 , MFR at 190 ° C. was 1.8 g / A silane-modified transparent resin of 10 minutes was obtained. 3 parts by mass of the silane-modified polyethylene resin was added to the composition for the core layer and 15 parts by mass to the composition for the skin layer. The density of the core layer of this multilayer sheet is 0.88 g / cm 3 , and the density of the skin layer is 0.88 g / cm 3 .
[透明封止材(架橋系:封止材B)の製造]
下記組成の受光面側透明封止材用の封止材組成物を混合して溶融し、常法Tダイ法により厚さ450μmとなるように成膜して実施例及び比較例の太陽電池モジュールにおいて透明封止材として用いる単層の架橋系の封止材Bを得た。成膜温度は90℃〜100℃とした。
ベース樹脂(LLDPE):エチレンと1−ヘキセンとの共重合体であり、密度0.880g/cm3、190℃でのメルトマスフローレート(MFR)8g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン。ポリスチレン換算の数平均分子量77000。
架橋剤(TBEC):t‐ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート(アルケマ吉富株式会社製、商品名ルペロックスTBEC)。ベース樹脂100質量部に対して、0.7質量部添加。
架橋助剤(TAIC):トリアリルイソシアヌレート(Statomer社製、商品名SR533)。ベース樹脂100質量部に対して、0.5質量部添加。
UV吸収剤:ケミプロ化成株式会社製、商品名KEMISORB102。ベース樹脂100質量部に対して、0.25質量部添加。
耐候安定剤:チバ・ジャパン株式会社製、商品名Tinuvin770。ベース樹脂100質量部に対して、0.2質量部添加。
酸化防止剤:チバ・ジャパン株式会社製、商品名Irganox1076。ベース樹脂100質量部に対して、0.05質量部添加。
シランカップリング剤:信越化学工業株式会社製、商品名KBM503。ベース樹脂100質量部に対して、0.05質量部添加。
[Manufacture of transparent sealing material (crosslinking system: sealing material B)]
Solar cell modules of Examples and Comparative Examples by mixing and melting a sealing material composition for a light-receiving surface side transparent sealing material having the following composition, and forming a film to a thickness of 450 μm by a conventional T-die method A single-layer cross-linking encapsulant B used as a transparent encapsulant was obtained. The film forming temperature was 90 ° C. to 100 ° C.
Base resin (LLDPE): a copolymer of ethylene and 1-hexene, having a density of 0.880 g / cm 3 and a melt mass flow rate (MFR) at 190 ° C. of 8 g / 10 min. polyethylene. Number average molecular weight of 77,000 in terms of polystyrene.
Cross-linking agent (TBEC): t-butylperoxy-2-ethylhexyl carbonate (manufactured by Arkema Yoshitomi, trade name Luperox TBEC). 0.7 parts by mass added to 100 parts by mass of the base resin.
Crosslinking aid (TAIC): triallyl isocyanurate (manufactured by Statomer, trade name SR533). 0.5 parts by mass added to 100 parts by mass of the base resin.
UV absorber: manufactured by Chemipro Kasei Co., Ltd., trade name KEMISORB102. Addition of 0.25 parts by mass to 100 parts by mass of the base resin.
Weathering stabilizer: Ciba Japan Co., Ltd., trade name Tinuvin 770. 0.2 parts by mass added to 100 parts by mass of the base resin.
Antioxidant: Ciba Japan Co., Ltd., trade name Irganox 1076. 0.05 parts by mass added to 100 parts by mass of the base resin.
Silane coupling agent: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name KBM503. 0.05 parts by mass added to 100 parts by mass of the base resin.
[非受光面側白色封止材(C1、C2、C3の製造]
上記の熱可塑系、弱架橋系、架橋系、の各封止材におけるコア層(封止材Bについては単層の樹脂層に)下記の白色顔料をいずれも樹脂成分100質量部に対して7質量部の割合で混合することにより、3種類の白色封止材を製造した。このようにして得た熱可塑系の白色封止材をC1、弱架橋系の白色封止材をC2、架橋系の白色封止材をC3とした。
(白色顔料)
平均粒径0.2μmの酸化チタン。
[Non-light-receiving surface side white sealing material (production of C1, C2, C3]
The core layer in each of the thermoplastic, weakly cross-linked, and cross-linked encapsulating materials (for the encapsulating material B, a single-layered resin layer) with respect to 100 parts by mass of the following white pigment Three kinds of white sealing materials were manufactured by mixing in the ratio of 7 mass parts. The thermoplastic white sealing material thus obtained was designated as C1, the weakly crosslinked white sealing material as C2, and the crosslinked white sealing material as C3.
(White pigment)
Titanium oxide with an average particle size of 0.2 μm.
[透明封止材(熱可塑系(高密度):封止材A1c)の製造]
熱可塑系の封止材A1のコア層用の組成物を上記成形方法により厚さ450μmの単層のフィルムとしたものを、封止材A1cとした。
[Manufacture of transparent sealing material (thermoplastic (high density): sealing material A1c)]
The composition for the core layer of the thermoplastic sealing material A1 formed into a single-layer film having a thickness of 450 μm by the above molding method was designated as the sealing material A1c.
[透明封止材(熱可塑系(低密度):封止材A1s)の製造]
熱可塑系の封止材A1のスキン層用の組成物を上記成形方法により厚さ450μmの単層のフィルムとしたものを、封止材A1sとした。
[Manufacture of transparent sealing material (thermoplastic (low density): sealing material A1s)]
The composition for the skin layer of the thermoplastic encapsulant A1 made into a single-layer film having a thickness of 450 μm by the above molding method was designated as encapsulant A1s.
[ゲル分率の測定]
太陽電池モジュールとして一体化された状態での各封止材の物性を評価するために、上記各封止材をETFEフィルムで挟み込んで、真空加熱ラミネーションにより架橋処理を行ったものについて、上述の測定方法により、ゲル分率を測定した。その結果、架橋系の封止材Cと白色封止材C3については、ゲル分率が60%。熱可塑系及び弱架橋系の封止材A1及びA2とC1及びC2については、いずれも、上記加熱処理後のゲル分率は0%であった。尚、真空加熱ラミネート条件は、下記の「太陽電池モジュール評価用サンプルの製造」における条件と同一条件とした。
[Measurement of gel fraction]
In order to evaluate the physical properties of each sealing material in an integrated state as a solar cell module, the above-mentioned measurement was performed for each sealing material sandwiched between ETFE films and subjected to crosslinking treatment by vacuum heating lamination. The gel fraction was measured by the method. As a result, the gel fraction of the cross-linking encapsulant C and the white encapsulant C3 is 60%. For the thermoplastic and weakly crosslinked sealing materials A1 and A2, and C1 and C2, the gel fraction after the heat treatment was 0%. The vacuum heating lamination conditions were the same as the conditions in the following “Manufacturing of solar cell module evaluation sample”.
<太陽電池モジュール評価用サンプルの製造>
上記の各封止材A1、A2、Bをそれぞれ、受光面側透明封止材、或いは、非受光面側透明封止材として使い分け、又、上記の各封止材C1〜C3を、それぞれ、非受光面側白色封止材として使い分けることにより、各実施例、比較例の太陽電池モジュール評価用サンプルを下記表1に示す構成により製造した。
<Manufacture of solar cell module evaluation samples>
Each of the sealing materials A1, A2, and B is used as a light receiving surface side transparent sealing material or a non-light receiving surface side transparent sealing material, respectively, and each of the sealing materials C1 to C3 is respectively Samples for solar cell module evaluation of each example and comparative example were manufactured according to the configuration shown in Table 1 below by properly using the non-light-receiving surface side white sealing material.
太陽電池モジュール評価用サンプルは、受光面側ガラス保護基板(白板フロート強化ガラス、1700mm×1000mm×2.5mm)、受光面側透明封止材(1700mm×1000mm×0.45mm)、太陽電池素子、非受光面側透明封止材(1700mm×1000mm×0.45mm)、非受光面側白色封止材(1700mm×1000mm×0.45mm)、及び非受光面側ガラス保護基板(白板フロート強化ガラス、1700mm×1000mm×2.5mm)からなる部材を順次積層してから真空加熱ラミネーションにより、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造し、これを実施例及び比較例の太陽電池モジュール評価用サンプルとした。太陽電池素子については、下記の太陽電池素子を用意し、一つの太陽電池モジュール評価用サンプルについて同種類の太陽電池素子各60枚を接続部材にて電気的に直列接続した。
(真空加熱ラミネート条件) (a)真空引き:6.0分
(b)加圧(0kPa〜70kPa):1.5分
(c)圧力保持(70kPa):11.0分
(d)温度165℃
(太陽電池素子)
多結晶シリコン基板を用いて作製する結晶シリコン太陽電池素子。(Motech、IM156B3)
Samples for solar cell module evaluation include a light-receiving surface side glass protective substrate (white plate tempered glass, 1700 mm × 1000 mm × 2.5 mm), a light-receiving surface side transparent sealing material (1700 mm × 1000 mm × 0.45 mm), a solar cell element, Non-light receiving surface side transparent sealing material (1700 mm × 1000 mm × 0.45 mm), non-light receiving surface side white sealing material (1700 mm × 1000 mm × 0.45 mm), and non-light receiving surface side glass protective substrate (white plate float tempered glass, 1700 mm × 1000 mm × 2.5 mm) are sequentially laminated and then manufactured by thermocompression bonding using the above-mentioned members as an integrally molded body by vacuum heating lamination, and this is evaluated for solar cell modules of Examples and Comparative Examples. A sample was used. Regarding the solar cell elements, the following solar cell elements were prepared, and 60 solar cell elements of the same type were electrically connected in series with a connecting member for one solar cell module evaluation sample.
(Vacuum heating lamination conditions) (a) Vacuum drawing: 6.0 minutes
(B) Pressurization (0 kPa to 70 kPa): 1.5 minutes
(C) Pressure holding (70 kPa): 11.0 minutes
(D) Temperature 165 ° C
(Solar cell element)
A crystalline silicon solar cell element manufactured using a polycrystalline silicon substrate. (Motech, IM156B3)
<ラミネート加工時の太陽電池素子保護性能評価>
上記の各太陽電池モジュール評価用サンプルについて、EL発光試験機で測定し、ラミネート加工時の太陽電池素子の保護性能を評価した。評価結果を表1に「セル割れ」として示す。
<Evaluation of solar cell element protection performance during laminating>
About each said solar cell module evaluation sample, it measured with the EL light emission tester, and evaluated the protective performance of the solar cell element at the time of a lamination process. The evaluation results are shown in Table 1 as “cell cracking”.
(評価基準) ○:全ての太陽電池素子の全面に割れが無い
△:太陽電池素子の表面の一部に割れがあるが発光は確認できる
×:割れがあり発光が確認できない場所がある
(Evaluation criteria) ○: No cracks on the entire surface of all solar cell elements
Δ: There is a crack in a part of the surface of the solar cell element, but light emission can be confirmed.
×: There is a place where light emission cannot be confirmed due to cracks
<ラミネート加工時の回り込み抑制効果評価>
上記の各太陽電池モジュール評価用サンプルについて、目視観察により、下記の評価基準により、回り込み抑制効果試験を評価した。評価結果を表1に「回り込み」として示す。
(評価基準) ○:白色封止材が太陽電池素子の受光面側に回り込んでいない。
×:白色封止材が太陽電池素子の受光面側に回り込んでいる。
<Evaluation of wraparound effect during laminating>
About each said solar cell module evaluation sample, the wraparound suppression effect test was evaluated by visual observation by the following evaluation criteria. The evaluation results are shown as “wraparound” in Table 1.
(Evaluation criteria) (circle): The white sealing material does not wrap around to the light-receiving surface side of a solar cell element.
X: The white sealing material wraps around the light-receiving surface side of the solar cell element.
<ラミネート時における層間残存気泡の残存量評価>
上記の各太陽電池モジュール評価用サンプルについて、目視観察により、下記の評価基準により、層間残存気泡の残存量を評価した。評価結果を表1に「気泡」として示す。
(評価基準) ○:いずれかのガラス保護基板と封止材との界面にも気泡が残存しない。
×:いずれかのガラス保護基板と封止材との界面に気泡が5mmφ以上の気泡が1個以上残存する。
<Evaluation of residual amount of residual bubbles between layers during lamination>
About each said solar cell module evaluation sample, the residual amount of the interlayer residual bubble was evaluated by visual observation by the following evaluation criteria. The evaluation results are shown as “bubbles” in Table 1.
(Evaluation criteria) ○: No bubbles remain at the interface between any of the glass protective substrates and the sealing material.
×: One or more bubbles having a diameter of 5 mmφ or more remain at the interface between any glass protective substrate and the sealing material.
<封止材の耐熱性評価>
各封止材の耐熱性を測定するために耐熱クリープ試験を行った。ガラス板(白板フロート半強化ガラス JPT3.2 150mm×150mm×3.2mm)に、5cm×7.5cmに切り出したA、B1、B2、C1〜C3の各封止材を1枚重ね置き、その上から5cm×7.5cmの評価例1と同じガラス板を重ね置き、上記の<太陽電池モジュール評価用サンプルの製造>と同条件で真空加熱ラミネータ処理を行い、耐熱性評価用サンプルを作成した。この後、大判ガラスを垂直に置き、105℃で12時間放置し、放置後の5cm×7.5cmのガラス板の移動距離(mm)を測定し、評価した。評価は以下の基準で行った。評価結果を表2に「耐熱性」として示す。
(評価基準) ○:0.00mm超え1.0mm未満
×:1.0mm以上
評価結果を「耐熱性」として表2に記す。
<Evaluation of heat resistance of sealing material>
A heat-resistant creep test was performed to measure the heat resistance of each encapsulant. A glass plate (white plate float semi-tempered glass JPT3.2 150 mm × 150 mm × 3.2 mm), each of the sealing materials A, B1, B2, C1 to C3 cut out to 5 cm × 7.5 cm is placed on top of each other. From the top, the same glass plate as in Evaluation Example 1 of 5 cm × 7.5 cm was placed on top of each other, subjected to vacuum heating laminator treatment under the same conditions as in the above <Manufacture of solar cell module evaluation sample>, and a heat resistance evaluation sample was prepared. . Thereafter, the large format glass was placed vertically and allowed to stand at 105 ° C. for 12 hours, and the moving distance (mm) of the 5 cm × 7.5 cm glass plate after the standing was measured and evaluated. Evaluation was performed according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 2 as “heat resistance”.
(Evaluation criteria) ○: More than 0.00mm and less than 1.0mm
X: 1.0 mm or more The evaluation results are shown in Table 2 as “heat resistance”.
<封止材の透明性評価>
各封止材の透明性を評価するために、ヘーズ値(JIS K7136)を測定した。測定は、各封止材の上下に青板ガラスを積層した状態で、JISK7136に沿って、株式会社村上色彩研究所 ヘーズ・透過率系HM150にて測定した。評価結果を表2に「透明性」として示す。
(評価基準) ○:10.0%未満
△:10.0%以上
<Transparency evaluation of sealing material>
In order to evaluate the transparency of each sealing material, the haze value (JIS K7136) was measured. The measurement was carried out with Murakami Color Research Laboratory Haze / Transmittance HM150 in accordance with JISK7136 in the state where blue sheet glass was laminated on the top and bottom of each sealing material. The evaluation results are shown in Table 2 as “transparency”.
(Evaluation criteria) ○: Less than 10.0%
Δ: 10.0% or more
表1及び2より、本発明の太陽電池モジュールは、耐久性やバリア性に優れる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールにおいて、十分な耐熱性を保持した上で、ラミネート時における白色部分の回り込みも十分に抑制し、封止材から発生するガス由来の不要な気泡のモジュール内への残存を抑制して、従来品よりも品質の安定性に優れる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールであることが分かる。 From Tables 1 and 2, the solar cell module of the present invention is a double-sided glass protective substrate type solar cell module that is excellent in durability and barrier properties, while maintaining sufficient heat resistance, and the white portion wraps around during lamination. It is a double-sided glass protective substrate type solar cell module that is sufficiently suppressed and suppresses unnecessary bubbles derived from gas generated from the sealing material in the module, and has superior quality stability than conventional products. I understand.
1 受光面側ガラス保護基板
2 受光面側封止材
21 コア層
22 スキン層
3 非受光面側透明封止材
31 コア層
32 スキン層
4 非受光面側白色封止材
41 白色コア層
42 スキン層
5 非受光面側ガラス保護基板
6 太陽電池素子
10 太陽電池モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-receiving surface side glass
Claims (6)
前記受光面側封止材及び前記非受光面側透明封止材は、いずれも0.870g/cm3以上0.930g/cm3以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂としてなり、ゲル分率が0%であって、コア層と、該コア層の密度以下の密度を有し封止材の最表面に配置されるスキン層と、を含む複数の層によって構成される多層の封止材である、太陽電池モジュール。 A double-sided glass protective substrate type solar cell module in which a light-receiving surface side glass protective substrate, a light-receiving surface side sealing material, a solar cell element, a non-light-receiving surface side transparent sealing material, and a non-light-receiving surface side glass protective substrate are sequentially laminated. Because
The light receiving side sealing material and the non-light receiving side transparent encapsulant made as either 0.870 g / cm 3 or more 0.930 g / cm 3 or less polyethylene resin as a base resin of a gel fraction of 0 %, A multi-layer encapsulant comprising a plurality of layers including a core layer and a skin layer having a density equal to or less than the density of the core layer and disposed on the outermost surface of the encapsulant. , Solar cell module.
前記非受光面側白色封止材は、白色コア層と、最表面に配置されるスキン層と、を含む複数の層によって構成される多層の封止材であって、前記白色コア層のみに白色の着色材料が含まれている、請求項1から4のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 Between the non-light-receiving surface side transparent sealing material and the non-light-receiving surface side glass protective substrate, a non-light-receiving surface side white sealing material is further laminated,
The non-light-receiving surface side white sealing material is a multilayer sealing material composed of a plurality of layers including a white core layer and a skin layer disposed on the outermost surface, and only the white core layer. The solar cell module in any one of Claim 1 to 4 in which the white coloring material is contained.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016181066 | 2016-09-15 | ||
JP2016181066 | 2016-09-15 |
Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12015094B2 (en) | 2019-04-11 | 2024-06-18 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Sealing material sheet for solar-cell module and solar-cell module using the same |
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2017
- 2017-03-29 JP JP2017065711A patent/JP2018050026A/en active Pending
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