JP2018111819A

JP2018111819A - 太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2018111819A
Application number: JP2018017295A
Authority: JP
Inventors: 徳俊赤澤; Noritoshi Akazawa; 吉原　俊夫; Toshio Yoshihara; 俊夫吉原
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: JP6468375B2

Abstract

【課題】シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを併せて含有し、密着性や耐光性に優れる太陽電池モジュール用の封止材を、従来方法よりも高い生産性の下で製造することを可能とする封止材マスターバッチを提供すること【解決手段】封止材マスターバッチの製造方法を、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有してなるマスターバッチ用ベース樹脂と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して４重量部以上６重量部以下のシランカップリング剤と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．１重量部以上０．２重量部以下のマスターバッチ用有機過酸化物と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上５重量部以下の耐光安定剤と、を１６０℃以上２６０℃以下の温度で混錬する工程を含む封止材マスターバッチの製造方法とする。【選択図】図１

Description

本発明は太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチ及びその製造方法に関する。

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、提案されている。一般に太陽電池モジュールは、透明前面基板と太陽電池素子と裏面保護シートとが、太陽電池モジュール用の封止材を介して積層された構成である。

太陽電池モジュール等を構成する各部材は、常時、強い紫外線、熱線、風雨等といった過酷な環境に曝されることになる。このため、太陽電池モジュールを構成する各部材は、これらの条件において、長期間に亘る耐久性を備える必要がある。

太陽電池モジュール用の封止材として、透明性、密着性等に優れるＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）をベース樹脂としたものが従来広く用いられてきた。しかし、近年においては、ＥＶＡ同等の透明性を有し、ＥＶＡに比して耐加水分解性等に優れるポリエチレン系樹脂をベース樹脂とした封止材の開発が進んでいる。

ベース樹脂としてポリエチレン系樹脂を採用する場合、シランカップリング剤の配合によってガラス等との密着性が向上できることが知られている。そして、更に密着性を改善するため、そして、更に密着性を改善するため、直鎖低密度ポリエチレンにエチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合した低密度、低融点のシラン変性ポリエチレン系樹脂に、更に架橋剤を添加した封止材組成物を用いた封止材等が提案されている（特許文献１参照）。

一方、室外において、長期にわたって強い太陽光に晒されることを前提とする太陽電池モジュール用の封止材には、極めて高い耐光性が求められる。このような耐光性を有する封止材として、例えば、ヒンダードアミン系耐光安定剤（ＨＡＬＳ）を用いた封止材が提案されている。（特許文献２参照）。

そして、封止材組成物中でのＨＡＬＳの分散性を高めるための封止材組成物の製造方法としては、封止材組成物に混錬するＨＡＬＳを、予めマスターバッチ化してから、シラン変性樹脂等のその他の封止材組成物の材料と混錬等によって混錬する封止材組成物の製造方法が開示されている（特許文献３参照）。

以上の知見に基づき、近年においては、１）ベース樹脂として用いる低密度ポリエチレン樹脂、２）シラン変性ポリエチレン系樹脂、３）耐光安定剤、及び、４）架橋剤の４種類の組成物材料を混錬して押出し成形することにより、密着性と耐光性に優れたポリエチレン系の封止材を製造する方法が広く行われている。

しかしながら、上記の１）から４）の４種類の組成物を混錬する際には、分級が生じ易く、又、分散性にも依然改善の余地があった。又、他種類の組成物材料の納入管理が煩雑となることも生産性を向上させる上での障害となっていた。

シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを含有し、密着性や耐光性に優れるポリエチレン系の太陽電池モジュール用の封止材を、その好ましい物性を維持した上で、より高い生産性の下で生産することができる新たな手段が求められていた。

特開２０１２−２３４９６５号公報特開２００４−２１４６４１号公報特開２０１２−９６９３号公報

例えば、上記の通りの密着性や耐光性に優れるポリエチレン系の太陽電池モジュール用の封止材を製造するために、シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを併せて含有するマスターバッチを製造することができれば、太陽電池モジュール用の封止材に求められる上記の物性を維持しつつ、その生産性を高めることが可能である。

上記のシラン変性ポリエチレン系樹脂を得る方法としては、シランカップリング剤と有機過酸化物とを添加したベース樹脂を加熱して架橋させる処理により、ラジカル反応を進行させて製造する方法が一般的である。

そこで、上記の加熱処理時に、ベース樹脂、シランカップリング剤、及び有機過酸化物に加えて、更に、耐光安定剤を添加すると、ヒンダードアミン系耐光安定剤（ＨＡＬＳ）等の耐光安定剤は、元来ラジカルを補足するものであるため、シラン変性ポリエチレン系樹脂の生成に必要なラジカル反応の進行が阻害され、ベース樹脂とシランカップリング剤との重合が十分に進行しなくなる傾向がある。そうすると、本来シラン変性ポリエチレン系樹脂が発揮しうる密着性の向上効果も不十分となってしまう。

以上の理由により、太陽電池モジュール用の封止材に求められる諸物性を保持しつつ、その生産性を向上させることができるマスターバッチとして、シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを併せて含有するマスターバッチを製造することは実際には極めて困難であった。

本発明は、シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを併せて含有し、密着性や耐光性に優れる太陽電池モジュール用の封止材を、従来方法よりも高い生産性の下で製造することを可能とする封止材マスターバッチを提供することを目的とする。

本発明者らは、シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを併せて含有するマスターバッチを得るための手段について鋭意研究を重ねた。その結果、シランカップリング剤及び有機過酸化物のそれぞれの添加量を従来の一般的な範囲とは異なる独自の範囲に限定することにより、密着性や耐光性の向上効果を保持しつつ、シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを併せて含有するマスターバッチを製造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。

（１）シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤を含有する太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチの製造方法であって、密度０．９００ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有してなるマスターバッチ用ベース樹脂と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して４重量部以上６重量部以下のシランカップリング剤と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．１重量部以上０．２重量部以下のマスターバッチ用有機過酸化物と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上５重量部以下の前記耐光安定剤と、を１６０℃以上２６０℃以下の温度で混錬する工程を含む封止材マスターバッチの製造方法。

（２）前記耐光安定剤が、ヒンダードアミン系耐光安定剤である（１）に記載の封止材マスターバッチの製造方法。

（３）前記マスターバッチ用有機過酸化物が、ジアルキルパーオキサイド又はパーオキシカーボネートである（１）又は（２）に記載の封止材マスターバッチの製造方法。

（４）前記シランカップリング剤が、ビニル基を有するシランカップリング剤である（１）から（３）のいずれかに記載の太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチの製造方法。

（５）（１）から（４）のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチと、封止材組成物用有機過酸化物と、密度０．９００ｇ／ｃｍ^３以下のポリエチレン系樹脂からなる封止材組成物用ベース樹脂と、を含有する封止材組成物を、１６０℃以上２６０℃以下で溶融押出成形する太陽電池モジュール用の封止材の製造方法。

（６）密度０．９００ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有してなるマスターバッチ用ベース樹脂と前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して４重量部以上６重量部以下のシランカップリング剤とが、グラフト重合されてなるシラン変性ポリエチレン系樹脂と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上５重量部以下の耐光安定剤と、が混和してなる太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチ。

本発明によれば、ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする太陽電池モジュール用の封止材の製造において、密着性や耐光性を望ましい範囲に保持しつつ、従来方法よりも高い生産性の下で、そのような優れた物性を有する封止材を提供することができる。

本発明の太陽電池モジュールの層構成の一例を示す断面図である。

以下、本発明の太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチ、同マスターバッチを含有する封止材組成物、同封止材組成物を用いて製造することができる太陽電池モジュール用の封止材、及び同封止材を用いた太陽電池モジュールの順に詳細に説明する。

＜封止材マスターバッチ＞
まず、本発明の太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチ（以下、単に「封止材マスターバッチ」とも言う）について説明する。

［封止材マスターバッチ］
本発明の封止材マスターバッチは、太陽電池モジュール用の製造に用いる封止材組成物に所要濃度のシラン変性ポリエチレン系樹脂等を混合するために用いる所謂マスターバッチである。一般に、マスターバッチは、高濃度でシラン変性ポリエチレン樹脂等の添加成分を含有し、又、調整を容易とするためにペレット化されている。ペレットの形状は、円柱状、角柱状、球形、楕円球形等、任意の形状でよいが、円柱状、角柱状であることが好ましく、円形断面の平均直径が１〜１０ｍｍ、特に２〜５ｍｍであり、平均長さが１〜１０ｍｍ、特に２〜５ｍｍである円柱状が特に好ましい。

尚、本発明に係る封止材組成物は、低密度ポリエチレンを封止材組成物用のベース樹脂とし、詳細を後述する本発明の封止材マスターバッチと、封止材組成物用の有機過酸化物と、を含有する。そして当該封止材組成物は、溶融押出成形されて本発明に係る太陽電池モジュール用の封止材となる。

（シラン変性ポリエチレン系樹脂）
本発明の封止材マスターバッチは、シラン変性ポリエチレン系樹脂を主たる成分とする。シラン変性ポリエチレン系樹脂は、密度０．９００ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）をベース樹脂とし、同樹脂にシランカップリング剤を添加し、有機過酸化物の存在下で、ベース樹脂を主鎖とし、シランカップリング剤（エチレン性不飽和シラン化合物）を側鎖として、グラフト重合させたグラフト共重合体である。このようなグラフト共重合体であるシラン変性ポリエチレン系樹脂は、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封止材の他の部材への密着性を向上することができる。

シラン変性ポリエチレン系樹脂を生成するためのベース樹脂（以下、これを「マスターバッチ用ベース樹脂」とも言う）としては、密度０．９００ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いる。ＬＬＤＰＥ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、封止材とガラス等の透明前面基板との密着性を高めることができる。

ＬＬＤＰＥ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。又、そればかりでなく、低密度であるために結晶性自体が低い。このため、シート状に加工した際の透明性に優れる。したがって、本発明の封止材マスターバッチを含む封止材組成物からなる封止材が、透明前面基板と太陽電池素子との間に配置されても発電効率はほとんど低下しない。

ＬＬＤＰＥのα−オレフィンとしては、好ましくは分枝を有しないα−オレフィンが好ましく使用され、これらの中でも、炭素数が６〜８のα−オレフィンである１−ヘキセン、１−ヘプテン又は１−オクテンが特に好ましく使用される。α−オレフィンの炭素数が６以上８以下であることにより、封止材に良好な柔軟性を付与することができるとともに良好な強度を付与することができる。その結果、封止材とガラス等の透明前面基板との密着性が更に高まる。

マスターバッチ用ベース樹脂であるＬＬＤＰＥとグラフト重合させるシランカップリング剤は特に限定されないが、製膜性を良好にする観点からは、ビニル基を有するものを特に好ましく用いることができる。具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリエチレンジオキシシラン、ビニルプロピオニルオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリカルボキシシランより選択される１種以上からなるシランカップリング剤を好ましく用いることができる。

これらのシランカップリング剤は、マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して４重量部以上６重量部以下の割合で添加する。耐光安定剤とシラン変性ポリエチレン系樹脂を併せて含むマスターバッチ化を前提とする本発明においては、耐光安定剤によるラジカル捕食の影響もあり、上記添加量が４重量部未満であると、封止材の密着性、特にガラスに対する初期密着性が不十分となる。一方、添加量が６重量部を超えると、それ以上の密着性向上効果は極めて小さく、未反応の剤によるブリードアウトが発生するリスクが高まるため好ましくない。

（有機過酸化物）
マスターバッチ用ベース樹脂と、シランカップリング剤との共重合を促進するために用いる有機過酸化物（以下、これを「マスターバッチ用有機過酸化物」とも言う）としては、アルキルパーオキシエステル、パーオキシカーボネート、ジアルキルパーオキサイド等を用いることができるが、それらのうちでも、特に、ジアルキルパーオキサイド、又は、パーオキシカーボネートを好ましく用いることができる。

これらのマスターバッチ用有機過酸化物の配合量は、マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．１重量部以上０．２重量部以下とする。配合量が０．１重量部未満では、耐光安定剤の存在下において、マスターバッチ用ベース樹脂とシランカップリング剤との重合が十分に進行しない。一方、０．２重量部を超えると、材料樹脂の流動性が不足することとなりマスターバッチ化が困難となる。

（耐光安定剤）
本発明の封止材マスターバッチは、更に、耐光安定剤を含有する。そして、本発明の封止材マスターバッチは、従来、十分な混和によるマスターバッチ化が困難とされていたシラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを、十分に混和したマスターバッチであることを特徴とする。尚、本明細書において「混和する」とは、各組成物材料間での分級が生じることなく、各組成物材料が十分に分散した状態でそれらの混合物であるマスターバッチを形成している状態にすることを言うものとする。

本発明のマスターバッチに添加する耐光安定剤としては、ヒンダードアミン系耐光安定剤（ＨＡＬＳ）を好ましく用いることができる。一般的に、ＨＡＬＳ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が多く用いられている。

従来、太陽電池モジュール用の封止材組成物用の耐光安定剤として、一般的に用いられてきた高分子量タイプのヒンダードアミン系光安定化剤としては、その具体例が特許文献２に列挙されている。例えば、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｝］（分子量２，０００〜３，１００）；コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールの重合物（分子量３，１００〜４，０００）；Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”‘−テトラキス−（４，６−ビス−（ブチル−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ）−トリアジン−２−イル）−４，７−ジアザデカン−１，１０−ジアミン（分子量２，２８６）と上記コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールの重合物の混合物；ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミンとＮ−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物（分子量２，６００〜３，４００）、並びに、４−アクリロイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−アクリロイルオキシ−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、４−アクリロイルオキシ−１−エチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−アクリロイルオキシ−１−プロピル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−アクリロイルオキシ−１−ブチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−メタクリロイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−メタクリロイルオキシ−１，２，２，６，６−ペンタメチルペリジン、４−メタクリロイルオキシ−１−エチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−メタクリロイルオキシ−１−ブチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−クロトノイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−クロトノイルオキシ−１−プロピル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン等の環状アミノビニル化合物とエチレンとの共重合体（エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体）（分子量１２００以上）等、若しくは、これらの混合物が挙げられる。

これらの耐光安定剤の配合量は、特に限定されるわけではないが、マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上５重量部以下の割合で添加する。耐光安定剤の配合量が０．５重量部未満では耐光安定剤のベース樹脂への分散が十分ではなく、所望の耐光性が安定的に得られないことがある。一方、耐光安定剤の配合量が５重量部を超えると、耐光安定剤の過剰なラジカル補足に起因して、上記範囲内でマスターバッチ用有機過酸化物を十分に添加したとしても、マスターバッチ用ベース樹脂と、シランカップリング剤とのグラフト重合が十分に進行しなくなってしまう。

［封止材マスターバッチの製造方法］
封止材マスターバッチを製造するには、マスターバッチ用ベース樹脂と、シランカップリング剤と、マスターバッチ用有機過酸化物とを、マスターバッチ用有機過酸化物の存在下で混錬する。混錬を行う混錬機としては、従来公知の混錬機を用いることができる。例えば、バッチ式の加圧ニーダー、オープンニーダー、バンバリーミキサー、一軸押出機、二軸混錬機、ロール混錬機等を例示することができる。各材料の添加量は上述の範囲内で適宜調整すればよい。

上記の封止材マスターバッチの材料の混錬は、上記に例示した所望の混錬機を使用して、例えば、圧力５００〜４０００Ｋｇ／ｃｍ^２位、好ましくは、１０００〜４０００Ｋｇ／ｃｍ^２位、１６０℃以上２６０℃以下、好ましくは、１８０〜２４０℃位の温度条件下で行う。そして、マスターバッチ用有機過酸化物の存在下で、マスターバッチ用ベース樹脂とシランカップリング剤とを、同時に、或いは、段階的に、ランダム共重合させ、更には、その共重合によって生成するランダム共重合体を構成するシラン化合物の部分を変性ないし縮合させる。

以上、説明した通り、本発明の封止材マスターバッチ及びその製造方法は、主に、シランカップリング剤の添加量とマスターバッチ用有機過酸化物の添加量を本発明特有の範囲に限定することにより、ラジカルを補足するＨＡＬＳ等の耐光安定剤を十分量添加したとしても、シラン変性ポリエチレン系樹脂の生成に必要なマスターバッチ用ベース樹脂とシランカップリング剤とのグラフト重合を適切且つ十分に進行させることができるようにした点に特徴がある。

＜封止材組成物＞
次に、本発明の封止材マスターバッチを含んで調整される本発明に係る封止材組成物（以下、単に「封止材組成物」とも言う）について説明する。

封止材組成物は、封止材組成物用のベース樹脂（以下、これを「封止材組成物用ベース樹脂」とも言う）と、樹脂と、上記において詳細を説明した本発明の封止材マスターバッチと、封止材組成物用の有機過酸化物（以下、これを「封止材組成物用有機過酸化物」とも言う）と、を含有する。

封止材組成物用ベース樹脂としては、密度０．９００ｇ／ｃｍ^３以下の低密度ポリエチレンを用いる。このベース樹脂は、融点８０℃未満であり、シラン未変性であり、オレフィンモノマーから構成されるものであることが好ましい。又、封止材組成物用ベース樹脂は、封止材マスターバッチとの融点差が２０℃以内であることが好ましく、より好ましくは１０℃以内である。更に、封止材組成物用ベース樹脂は、マスターバッチ用ベース樹脂と同じ樹脂であることが好ましい。

ここで、封止材組成物用ベース樹脂のＭＦＲは、２０．０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましく、又、２５．０ｇ／１０分以上３５ｇ／１０分以下であることがより好ましい。封止材組成物用ベース樹脂のＭＦＲを、２０．０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０．０ｇ／１０ｍｉｎ以下という高い値とすることにより、封止材に柔軟性が付与され、封止材とガラス等の透明前面基板との密着性等を高めることができる。封止材用ベース樹脂のＭＦＲが２０．０ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、粘度が高すぎて、成型時の発熱により成型時に架橋反応が起こり成型不可能となる。一方、封止材用ベース樹脂のＭＦＲが４０．０を超えると、モジュール作製時の封止材の膜厚変化が大きすぎ不具合が生じる。又、過酷な環境下に長時間晒される太陽電池モジュール用の封止材としての耐熱性を十分なものとすることが困難となる。

封止材組成物用有機過酸化物としては公知のものが使用でき、特に限定されるものではなく、例えば、ジアルキルパーオキサイド又はパーオキシカーボネートを好ましく用いることができる。その他、使用可能な有機過酸化物として、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を挙げることができる。

封止材組成物用有機過酸化物の含有量としては、封止材組成物の全樹脂成分の合計１００重量部に対して０．０５重量部以上０．５重量部以下の含有量であることが好ましく、より好ましくは０．１重量部以上０．２重量部以下の範囲である。この範囲の封止材組成物用有機過酸化物を添加することにより、封止材に十分な耐久性を付与することができる。

封止材組成物には、更にその他の成分を含有させることができる。例えば、その他のポリオレフィン系樹脂、或いは、例えば炭素−炭素二重結合及び／又はエポキシ基を有する多官能モノマー等である架橋助剤や、各種フィラー、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の添加剤成分が例示される。その他のポリオレフィン系樹脂は、密度０．９００ｇ／ｃｍ^３以下、融点８０℃未満であり、シラン未変性であり、オレフィンモノマーから構成されるものが好ましい。したがって、その他のポリオレフィン系樹脂には、上記条件を満足するＬＬＤＰＥの他、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等も含まれる。これらは、例えば添加用樹脂として用いてもよく、その他の成分をマスターバッチとするために使用することができる。又、上記の添加剤成分を適量範囲で含むことにより、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。

［封止材］
本発明の太陽電池モジュール用の封止材は、本発明の封止材マスターバッチを含んでなる上記の封止材組成物を、従来公知の方法で成型加工して得られるものであり、シート状又はフィルム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。

封止材組成物のシート化は、１６０℃以上２６０℃以下の成形温度で、従来公知の押出成形により行う。これにより、上記封止材組成物をシート化することにより、本発明に係る封止材が得られる。この溶融押出成形時にゲル分率の増加を伴わない限定的な弱い架橋が進むようにしてもよいし、未架橋のまま製膜し、後のモジュール化の工程内で架橋を進行させるようにしてもよい。

又、封止材は、単層シートであってもよく、多層シートであってもよい。多層シートの場合、太陽電池モジュール内でのガラス基板等との密着性を向上させるために、ガラス基板等との界面側に封止材マスターバッチを含む封止材組成物からなる密着強化層が配置されていればよい。このため、例えば封止材を２層構成として一方の層のみに密着強化層を配置してもよく、コア層を挟んで３層以上の構成として少なくとも一方の最外層に密着強化層を配置してもよい。

＜太陽電池モジュール＞
図１は、本発明の封止材マスターバッチを用いて製造した封止材の好ましい一実施形態である太陽電池モジュール１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１は、入射光の受光面側から、透明前面基板２、前面封止材３、太陽電池素子４、背面封止材５、及び裏面保護シート６が順に積層されている。太陽電池モジュール１は、前面封止材３及び／又は背面封止材５として、本発明の封止材マスターバッチを用いて製造した封止材を使用するものである。

太陽電池モジュール１は、例えば、上記の透明前面基板２、前面封止材３、太陽電池素子４、背面封止材５、及び裏面保護シート６からなる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。そして、このとき、単層シートからなる前面封止材３とガラス基板が積層されるか、又は、多層シートからなる前面封止材３の上記密着強化層が、透明前面基板２の一例であるガラス基板と対向するように積層されることで、ガラス基板と封止材との密着性を向上できる。

このようにして得られる、太陽電池モジュール１は、ガラス等から構成される透明基板と封止材の密着性に優れることが特徴である。即ち、太陽電池モジュール１は、ガラス等から構成される透明基板と封止材との間の密着強度を向上させているため、強い紫外線、熱線、風雨等といった過酷な環境に曝される場合であっても、長期間に亘るきわめて高い耐久性を備えるものとなっている。

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。

＜封止材マスターバッチの製造＞
下記に記載の材料を、それぞれ表１に記載の組成（重量部換算）で混合し、１９０〜２１０℃で溶融、混錬した樹脂をペレット化して、実施例１〜２及び比較例１〜４の封止材マスターバッチを製造した。上記の熔融、混錬の処理には、二軸押出機（日本製鋼所製ＴＥＸ）用いて混錬して押出し形成した。
マスターバッチ用ベース樹脂（表１中「ＭＢベース樹脂」と記載）：エチレンと１−ヘキセンとの共重合体であり、密度０．８８０ｇ／ｃｍ^３、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。
シランカップリング剤：ビニルトリメトキシシラン。（信越化学工業株式会社製、商品名「ＫＢＭ―１００３」）
マスターバッチ用有機過酸化物（表１中「ＭＢ有機過酸化物」と記載）：ジアルキルパーオキサイド（アルケマ吉富株式会社製、商品名「ルペロックス１０１」）。１分間半減期温度１８１℃
耐光安定剤：ＨＡＬＳ。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］（ＢＡＳＦ社製、商品名「ＴＩＮＵＶＩＮ６２２」）

＜評価例１＞
実施例、比較例の各封止材マスターバッチについて、マスターバッチ化の際の生産性を評価した。評価は以下の基準で行った。
Ａ：全く問題なくマスターバッチ化できた。
Ｂ：ややゲル化したものの、マスターバッチ化はできた。
Ｃ：ゲル化し流動性がなくなり、マスターバッチ化できなかった。
評価結果を「生産性」として表１中に記した。

＜封止材の製造＞
上記の実施例１〜２、比較例１〜２の封止材マスターバッチ１５重量部と、下記に記載の封止材組成物用ベース樹脂８５重量部と、下記に記載の封止材組成物用有機過酸化物５重量部と、下記に記載の、その他添加物とを混合してなる封止材組成物を溶融し、常法Ｔダイ法により厚さ４００μｍとなるように、製膜温度２２０℃で成膜して、実施例、比較例の各封止材を得た。尚、実施例１の封止材マスターバッチを用いて製造した封止材を実施例１の封止材とし、比較例１のマスターバッチを用いて製造した封止材を比較例１の封止材とした。そして、以下同様に、それぞれの封止材マスターバッチを用いた封止材について、実施例２の封止材、及び、比較例２〜３の封止材とした。比較例３〜４の封止材マスターバッチについては、上記＜評価例１＞において、マスターバッチの製造段階でその生産性について好ましくない結果が確認できたため封止材の製造と評価は行わなかった。
封止材組成物用ベース樹脂：エチレンと１−ヘキセンとの共重合体であり、密度０．８８０ｇ／ｃｍ^３、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。
封止材組成物用有機過酸化物：マスターバッチ用有機過酸化物に同じ。

＜評価例２＞
実施例、比較例の各封止材をガラス基板（白板フロート半強化ガラスＪＰＴ３．２７５ｍｍ×５０ｍｍ×３．２ｍｍ）に密着させて、１５０℃、７分で真空加熱ラミネータ処理を行い評価用試料を作成した。上記の評価用試料において、ガラス基板上に密着している封止材を１５ｍｍ幅にカットし、剥離試験機（テンシロン万能試験機ＲＴＦ−１１５０−Ｈ）にて垂直剥離（５０ｍｍ／ｍｉｎ）試験を行い、初期ガラス密着強度を測定し、評価した。評価は以下の基準で行った。
Ａ：３０Ｎ／１５ｍｍ以上
Ｂ：２０Ｎ／１５ｍｍ以上３０Ｎ／１５ｍｍ未満
Ｃ：２０Ｎ／１５ｍｍ未満
評価結果を「初期密着性」として表１中に記した。
その後、更に、上記の評価用試料について、下記ダンプヒート（Ｄ．Ｈ．）試験後のガラス密着強度の初期ガラス密着強度に対しての維持率を測定した。Ｄ．Ｈ．試験は、ＪＩＳＣ８９１７に準拠し、試験槽内温度８５℃、湿度８５％の条件下で評価用試料の耐久性試験を１０００時間行った。試験後の評価用資料について、上記と同一の試験を行い耐久密着性を測定し評価した。評価は以下の基準で行った。
Ａ：２０Ｎ／１５ｍｍ以上
Ｂ：１０Ｎ／１５ｍｍ以上２０Ｎ／１５ｍｍ未満
Ｃ：１０Ｎ／１５ｍｍ未満
評価結果を「耐久密着性」として表１中に記した。

表１に示す結果より、封止材組成物に添加して用いる封止材マスターバッチにおけるシランカップリング剤及び有機過酸化物の添加量の組合せを本願特有の所定の範囲内とした場合に限り、シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤とを併せて含有する封止材マスターバッチを好ましい態様において製造可能であり、且つ、そのような封止材マスターバッチを用いて封止材組成物を調整し、当該封止材組成物を用いて封止材を製造することによって、主としてシラン変性ポリエチレン系樹脂に由来する初期密着性の向上効果と、主として耐光安定剤に由来する耐光性（耐久密着性）向上効果を十分に発現させながら、従来のより多種類の組成物を用いる場合よりも高い生産性の下で、太陽電池モジュール用の封止材を製造できることが分かる。

１太陽電池モジュール
２透明前面基板
３前面封止材
４太陽電池素子
５背面封止材
６裏面保護シート

Claims

シラン変性ポリエチレン系樹脂と耐光安定剤を含有する太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチの製造方法であって、
密度０．９００ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有してなるマスターバッチ用ベース樹脂と、
前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して４重量部以上６重量部以下のシランカップリング剤と、
前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．０８重量部以上０．２重量部以下のマスターバッチ用有機過酸化物と、
前記マスターバッチ用ベース樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上５重量部以下の前記耐光安定剤と、を１６０℃以上２６０℃以下の温度で混錬する工程を含む封止材マスターバッチの製造方法。