JP4905613B2 - 封止材、太陽電池モジュール及び発光ダイオード - Google Patents
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Description
しかしながらこの樹脂系は酸無水物が酸で変色しやすいことや、硬化に長時間を要することが知られている。また、硬化した封止樹脂が屋外に放置される場合や、紫外線を発生する光源に曝される場合に、封止樹脂の脆化や封止樹脂が黄変するという欠点を有している。
すなわち、発光ダイオードが紫外光を発光したり屋外で使用される場合、封止材であるエポキシ樹脂は、その骨格の一部が切断されたり、芳香環による黄変が生じ、発光ダイオードチップの周囲から次第に黄変する着色現象が発生し、発光装置の寿命が限定されるという欠点を有している。
太陽電池は、一般に、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体であり、通常有機過酸化物との混合物である)フィルムの封止材でシリコン発電素子等の太陽電池用セルを封止した構成となっており、受光側透明保護部材、表面側に配置したシート状の封止材、太陽電池用セル、裏面側に配置したシート状の封止材、および裏面側保護部材をこの順で積層し、加熱加圧して、EVAを架橋硬化させて接着一体化することにより製造される。
太陽電池モジュールも屋外で使用されるため、使用する部材には高い耐久性、耐候性が要求される。特に太陽電池用封止材においては、長期使用時の封止材脆化、及び黄変を防止するために、通常紫外線吸収剤を封止材全体に均一に配合して使用しているが、封止材は厚膜であり紫外線吸収剤の効果を得るためには相当量の添加を必要とし、コスト増大の一因になっていた。
本発明で使用する複合樹脂(A)は、前記一般式(1)および/または前記一般式(2)で表される構造単位と、シラノール基および/または加水分解性シリル基とを有するポリシロキサンセグメント(a1)(以下単にポリシロキサンセグメント(a1)と称す)と、アルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)(以下単にビニル系重合体セグメント(a2)と称す)とが、前記一般式(3)で表される結合により結合された複合樹脂(A)である。前記一般式(3)で表される結合は、得られる封止材の耐酸性及び耐アルカリ性に特に優れ好ましい。
複合樹脂(A)の形態は、例えば、前記ポリシロキサンセグメント(a1)が前記重合体セグメント(a2)の側鎖として化学的に結合したグラフト構造を有する複合樹脂や、前記重合体セグメント(a2)と前記ポリシロキサンセグメント(a1)とが化学的に結合したブロック構造を有する複合樹脂等が挙げられる。
本発明におけるポリシロキサンセグメント(a1)は、一般式(1)および/または一般式(2)で表される構造単位と、シラノール基および/または加水分解性シリル基とを有すセグメントである。一般式(1)および/または一般式(2)で表される構造単位中には重合性二重結合を有する基が含まれている。
前記一般式(1)および/または前記一般式(2)で表される構造単位は、重合性二重結合を有する基を必須成分として有している。
具体的には、前記一般式(1)及び(2)におけるR1、R2及びR3は、それぞれ独立して、−R4−CH=CH2、−R4−C(CH3)=CH2、−R4−O−CO−C(CH3)=CH2、及び−R4−O−CO−CH=CH2からなる群から選ばれる1つの重合性二重結合を有する基(但しR4は単結合又は炭素原子数1〜6のアルキレン基を表す)、炭素原子数が1〜6のアルキル基、炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基、アリール基または炭素原子数が7〜12のアラルキル基を表し、R1、R2及びR3の少なくとも1つは前記重合性二重結合を有する基である。また前記R4における前記炭素原子数が1〜6のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基、1−メチルブチレン基、2−メチルブチレン基、1,2−ジメチルプロピレン基、1−エチルプロピレン基、ヘキシレン基、イソヘシレン基、1−メチルペンチレン基、2−メチルペンチレン基、3−メチルペンチレン基、1,1−ジメチルブチレン基、1,2−ジメチルブチレン基、2,2−ジメチルブチレン基、1−エチルブチレン基、1,1,2−トリメチルプロピレン基、1,2,2−トリメチルプロピレン基、1−エチル−2−メチルプロピレン基、1−エチル−1−メチルプロピレン基等が挙げられる。中でもR4は、原料の入手の容易さから単結合または炭素原子数が2〜4のアルキレン基が好ましい。
また、前記炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基等が挙げられる。
また、前記炭素原子数が7〜12のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
本発明においてシラノール基とは、珪素原子に直接結合した水酸基を有する珪素含有基である。該シラノール基は具体的には、前記一般式(1)および/または前記一般式(2)で表される構造単位の、結合手を有する酸素原子が水素原子と結合して生じたシラノール基であることが好ましい。
またアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基等が挙げられる。
またアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、第二ブトキシ基、第三ブトキシ基等が挙げられる。
またアシロキシ基としては、例えば、ホルミルオキシ、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、ピバロイルオキシ、ペンタノイルオキシ、フェニルアセトキシ、アセトアセトキシ、ベンゾイルオキシ、ナフトイルオキシ等が挙げられる。
またアリールオキシ基としては、例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ等が挙げられる。
アルケニルオキシ基としては、例えば、ビニルオキシ基、アリルオキシ基、1−プロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシ基、2−ブテニルオキシ基、3−ブテニルオキシ基、2−ペテニルオキシ基、3−メチル−3−ブテニルオキシ基、2−ヘキセニルオキシ基等が挙げられる。
また前記加水分解性シリル基は具体的には、前記一般式(1)および/または前記一般式(2)で表される構造単位の、結合手を有する酸素原子が前記加水分解性基と結合もしくは置換されている加水分解性シリル基であることが好ましい。
また、前記シラノール基や前記加水分解性シリル基を含むポリシロキサンセグメント(a1)と後述のアルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)とを、前記一般式(3)で表される結合を介して結合させる際に使用する。
前記一般式(1)におけるR1が前記重合性二重結合を有する基である構造単位と、前記一般式(1)におけるR1がメチル等のアルキル基である構造単位とが共存したポリシロキサンセグメント(a1)であってもよいし、
前記一般式(1)におけるR1が前記重合性二重結合を有する基である構造単位と、前記一般式(1)におけるR1がメチル基等のアルキル基である構造単位と、前記一般式(2)におけるR2及びR3がメチル基等のアルキル基である構造単位とが共存したポリシロキサンセグメント(a1)であってもよいし、
前記一般式(1)におけるR1が前記重合性二重結合を有する基である構造単位と、前記一般式(2)におけるR2及びR3がメチル基等のアルキル基である構造単位とが共存したポリシロキサンセグメント(a1)であってもよいし、特に限定はない。
具体的には、ポリシロキサンセグメント(a1)としては、例えば以下の構造を有するもの等が挙げられる。
本発明におけるビニル系重合体セグメント(a2)は、アルコール性水酸基を有するアクリル重合体、フルオロオレフィン重合体、ビニルエステル重合体、芳香族系ビニル重合体及びポリオレフィン重合体等のビニル重合体セグメントであり、中でもアルコール水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを共重合させたアクリル系重合体セグメントが、得られる樹脂硬化物の透明性や光沢に優れることから好ましい。
中でも2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが、反応が容易であり好ましい。
また、後述の通り本発明においてはアルコール性水酸基を有する活性エネルギー線硬化性モノマーを併用してもより好ましい。従ってアルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)中のアルコール性水酸基量は、併用するアルコール性水酸基を有する活性エネルギー線硬化性モノマーの量まで加味して決定することができる。実質的にはビニル系重合体セグメント(a2)の水酸基価に換算して30〜300の範囲となるように含有することが好ましい。
炭素結合に直接結合したシラノール基および/または加水分解性シリル基を含有するビニル系モノマーとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等が挙げられる。中でも、加水分解反応を容易に進行でき、また反応後の副生成物を容易に除去することができることからビニルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
本発明で用いる複合樹脂(A)は、具体的には下記(方法1)〜(方法3)に示す方法で製造する。
該方法においては、シラノール基および/または加水分解性シリル基並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物のシラノール基あるいは加水分解性シリル基と、炭素結合に直接結合したシラノール基および/または加水分解性シリル基を含有するビニル系重合体セグメント(a2)が有するシラノール基および/または加水分解性シリル基とが加水分解縮合反応し、前記ポリシロキサンセグメント(a1)が形成されると共に、前記ポリシロキサンセグメント(a1)と、アルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)とが前記一般式(3)で表される結合により複合化された複合樹脂(A)が得られる。
一方、シラノール基および/または加水分解性シリル基並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物、必要に応じて汎用のシラン化合物を加水分解縮合反応させ、ポリシロキサンセグメント(a1)を得る。そして、ビニル系重合体セグメント(a2)が有するシラノール基および/または加水分解性シリル基と、とポリシロキサンセグメント(a1)とが有するシラノール基および/または加水分解性シリル基とを加水分解縮合反応をさせる。
これらの触媒及び水は、一括供給でも逐次供給であってもよく、触媒と水とを予め混合したものを供給しても良い。
本発明の封止材は、ポリイソシアネート(B)を、硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して5〜50重量%含有する。
ポリイソシアネートを該範囲含有させることで、屋外における長期耐候性、特に耐クラック性に優れる。また、デバイスの冷熱サイクル試験、もしくは実使用上の冷熱サイクル環境下においての、熱膨張、収縮に伴う寸法変化するような応力が働いても形状の保持が可能になる。
これは、ポリイソシアネートと系中の水酸基(これは、前記ビニル系重合体セグメント(a2)中の水酸基や後述のアルコール性水酸基を有する活性エネルギー線硬化性モノマー中の水酸基である)とが反応して、ソフトセグメントであるウレタン結合が形成され、重合性二重結合由来の硬化による応力の集中を緩和させる働きをするのではと推定している。
ポリイソシアネートと系中の水酸基(これは、前記ビニル系重合体セグメント(a2)中の水酸基や後述のアルコール性水酸基を有する活性エネルギー線硬化性モノマー中の水酸基である)との反応は、特に加熱等は必要なく、例えば硬化形態がUVである場合には、塗装、UV照射後室温に放置することで徐徐に反応していく。また必要に応じて、UV照射後、80℃で数分間〜数時間(20分〜4時間)加熱して、アルコール性水酸基とイソシアネートの反応を促進してもよい。その場合は、必要に応じて公知のウレタン化触媒を使用してもよい。ウレタン化触媒は、所望する反応温度に応じて適宜選択する。
本発明の封止材は、前述の通り重合性二重結合を有するので、紫外線等の活性エネルギー線もしくは熱により硬化可能である。また両方を含むことも可能である。以下本発明の具体的態様として紫外線硬化及び熱硬化させる場合の例について述べる。
前記光重合開始剤(B)の使用量は、前記複合樹脂(A)100重量%に対して、1〜15重量%が好ましく、2〜10重量%がより好ましい。
特に、樹脂硬化物の硬度の観点と、ポリイソシアネートとの反応による応力緩和の観点から、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びジペンタエリスリトールペンタアクリレートが好ましい。
本発明の封止材を活性エネルギー線硬化させる際に使用する活性エネルギー線としては、電子線、紫外線、赤外線等が挙げられるが、紫外線が簡便であり好ましい。紫外線硬化させる際に使用する光は、例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、アルゴンレーザー、ヘリウム・カドミウムレーザー等を使用することができる。これらを用いて、約180〜400nmの波長の紫外線を、硬化性樹脂組成物に照射することによって、硬化させることが可能である。紫外線の照射量としては、使用される光重合開始剤の種類及び量によって適宜選択される。
また、熱硬化性樹脂を併用することも可能である。熱硬化性樹脂としては、ビニル系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ケトン樹脂、シリコン樹脂あるいはこれらの変性樹脂等が挙げられる。
本発明の封止材を発光ダイオード封止材として使用する場合は、蛍光体を配合しても良い。これにより、発光素子から放出される光を吸収し、波長変換を行い、発光素子の色調と異なる色調を有する発光ダイオードを提供することができる。発光ダイオードに使用される蛍光体は、主に、青色に発光する蛍光体、緑色に発光する蛍光体、黄色に発光する蛍光体、赤色に発光する蛍光体の少なくともいずれか1以上の蛍光体を使用することができる。これらの蛍光体は、本発明に係る発光ダイオード封止材中に投入し、ほぼ均一になるまで混合する。この混合物を、発光素子の周辺部に載置する。この蛍光体は、発光素子から放出される光を吸収し、波長変換を行い、発光素子の光と異なる波長の光を放出する。これにより、発光素子から放出される光の一部と、蛍光体から放出される光の一部とが混合して、白色を含む多色系の発光ダイオードを作製することができる。
本発明の封止材を太陽電池用封止材として使用する場合は、特に制限はないが、液状の封止材を、単結晶、多結晶のシリコンセル(結晶系シリコンセル)、アモルファスシリコン、化合物半導体(薄膜系セル)等の太陽電池上に塗布して使用する方法や、予めシート化したものを封止材として前記太陽電池を挟み込み、ガラスやバックシートでさらに外部を被覆して熱処理を施すことによりシート化した封止材を溶融し、全体を一体化封止(モジュール化)する方法等が上げられる。中でも、予めシート化した封止材(以下封止シートと称す)が、モジュール化工程が簡便で安定に太陽電池モジュールを供給できることから好ましい。
前記方法で得た太陽電池用封止シートを使用する場合の、太陽電池モジュールの具体的態様の一例を図1に示す。なお本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。
図1において示される太陽電池モジュールは、太陽電池用受光面側保護シート1、第1封止材2、電池群3、第2封止材4、太陽電池用保護シート5が順次積層されることによって構成される。
従って、第1封止材2及び第2封止材4は所定の架橋温度以上に加熱されることにより、軟化された後、架橋が開始される。
封止して太陽電池モジュールを作製する方法としては特に制限はないが、具体的には真空ラミネータを使用して、封止材及び太陽電池セルなどの材料を型の中に積層し、その後真空プレスを行うことにより、太陽電池を作製することができる。
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に、メチルトリメトキシシラン(MTMS) 415部、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(MPTS)756部を仕込んで、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、60℃まで昇温した。次いで、「A−3」〔堺化学(株)製のiso−プロピルアシッドホスフェート〕 0.1部と脱イオン水 121部からなる混合物を5分間で滴下した。滴下終了後、反応容器中を80℃まで昇温し、4時間攪拌することにより加水分解縮合反応を行い、反応生成物を得た。
得られた反応生成物中に含まれるメタノールおよび水を、1〜30キロパスカル(kPa)の減圧下、40〜60℃の条件で除去することにより、数平均分子量が1000で、有効成分が75.0%であるポリシロキサン(a1−1) 1000部を得た。
尚、「有効成分」とは、使用したシランモノマーのメトキシ基が全て加水分解縮合反応した場合の理論収量(重量部)を、加水分解縮合反応後の実収量(重量部)で除した値、即ち、〔シランモノマーのメトキシ基が全て加水分解縮合反応した場合の理論収量(重量部)/加水分解縮合反応後の実収量(重量部)〕の式により算出したものである。
合成例1と同様の反応容器に、フェニルトリメトキシシラン(PTMS) 20.1部、ジメチルジメトキシシラン(DMDMS) 24.4部、イソプロパノール 44.7部を仕込んで、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、80℃まで昇温した。次いで、n−ブチルメタクリレート(BMA) 67.0部、2−エチルヘキシルメタクリレート(EHMA) 97.5部、ブチルアクリレート 83部、アクリル酸(AA) 3.8部、MPTS 11.25部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA) 112.5部、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(TBPEH) 56.3部を含有する混合物を、同温度で、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、前記反応容器中へ4時間で滴下した。さらに同温度で2時間撹拌したのち、前記反応容器中に、「A−3」 0.05部と脱イオン水 12.8部の混合物を、5分間をかけて滴下し、同温度で4時間攪拌することにより、PTMS、DMDMS、MPTSの加水分解縮合反応を進行させた。反応生成物を、1H−NMRで分析したところ、前記反応容器中のシランモノマーが有するトリメトキシシリル基のほぼ100%が加水分解していた。次いで、同温度にて10時間攪拌することにより、TBPEHの残存量が0.1%以下の反応生成物であるビニル系重合体(a2−1)が得られた。
前記合成例2で得たビニル系重合体(a2−1)345.7部に、BMA 148.2部、合成例1で得られたポリシロキサン(a1−1) 162.5部を添加して、5分間攪拌したのち、脱イオン水 27.5部を加え、80℃で4時間攪拌を行い、前記反応生成物とポリシロキサンの加水分解縮合反応を行った。さらに得られた反応生成物を、10〜300kPaの減圧下で、40〜60℃の条件で2時間蒸留を行い、生成したメタノール及び水を除去することにより、不揮発分が72%である、ポリシロキサンセグメント(a1−1)とビニル系重合体セグメント(a2−1)とを有する複合樹脂(A−1) 600部を得た。
前記合成例2で得たビニル系重合体(a2−1)307部に、BMA 148.2部、合成例1で得られたポリシロキサン(a1−1) 562.5部を添加して、5分間攪拌したのち、脱イオン水 27.5部を加え、80℃で4時間攪拌を行い、前記反応生成物とポリシロキサンの加水分解縮合反応を行った。さらに得られた反応生成物を、10〜300kPaの減圧下で、40〜60℃の条件で2時間蒸留を行い、生成したメタノール及び水を除去することにより、不揮発分が72%である、ポリシロキサンセグメント(a1−1)とビニル系重合体セグメント(a2−1)とを有する複合樹脂(A−2) 857部を得た。
実施例として、以下記述する操作を行い、表1〜表8に配合と結果を示した。
前述合成例で得られた複合樹脂を使用し、表1及び表2の「組成物の配合」に従って各種原料を配合することにより、発光ダイオード封止材用樹脂組成物を作製した。なお熱硬化用の発光ダイオード封止材は、実施例1〜6が該当する。
まず、シリコンモールドのスペーサー7(縦5cm、横5cm、高さ2mm)をガラス8、ガラス9(ガラス8、ガラス9の大きさはそれぞれ、縦10cm、横10cm、厚さ4mm)と、PETフィルム10、PETフィルム11とで挟持させた。ガラス8とスペーサー7の間にPETフィルム10を、ガラス9とスペーサー7の間にPETフィルム11をそれぞれ配置した。
前述合成例で得られた複合樹脂を使用し、表1及び表2の「組成物の配合」に従って各種原料を配合することにより、発光ダイオード封止材用樹脂組成物を作製した。なお紫外線硬化用の発光ダイオード封止材は、実施例7が該当する。
前述の、熱硬化による発光ダイオード封止材用硬化物の作製で使用した封止材を注入する容器(図2参照)と同じ容器へ、発光ダイオード封止材用樹脂組成物を注入し、その容器ごとFUSION製UV照射装置F−6100Vにて1000mJ/cm2の条件で組成物を硬化させた。その後硬化物を型から外し、厚さ2mmの硬化物(C−7)を作製した。
前述合成例で得られた複合樹脂を使用し、表1及び表2の「組成物の配合」に従って各種原料を配合することにより、太陽電池封止材用樹脂組成物を作製した。なお太陽電池封止材用樹脂組成物は、実施例1〜6が該当する。
角型ステンレス容器中に太陽電池封止材用樹脂組成物を入れ、80℃のオーブンの中に1時間投入することにより、ゲル状とした。その後該ゲル状の太陽電池封止材用樹脂組成物を70℃でカレンダ成形し、放冷して太陽電池封止材用シート状樹脂組成物(PC−1)〜(PC−6)、及び(HPC−1)〜(HPC−4)(厚さ0.6mm)を作製した。
ラミネート装置(日清紡メカトロニクス製)の熱板を150℃に調整し、その熱板の上に、白板強化ガラス、前記太陽電池封止材用シート状樹脂組成物、多結晶シリコン型太陽電池セル、前記太陽電池封止材用シート状樹脂組成物、バックシートとして厚み500μmのPFAフィルムを、その順に重ね合わせ、ラミネート装置の蓋を閉じた状態で、脱気3分、プレス8分を順に行い、その後10分間保持してから取り出し、スーパーストレート型太陽電池モジュール(SM−1)〜(SM−6)、及び(HSM−1)〜(HSM−4)とした。
InGaN系発光素子を搭載した図3に示すような発光ダイオードを作成した。
図の1が樹脂ケース、2がリード電極、3が発光素子、4が封止材、5が金線である。
前述合成例で得られた複合樹脂を使用し、表1及び表2の「組成物の配合」実施例2,3、比較例2,3に従って、各種原料を配合することにより、熱硬化用の発光ダイオード用封止材樹脂組成物を作成した。これを硬化物の厚みが0.5〜1.0mmになるよう樹脂ケース(PPA:ポリフタルアミド製)に流し込み、150℃のオーブンで、5分間加熱し硬化させ、発光ダイオード(M−1)〜(M−2)、(HM−1)〜(HM−2)を作製した。
InGaN系発光素子を搭載した図3に示すような発光ダイオードを作成した。実施例7に従って作製したUV硬化用の発光ダイオード用封止材樹脂組成物を、硬化物の厚みが0.5〜1.0mmになるよう樹脂ケース(PPA:ポリフタルアミド製)に流し込み、Fusion製UV照射装置F−6100Vにて1000mJ/cm2で硬化させ、発光ダイオード(M−3)を作製した。
(硬化性の評価)
前述で得られた硬化物(C−1)〜(C−7)、(HC−1)〜(HC−4)の表面に10cm×1cm×厚み2mmのPP板を押し付け、その後板を持ち上げたときのPP板と硬化物との密着性を評価した。硬化性が良好で密着しない状態を○、硬化性が悪くPP板に付着し浮き上がる様子が観察されたものを×とした。
前述の方法により作製された硬化物(C−1)〜(C−7)、(HC−1)〜(HC−4を、紫外線劣化促進試験機(アイスーパーUVテスター SUV−W131:岩崎電気(株)製)を用いて、UV照射強度100mW/cm2として促進耐光試験を行った。促進試験200時間実施前後での、硬化物の黄変度の評価を、グレタグマクベス社製の色彩色差計を用いてLab表示色の黄色味を示すb値を測定した。試験前後でのb値の差分Δbが0−0.5の時を◎、0.5−1の時を○、1−5の時を△、5以上の値を示すときを×として、黄変度の評価を行った。
結果を表3〜表4に示す。
上記の硬化物(C−1)〜(C−7)、(HC−1)〜(HC−4)をエスペック社小型冷熱衝撃装置TSE−11に入れ、−40℃×15分−120℃×15分の1サイクルを10サイクル行い、発生したクラックの様子を目視により評価した。評価結果を表3に示す。クラック発生が見られなかったものを○、クラック発生が見られたものを×、割れが見られたものを××とした。
上記で得られた太陽電池モジュール(SM−1)〜(SM−6)、及び(HSM−1)〜(HSM−4)、の各々を、ワコム電創製ソーラーシミュレータを使用して、モジュール温度25℃、放射強度1kW/m2、分光分布AM1.5Gの条件にて、発電効率を測定した。
結果を表5〜表6に示す。
前述の方法により作製した発光ダイオード(M−1)〜(M−3)、(HM−1)〜(HM−2)を紫外線劣化促進試験機(アイスーパーUVテスター SUV−W131:岩崎電気(株)製)を用いて、UV照射強度100mW/cm2で促進耐光試験を行った。促進試験200時間実施後、封止材部分に、われ、クラックがなく、樹脂ケースから剥がれていないものを○、われ、クラックが1〜2本あるものを△、われ、クラックが多数あるかまたは樹脂ケースから剥がれたものを×とした。結果を表7〜表8に示す。
前述の方法により作製した発光ダイオード(M−1)〜(M−3)、(HM−1)〜(HM−2)を120℃常湿度下(FineOven DHS72:ヤマト科学株式会社)にて500h保存後、外観、黄変について評価した。評価方法は、外観については、封止材部分に、われ、クラックがなく、樹脂ケースから剥がれていないものを○、われ、クラックが1〜2本あるものを△、われ、クラックが多数あるかまたは樹脂ケースから剥がれたものを×とした。また黄変については目視にて判断し黄変が確認できる時を×、黄変が確認できない時を○として評価した。結果を表7〜表8に示す。
前述の方法により作製した発光ダイオード(M−1)〜(M−3)、(HM−1)〜(HM−2)を恒温恒湿槽(LH20−11M:ナガノ科学機械製作所)で85℃85%RH 240h保存後、外観、黄変/白濁を評価した。評価方法は、外観については、封止材部分にわれ、クラックがなく、樹脂ケースから剥がれていないものを○、われ、クラックが1〜2本あるものを△、われ、クラックが多数あるかまたは樹脂ケースから剥がれたものを×とした。また黄変/白濁については目視にて判断し黄変/白濁が確認できる時×、黄変/白濁が確認できない時○として評価した。結果を表7〜表8に示す。
希釈モノマー1;1,6−ヘキサンジオールジアクリレート
希釈モノマー2;メチルメタクリレート
熱重合開始剤;t−ブチルパーオキシベンゾエート
光重合開始剤;ジフェニル(2,4,6‐トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド
重合禁止剤;2,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−メチルフェノール
添加剤;3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
ポリイソシアネート;DIC(株)製 バーノックDN−902S
2:第1封止材
3:太陽電池群
4:第2封止材
5:裏面側保護材
7:スペーサー
8:ガラス
9:ガラス
10:PETフィルム、
11:PETフィルム
12:硬化物
13:型
14:樹脂ケース
15:リード電極
16:発光素子
17:封止材
18:金線
Claims (5)
- 一般式(1)および/または一般式(2)で表される構造単位と、シラノール基および/または加水分解性シリル基とを有するポリシロキサンセグメント(a1)と、アルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)とが、一般式(3)で表される結合により結合された複合樹脂(A)、及びポリイソシアネート(B)を含有し、前記ポリシロキサンセグメント(a1)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して10〜50重量%であり、且つ、前記ポリイソシアネート(B)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して5〜50重量%であることを特徴とする封止材。
(一般式(1)及び(2)中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立して、−R4−CH=CH2、−R4−C(CH3)=CH2、−R4−O−CO−C(CH3)=CH2、及び−R4−O−CO−CH=CH2からなる群から選ばれる1つの重合性二重結合を有する基(但しR4は単結合又は炭素原子数1〜6のアルキレン基を表す。)、炭素原子数が1〜6のアルキル基、炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基、アリール基、または炭素原子数が7〜12のアラルキル基を表し、R1、R2及びR3の少なくとも1つは前記重合性二重結合を有する基である)
(一般式(3)中、炭素原子は前記ビニル系重合体セグメント(a2)の一部分を構成し、酸素原子のみに結合したケイ素原子は、前記ポリシロキサンセグメント(a1)の一部分を構成するものとする) - 太陽電池用である請求項1に記載の封止材。
- 発光ダイオード用である請求項1に記載の封止材。
- 請求項1または2に記載の封止材を使用することを特徴とする太陽電池モジュール。
- 請求項1または3に記載の封止材を使用することを特徴とする、発光ダイオード。
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