JP5330178B2 - 樹脂封止シート及びそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
特許文献2には、架橋剤及びシランカップリング剤を配合したエチレンビニルアセテート共重合体からなるシートであって、一定のゲル分率まで放射線架橋させたことを特徴とする太陽電池封止用シートが開示されている。
上記文献においては、ガラス、封止シート、セル、バックシート等の各部材を重ね合わせた後、真空ラミネーターを用いて溶融貼り合せ及び有機過酸化物による架橋を行うことで太陽電池モジュールを製造している。
[1]
樹脂を軟化させて密着させる樹脂封止シートであって、
前記樹脂封止シートを構成する樹脂中に有機過酸化物とラジカル捕捉剤とを含有し、
シート厚さ方向に沿ってゲル分率が変化(傾斜)した構造を有する樹脂封止シート。
[2]
ゲル分率の低い樹脂層が被封止物と接触する層として形成されている、上記[1]記載の樹脂封止シート。
[3]
前記ゲル分率の低い樹脂層のゲル分率が3質量%未満である、上記[2]記載の樹脂封止シート。
[4]
前記有機過酸化物を0.2〜1質量%の範囲で含有する、上記[1]〜[3]のいずれか記載の樹脂封止シート。
[5]
前記ラジカル捕捉剤を1〜3質量%の範囲で含有する、上記[1]〜[4]のいずれか記載の樹脂封止シート。
[6]
前記ラジカル捕捉剤は、フェノール系捕捉剤、リン系捕捉剤、イオウ系捕捉剤、HALS系捕捉剤からなる群から選択されるいずれか1種である、上記[1]〜[5]のいずれか記載の樹脂封止シート。
[7]
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−脂肪族カルボン酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、エチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化物からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含有する、上記[1]〜[6]のいずれか記載の樹脂封止シート。
[8]
上記[1]〜[7]のいずれか記載の樹脂封止シートを封止材として用いた太陽電池モジュール。
ゲル分率(質量%)=(抽出後の試料質量/抽出前の試料質量)×100
[単層構造]
樹脂封止シートが単層構造を有する場合、上述した樹脂封止シートを構成する樹脂を好適に用いることができるが、良好な透明性、柔軟性、被接着物の接着性や取扱性を確保する観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、エチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂からなる層であることが好ましい。
本実施の形態における樹脂封止シートは、少なくとも2層以上の多層構造を有していてもよい。ここで、樹脂封止シートの両表面を形成する2層を「表面層」といい、それ以外を「内層」(3層以上の場合)という。
樹脂封止シートの製造方法としては、特に制限はないが、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、樹脂を押出機で溶融し、ダイより溶融樹脂を押出し、急冷固化して原反を得る。押出機としては、Tダイ、環状ダイ等が用いられる。樹脂封止シートが多層構造を有する場合には、環状ダイが好ましい。
本実施の形態における樹脂封止シートは、太陽電池を構成する素子等の部材を保護するための封止材として特に有用である。すなわち透明性や耐クリープ特性に優れ、かつ被封止物との接着性が良好であり、用途に応じて接着性の制御を行うことができる。また、太陽電池を構成するガラス板や、アクリルやポリカーボネート等の樹脂板に対しても安定的に強固な接着性を発揮する。本実施の形態における樹脂封止シートを用いることにより、太陽電池用ガラス自身や各種配線や発電素子等、凹凸を有している各種部材を確実に隙間なく封止できる。
<ゲル分率>
ゲル分率については、沸騰p−キシレン中で、樹脂封止シートを12時間抽出し、不溶解部分の割合を下記式により求めた。
ゲル分率(質量%)=(抽出後の試料質量/抽出前の試料質量)×100
各樹脂層のゲル分率については、その層に該当する部分の樹脂を切削してサンプルとした。
ティーエイインスツルメント社製の示差走査熱良計「MDSC2920型」を使用し、樹脂約8〜12mgを0℃から200℃まで10℃/分の速度で昇温させ、200℃で5分間溶融保持した後に−50℃以下まで急冷し、次いで0℃から200℃まで10℃/分で昇温させた際に得られる融解に伴う吸熱ピークの温度を融点とした。
JIS―K−7112に準拠して測定した。
JIS―K−7210に準拠して測定した。
テックロック社製ダイアルゲージを用いて測定した。
太陽電池用ガラス板(AGC社製白板ガラス5cm×10cm角:厚さ3.2mm)/樹脂封止シート/発電部分(多結晶シリコンセル、厚さ250μm、大きさ2cmx3cmにカットしたものを使用)/樹脂封止シート/バックシートの順に積層し、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて、150℃、15分間の条件で真空ラミネートし、発電部分のシリコンセルの樹脂封止シートとの接触状況を目視にて観察した。
6インチ多結晶セルを6枚(2列×3列)に配置し、AGC社製白板ガラス(530cm×350cm角:厚さ3.2mm)/樹脂封止シート/発電部分(多結晶シリコンセル、厚さ250μm)/樹脂封止シート/バックシートの順に積層し、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて、150℃、15分間の条件で真空ラミネートした。作成したモジュールを試験槽内に設置し、試験温度:85℃、相対湿度:85%に保持し、各時間経過後のモジュールの外観をチェックした。
6インチ多結晶セルを6枚(2列×3列)に配置し、AGC社製白板ガラス(530cm×350cm角:厚さ3.2mm)/樹脂封止シート/発電部分(多結晶シリコンセル、厚さ250μm)/樹脂封止シート/バックシートの順に積層し、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて、150℃、15分間の条件で真空ラミネートした。作成したモジュールを試験槽内に設置し、試験槽を閉じ、モジュールの周囲の空気を2m/s以上の速度で循環させ、試験槽内の温度を−40℃〜+85℃との間で周期的に変化させる。1サイクルを4時間とし、最低温度及び最高温度で30分ずつ保持し、温度サイクルを行った。表に示す所定回数後のモジュールの外観をチェックした。
<樹脂>
(1)エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)
東ソー社製 ウルトラセン751
(2)エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)
三井デュポン社製 2116C
(3)エチレン−メタクレリート共重合体(EMA)
三井デュポン社製 1218C
(4)エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)
三井デュポン社製 N1207C
(5)ポリプロピレン(PP)
日本ポリケム社製 Y121A
アルケマ吉富社製 ルパゾール101
(1)チバスペシャルティーケミカル社製 IRGANOX1010
(2)チバスペシャルティーケミカル社製 IRGAFOS168
(3)チバスペシャルティーケミカル社製 IRGANOX PS 802FD
(4)チバスペシャルティーケミカル社製 CHIMASORB944
AGC社製 太陽電池用ガラス 白板ガラスエンボス付き厚さ3.2mm
三菱アルミパッケージング社製バックシート
E−TON社製 結晶性シリコンセル厚さ250μm
表1に示す材料及び組成比(単位は質量部)で樹脂封止シートを製造した。
3台(表面層用、中間層用、内層用)の押出機に接続された多層環状ダイ(直径250φmm、スリット厚さ1mm)より下向き方向にて樹脂をチューブ状に溶融押出し、引き取りながら1対のゴムロールにて封じ、この溶融押出にて形成されたチューブに空気を入れて、所望のシート厚さ、シート折幅になるように水冷リングを用いて急冷固化した。有機過酸化物及びラジカル捕捉剤は、前もって同じ樹脂にプレブレンドして、樹脂に押出機を用いて練りこんだ3質量%マスターバッチを所定の量になるように混合した。
得られた架橋前の樹脂封止シートに対して、有機過酸化物による架橋処理を施した。樹脂封止シートの厚み、ゲル分率を評価した。評価結果を表1に示す。
得られた樹脂封止シートを用いて太陽電池モジュールを製造し、隙間埋め性、高温高湿試験、温度サイクル試験を行った。評価結果を表1に示す。なお、真空ラミネーターとしては、NPC社製太陽電池用真空ラミネーターLM50を用いた。
Claims (7)
- 樹脂を軟化させて密着させる樹脂封止シートであって、
前記樹脂封止シートが少なくとも2層以上の多層構造を有しており、
前記樹脂封止シートを構成する樹脂中に有機過酸化物とラジカル捕捉剤とを含有し、
シート厚さ方向に沿ってゲル分率が変化(傾斜)した構造を有し、
ゲル分率の低い樹脂層が被封止物と接触する層として形成されている、樹脂封止シート。 - 前記ゲル分率の低い樹脂層のゲル分率が3質量%未満である、請求項1記載の樹脂封止シート。
- 前記有機過酸化物を0.2〜1質量%の範囲で含有する、請求項1又は2記載の樹脂封止シート。
- 前記ラジカル捕捉剤を1〜3質量%の範囲で含有する、請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂封止シート。
- 前記ラジカル捕捉剤は、フェノール系捕捉剤、リン系捕捉剤、イオウ系捕捉剤、HALS系捕捉剤からなる群から選択されるいずれか1種である、請求項1〜4のいずれか1項記載の樹脂封止シート。
- エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−脂肪族カルボン酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、エチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化物からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれか1項記載の樹脂封止シート。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の樹脂封止シートを封止材として用いた太陽電池モジュール。
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