JP5359393B2 - 太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール Download PDF

Info

Publication number
JP5359393B2
JP5359393B2 JP2009055149A JP2009055149A JP5359393B2 JP 5359393 B2 JP5359393 B2 JP 5359393B2 JP 2009055149 A JP2009055149 A JP 2009055149A JP 2009055149 A JP2009055149 A JP 2009055149A JP 5359393 B2 JP5359393 B2 JP 5359393B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
cell module
sheet
polymer
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009055149A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010212356A (ja
Inventor
昌由 鈴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Inc filed Critical Toppan Inc
Priority to JP2009055149A priority Critical patent/JP5359393B2/ja
Publication of JP2010212356A publication Critical patent/JP2010212356A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5359393B2 publication Critical patent/JP5359393B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、太陽電池モジュールの封止に使用されるシートおよび太陽電池モジュールに関する。
近年、地球温暖化問題に対する関心が益々高まっており、二酸化炭素の排出による温室効果を抑制するための検討が各方面で行われている。中でも、太陽光発電は、そのクリーン性や無公害性という点から期待が高まっている。
太陽電池は、太陽光のエネルギーを電気に直接変換する太陽光発電システムの心臓部になるものであり、単結晶、多結晶、あるいはアモルファスシリコン系の半導体から構成されている。
太陽電池は、通常、太陽電池素子単体(太陽電池セル)は、長期間(約20年)にわたって保護されるように、数枚〜数十枚単位でパッケージングされてモジュール化されている。具体的な太陽電池モジュールとしては、直列、並列に配線された複数の太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する封止体と、太陽光が当たる表面側に配置された透明ガラス部材と、裏面側に配置された裏面保護用シートとを具備するものが挙げられる。ここで、封止体としては、太陽電池セルを挟むように積層された一対の封止用シートが広く使用されている。
太陽電池モジュール用封止体には、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性と、長期間(約20年)にわたって太陽電池セルを保護するための耐熱性・耐光性・耐候性とが求められる。接着性、耐熱性・耐光性・耐候性が高い程、発電効率が高くなり、封止体の物性低下を防止して長期間の保護が可能になる。
上記の要求を満たすために、太陽電池モジュール封止用シートとしては、有機過酸化物等を配合したエチレン共重合体のシートを使用することがある(特許文献1,2)。この封止用シートでは、配合した有機過酸化物をモジュール製造時に分解させることで、太陽電池セル、透明ガラス部材あるいは裏面保護用シートと封止体との接着性を向上させると共に、封止体を架橋させてエチレン共重合体自体の耐熱性を向上させることができる。
また、特許文献3には、封止用シートにヒンダードアミン系光安定剤や紫外線吸収剤等の安定剤を配合して、太陽電池モジュールが設置される屋外環境下、すなわち紫外線や雨風に暴露される環境下での耐熱性・耐光性・耐候性を高めて、光や熱による封止体の劣化を防ぐことが開示されている。
さらに、透明ガラス部材および裏面保護用シートとの接着性を高めると共にエチレン共重合体に架橋性を付与するために、封止用シートに、シランカップリング剤、架橋剤、架橋助剤等を配合することもある。
特開昭58−60579号公報 特開昭58−63178号公報 特開2008−159856号公報
一般に、太陽電池においては、20〜30年間の製品保証が求められる。そのため、太陽電池の耐熱性・耐光性・耐候性の評価は、高温高湿の過酷な条件の試験、例えば、温度85℃、相対湿度85%の環境下、2000〜3000時間放置して評価する促進試験、加圧水蒸気を使用し、温度105℃、相対湿度100%の環境下、200時間放置して評価する超促進試験の元で行われる。
封止体の耐熱性・耐光性・耐候性を高めるためには、安定剤の含有量を高めればよい。ところが、本発明者が、安定剤含有量を増やした封止体を用いた場合の、前記促進試験後の接着性を評価したところ、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する封止体の接着力が低下することが判明した。とりわけ、保護部材については、封止体がシランカップリング剤を含有しても接着力が低下することが判明した。
そこで、安定剤の添加量を調整することで、耐熱性・耐光性・耐候性と、接着性とを両立させることも検討したが、これらの性能を両立させるような添加量は見出せなかった。そのため、耐熱性・耐光性・耐候性、接着性のどちらかの性能を犠牲にせざるを得なかった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる上に、高温高湿の環境下に配置されても透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる太陽電池モジュール封止用シートを提供することを目的とする。また、その太陽電池モジュール用封止材を用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
従来、安定剤としては、ヒンダードフェノール系やリン系の酸化防止剤、ヒンダードアミン系の光安定剤、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤が広く使用されていた。ところが、本発明者が調べた結果、従来の安定剤は低分子量である上に、封止体を構成する樹脂との相溶性が低いために、促進試験にて表面側または裏面側にブリードアウトし、接着性を低下させていることが判明した。特に、低分子量の紫外線吸収剤、低分子量の光安定剤を用いた場合に、接着性の低下が顕著であることが確認された。また、裏面保護用シートに対する接着性が低下しやすいことも確認された。
これらの知見に基づき、本発明者が、耐熱性・耐光性・耐候性を高くしつつ接着性の低下を防止する手段について検討した結果、以下の太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュールを発明した。
すなわち、本発明は、以下の構成を有する。
[1] 透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を含有するシートであり、
高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に安定化成分が結合した化合物であって、反応性添加剤と、反応性添加剤と反応し得る官能基を有する高分子とが反応したものであり、高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、前記透明軟質樹脂100質量部に対して0.05質量部を超え2質量部以下になる量にされていることを特徴とする太陽電池モジュール封止用シート。
[2] 透明軟質樹脂が、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体であることを特徴とする[1]に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
[3] 架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする[1]または[2]に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
[4] 架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−α,β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α,β不飽和カルボン酸−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする[1]または[2]に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
[5] 高分子固定型安定剤の安定化成分が、光安定剤および/または紫外線吸収剤であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シート。
[6] 光安定剤が、ヒンダードアミン系光安定剤であることを特徴とする[5]に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
[7] 紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることを特徴とする[5]または[6]に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
[8] 太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する層状の封止体と、該封止体の一方の面側に配置された透明ガラス部材と、前記封止体の他方の面側に配置された裏面保護用シートとを具備し、
前記封止体が、[1]〜[7]のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シートにより形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
本発明の太陽電池モジュール用封止材は、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる上に、高温高湿の環境下に配置されても透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる。そのため、太陽電池モジュールの発電出力低下を抑制できる。
本発明の太陽電池モジュールは、発電出力低下が抑制されている。
太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。 裏面保護用シートの一例を示す断面図である 裏面保護用シートの他の例を示す断面図である。 裏面保護用シートの他の例を示す断面図である。 図1に示す太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す模式図である。
<太陽電池モジュール封止用シート>
本発明の太陽電池モジュール封止用シート(以下、封止用シートと略す。)は、透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を必須成分として含有するシートである。
[透明軟質樹脂]
透明軟質樹脂としては、例えば、エチレン系共重合体、ポリビニルアセタール系樹脂(例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール(PVB樹脂)、変性PVB樹脂)、ポリ塩化ビニル系重合体、スチレン系共重合体を用いることができるが、中でも、エチレン系共重合体、ポリビニルアセタール系樹脂が好ましい。
エチレン系共重合体において、エチレンに共重合する成分としては、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1、4−メチルペンテン−1あるいはそれ以上高級の各種αオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル等のα,β−不飽和カルボン酸アルキルエステル、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン等のα,β−不飽和カルボン酸及びその塩などが挙げられる。
また、エチレン系共重合体としては、耐熱性、耐光性、耐候性をより高くできることから、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体が好ましい。
架橋性エチレン系共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体、金属イオンの存在下で架橋しうるエチレン−α,β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α,β不飽和カルボン酸−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体が挙げられる。
ここで、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびエチレン−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体は、有機過酸化物および/または架橋助剤の存在下で架橋しうる重合体である。また、エチレン−α,β不飽和カルボン酸共重合体およびエチレン−α,β不飽和カルボン酸−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体は、金属イオンの存在下で架橋しうる重合体である。
エチレン−酢酸ビニル共重合体は、透明性が高く、安価という点で好ましい。
エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率は10〜40質量%であることが好ましく、25〜35質量%であることがより好ましい。酢酸ビニル含有率が10質量%以上であれば、充分に軟質になり、太陽電池モジュールを製造する際に太陽電池セルの破壊を防止でき、40質量%以下であれば、充分な粘性を確保でき、取扱い性が高くなる。
[有機過酸化物]
エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体を架橋する際に用いる有機過酸化物としては、反応性の点から、半減期10時間の分解温度が145℃以下のものが好ましい。
半減期10時間の分解温度が145℃以下の有機過酸化物としては、ジラウロイルパーオキサイド、1,1,3,3,−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、1,1−ジ(t−アミルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−アミルパーオキシ)シクロヘキサン、t−アミルパーオキシイソノナノエート、t−アミルパーオキシノルマルオクトエート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、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−2−エチルヘキシルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−アミル−パーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソノナノエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジ(2−t−ブチルパーオキシプロピル)ベンゼン、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、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等が挙げられる。これら有機過酸化物は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
有機過酸化物は、透明軟質樹脂100質量部に対して0.05〜5質量部の範囲で配合することが好ましく、0.1〜2.0質量部の範囲で配合することがより好ましい。有機過酸化物の配合量が0.05質量部以上であれば、架橋構造を充分に形成でき、5質量部以下であれば、過度の反応を防止でき、発泡や分解による透明軟質樹脂の劣化を防ぐことができる。
[架橋助剤]
架橋助剤は、透明軟質樹脂の架橋度を高めて、封止用シートにより得られる封止体の接着性、機械的強度、耐熱性、耐湿熱性、耐候性をより向上させるための助剤である。
架橋助剤の具体例としては、(メタ)アクリロキシ基を含有する化合物、アリル基を含有する化合物などが挙げられる。
(メタ)アクリロキシ基を含有する化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルや(メタ)アクリル酸アミドが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の代わりに、シクロヘキシル基、テトラヒドロフルフリル基、アミノエチル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル基などで置換されていてもよい。
また、(メタ)アクリロキシ基を含有する化合物としては、(メタ)アクリル酸とエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多官能アルコールとのエステルが挙げられる。
アリル基含有化合物としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル等が挙げられる。
架橋助剤は、透明軟質樹脂100質量部に対して0.05〜5質量部の範囲で配合することが好ましく、0.1〜2.0質量部の範囲で配合することがより好ましい。架橋助剤の配合量が0.05質量部以上であれば、架橋構造を充分に形成でき、5質量部以下であれば、過度の反応を防止でき、発泡や分解による透明軟質樹脂の劣化を防ぐことができる。
また、透明軟質樹脂が光硬化する場合には、光重合開始剤が含まれてもよい。
光重合開始剤としては、例えば、水素引き抜き型、内部開裂型のものが挙げられる。
水素引き抜き型(二分子反応型)としては、例えば、ベンゾフェノン、オルソベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
内部開裂型としては、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタールが挙げられる。また、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アルキルフェニルグリオキシレート、ジエトキシアセトフェノン等のα−ヒドロキシアルキルフェノン型重合開始剤、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1等のα−アミノアルキルフェノン型重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド等も使用できる。
[高分子固定型安定剤]
高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に、耐熱性、耐光性、耐候性のいずれかを向上させる安定化成分が結合した化合物である。
このような高分子固定型安定剤としては、例えば、特開2008−195961号公報、特開2007−169660号公報、特開2005−154565号公報、特開2005−120137号公報、特開2005−54183号公報、特開2003−253248号公報などに記載されているものを用いることができる。
高分子固定型安定剤の安定化成分は、接着性低下防止の効果が顕著であることから、光安定剤および/または紫外線吸収剤であることが好ましい。固定化される安定化成分としては光安定剤を用いる場合には、性能面から、ヒンダードアミン系光安定剤であることが好ましく、紫外線吸収剤はベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることが好ましい。
具体的には、高分子固定型安定剤としては、水酸基、カルボキシ基、酸クロライド基のいずれかの反応性官能基を有するヒンダードアミン系光安定剤またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、前記反応性官能基と反応しうる熱可塑性高分子との反応により得られたものが挙げられる。
また、高分子固定型安定剤として、カルボキシ基または酸クロライド基を有するフェノール系酸化防止剤と、水酸基、アミノ基、カルボン酸アルキルエステル基及びカルボン酸ハロゲナイド基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する熱可塑性高分子との反応により得られたものも使用できる。
反応性官能基を有するベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、3−[3’−(2”H−ベンゾトリアゾール−2”−イル)−4’−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸、3−[3’−(2”H−ベンゾトリアゾール−2”−イル)−5’−メチル−4’−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸、3−[3’−(2”H−ベンゾトリアゾール−2”−イル)−5’−エチル−4’−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸、3−[3’−(2”H−ベンゾトリアゾール−2”−イル)−5’−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸、3−[3’−(5”−クロル−2”H−ベンゾトリアゾール−2”−イル)−5’−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸、3−[3”−(2”’H−ベンゾトリアゾール−2”’−イル)−4”−ヒドロキシ−5”−(1’,1’−ジメチルベンジル)フェニル]プロピオン酸、3−[3”−(2”’H−ベンゾトリアゾール−2”’−イル)−4”−ヒドロキシ−5”−(1”,1”,3”,3”−テトラメチルブチル)フェニル]プロピオン酸、それらの酸クロライド化物が挙げられる。
反応性官能基を有するヒンダードアミン系光安定剤としては、4−ヒドロキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジン、1−オクチルオキシ−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジン、それらのジカルボン酸ハーフエステル誘導体、それらの酸クロライド化物などが挙げられる。
反応性官能基と反応し得る熱可塑性高分子としては、反応性官能基と付加・縮合反応し得る高分子と、反応性官能基と反応し得る官能基を有する高分子が挙げられる。
反応性官能基と付加・縮合反応し得る高分子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(エチレン−プロピレン)共重合体、ポリ(エチレン−プロピレン−αオレフィン)共重合体等のポリオレフィン系重合体、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)共重合体、(ポリエチレングリコール)−(ポリプロピレングリコール)ブロック共重合体、ポリテトラメチレングリコール鎖等のポリエーテル系重合体、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンセバケート等の脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリネオペンチルテレフタレート等の芳香族ポリエステル、6−ナイロン、6,6−ナイロン等のポリアミド系重合体、ポリスチレン、スチレン共重合体、ポリビニルブチラール等のポリビニル系重合体、アクリル酸アルキルエステル(共)重合体、メタクリル酸アルキルエステル(共)重合体、アクリル−スチレン共重合体等の(メタ)アクリル系(共)重合体、ポリシリコーン系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリ尿素系重合体、エポキシ樹脂、メラミン系樹脂、セルロース系重合体、キトサン系重合体等などが挙げられる。
反応性添加剤と反応し得る官能基を有する高分子としては、例えば、ポリ(エチレン−ビニルアルコール)共重合体、ポリ(エチレン−ビニルアルコール−酢酸ビニル)共重合体、ポリ(エチレン−アクリル酸)共重合体、ポリ(エチレン−アクリル酸メチル)共重合体、ポリ(エチレン−メタクリル酸)共重合体、ポリ(エチレン−メタクリル酸メチル)共重合体、ポリ(エチレン−ビニルアルコール−メタクリル酸)共重合体、ポリ(エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸)共重合体、ポリ(エチレン−ブチルアクリレート−無水マレイン酸)共重合体、ポリエチレン−無水マレイン酸グラフト共重合体、ポリ(エチレン−グリシジルメタアクリレート)共重合体、ポリエチレンモノアルコール、ポリエチレンモノカルボン酸等が挙げられる。
反応性官能基と反応し得る熱可塑性高分子の質量平均分子量は3000〜200000であることが好ましく、約5000〜100000であることがより好ましい。
上記高分子固定型安定剤としては、大日精化工業株式会社から「ハイステープP」が市販されており、これを使用することもできる。
高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、透明軟質樹脂100質量部に対して0.05質量部を超え2質量部以下、好ましくは0.2〜1質量部になる量にされている。安定化成分の量が、透明軟質樹脂100質量部に対して0.05質量部以下であると、高分子固定型安定剤の効果が発揮されず、2質量部を超えると、耐熱性・耐光性・耐候性の向上効果が飽和する上に、透明軟質樹脂とは異種の材料を配合するため、相溶性や透明性が低下することがある。
耐熱性・耐光性・耐候性の全てを維持するためには、封止用シートに、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の全てを含むことが好ましい。
この場合、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤のいずれかが高分子固定型であってもよいが、接着性の低下をより防止するためには、少なくとも紫外線吸収剤および光安定剤が高分子固定型であることが好ましく、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の全てが高分子固定型であることがより好ましい。
[その他の添加剤]
また、封止用シートには、必要に応じて、接着性を低下させない程度で、従来から封止用シートに使用されている安定剤が含まれてもよい。従来から使用されている安定剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸系の紫外線吸収剤、低分子量型あるいは高分子量型のヒンダードアミン系光安定剤、フェノール系、リン系、ラクトン系、硫黄系の酸化防止剤などが挙げられる。特に、フェノール系酸化防止剤としては、例えば、オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、オクタデシル−3−(3’−t−ブチル−5’−メチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸あるいはそれらの酸クロライドなどが挙げられる。
これら従来から使用されている安定剤の配合量は、接着性の低下をより防止する点で、透明軟質樹脂100質量部に対して0.5質量部以下であることが好ましく、0.3質量部以下であることがより好ましい。
封止用シートには、太陽電池モジュールを構成する表面側の透明ガラス部材との接着性を高めることから、シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
シランカップリング剤の含有量は、透明軟質樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部であることが好ましい。シランカップリング剤の含有量が0.1質量部以上であれば、より接着性を向上させることができ、5質量部以下であれば、充分な耐熱性、耐光性、耐候性が得られる。
また、封止用シートには、接着性及び硬化性を高める点では、エポキシ基含有化合物を含有することが好ましい。
エポキシ基含有化合物としては、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、アクリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フェノールグリシジルエーテル、p−t−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル、グリシジルメタクリレート、ブチルグリシジルエーテル等の化合物や、エポキシ基を含有した質量平均分子量が数百から数千のオリゴマーや質量平均分子量が数千から数十万のポリマーなどが挙げられる。
さらに、封止用シートは、その目的を損なわない範囲内で、接着促進剤、老化防止剤、無機又は有機の充填剤等が含まれてもよい。また、無機系、ハロゲン系、リン系の難燃剤が含まれてもよい。
無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、リン酸グアニール尿素、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
ハロゲン系難燃剤としては、塩素化パラフィン、テトラブロモビスフェノールA、デカブロモジフェニルオキサイド、ヘキサブロモシクロドデカン、オクタブロモジフェニルエーテル、1,2−ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ペンタブロモベンジルポリアクリレート、トリス(2,3−ジブロモプロピル−1)イソシアヌレート等が挙げられる
リン系難燃剤としては、トリフェニルホスフェート、レオフォストリアリルホスフェート、オクチルクレジルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート等が挙げられる。
[厚さ]
封止用シートの厚さは1〜1000μmであることが好ましく、5〜500μmであることがより好ましい。封止用シートの厚さが1μm以上であれば、太陽電池セルの凹凸を隙間なく埋めることができ、太陽電池セルを充分に封止できる。一方、封止用シートの厚さが1000μm以下であれば、太陽電池モジュール全体を薄くでき、収納、組み立てが容易になり、また、光線透過性が高くなる。
[製造方法]
封止用シートの製造方法としては、例えば、透明軟質樹脂と高分子固定型安定剤とを混合し、得られた混合物を各種押出機、ロール、ミキサーなどで混練した後、Tダイ押出成形、カレンダー成形、インフレーション成形などのシート成形方法を適用する方法が挙げられる。
上記製造方法では、成形性を向上させるために、機能を低下させない程度に、スリップ剤、離型剤やアンチブロッキング剤等の加工助剤を配合しても構わない。また、製膜時のロールのブロッキングや太陽電池モジュールを製造するときの脱気性を付与するため、表面にエンボス加工を施しても構わない。
[作用・効果]
上述した封止用シートでは、安定剤が高分子固定型であるため、高温高湿の環境下に配置されてもブリードアウトしにくい。そのため、透明ガラス部材および裏面保護用シートに対する接着性の低下を抑制できる。また、高分子固定型安定剤によって、耐熱性・耐光性・耐候性を高くできる。
<太陽電池モジュール>
本発明の太陽電池モジュールの一実施形態例について説明する。
図1に、本実施形態例の太陽電池モジュールを示す。この太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池セル10と、太陽電池セル10を封止する層状の封止体20と、封止体20の一方の面側(表面側)に配置された透明ガラス部材30と、封止体20の他方の面側(裏面側)に配置された裏面保護用シート40とを具備する。
[太陽電池セル]
太陽電池セル10は、単結晶シリコン型セル、多結晶シリコン型セル、アモルファスシリコン型セル、化合物半導体型セルのいずれであっても構わない。
太陽電池セル10の形状は、厚さが1mm以下、一辺5cm以上の四角形状の薄板である。
互いに隣接する太陽電池セル10,10同士は配線11で直列に接続されている。
[封止体]
封止体20は、封止用シート20a,20bが積層され、太陽電池セル10を封止する層状体である。本実施形態例における封止体20を構成する封止用シート20a,20bは、上述した本発明の封止用シートからなっている。
[透明ガラス部材]
透明ガラス部材30は、厚さ0.1〜10mmの板状の部材である。透明ガラス部材30の材質としては、ソーダライムガラスが好適に使用される。
[裏面保護用シート]
裏面保護用シート40の一例を、図2に示す。図2に示す例の裏面保護用シート40aは、封止体20側に配置される第1の基材41と、封止体20と反対側に配置される第2の基材42と、第1の基材41および第2の基材42の間の第1の基材41側に配置され、部分放電電圧を高めるためのスペーサ層43と、第1の基材41および第2の基材42の間の第2の基材42側に配置されたガスバリア層44とを備える積層体である。
各層間は各種接着剤、例えば、ウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤などを用いて、ドライラミネート等のラミネート方法により接着させることができる。
第1の基材41としては、封止体20との接着性に優れる樹脂が使用される。
具体的には、第1の基材41としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメタノール−テレフタレート(PCT)、PETとPENの共重合体であるPET−G等のポリエステルからなるポリエステル基材、ポリカーボネートからなるポリカーボネート基材が使用される。
これら基材は、透明であってもよいし、白顔料または黒顔料が練りこまれた基材であってもよい。
また、封止体20との接着性をより高くできる点では、上記ポリエステル基材またはポリカーボネート基材に下記の塗工層を設けることが好ましい。
塗工層は、水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂とポリアクリル酸あるいはその誘導体とを含有する。
水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂は、親水性官能基を有する化合物がポリウレタンに共重合されている樹脂である。
ここで、ポリウレタンはポリオールと鎖延長剤としてのポリイソシアネート類とを反応させて得たものである。
ポリオールとしては、例えば、多塩基酸またはそのエステル形成誘導体とポリオールまたはそのエステル形成誘導体を用いて得られたポリエステルポリオール、末端/側鎖に水酸基を有するアクリルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールなどが挙げられる。
ポリイソシアネート類としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートあるいはその水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートあるいはその水素添加物、イソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネート類が挙げられる。また、ポリイソシアネート類として、前記ジイソシアネート類を、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールと反応させて得たアダクト体、水と反応させて得たビューレット体、ジイソシアネート類の三量体であるイソシアヌレート体などを使用することもできる。
親水性官能基は、ポリウレタン樹脂をエマルジョン化して水に対する分散性を向上させるための官能基であり、例えば、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、カルボン酸基が挙げられる。これらは塩になっていても構わない。
親水性官能基は分散性の付与だけでなく、各種基材、特にポリエステル基材との接着性向上の効果も有する。基材との接着性という点では、親水性官能基はカルボン酸基、スルホン酸基、あるいはこれらの塩が好ましい。
この水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂は、皮膜化した際の軟化点温度が100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、180℃以上であることが特に好ましい。水分散アイオノマー型ポリウレタン樹脂の、皮膜化した際の軟化点温度が100℃以上であれば、長期使用(例えば数十年)における耐久性を向上させることができる。
塗工層は、上記ポリウレタン樹脂の架橋密度を高めることによって耐熱性を高めてもよい。架橋密度を高めるためには、例えば、ポリウレタン樹脂を架橋剤によって架橋すればよい。
架橋剤としては、例えば、上記ポリウレタン樹脂を製造する際に用いたポリイソシアネート類と同様のものを用いることができる。また、ポリイソシアネート類をアルコール類、ラクタム類、オキシム類などでブロック化させたブロックポリイソシアネート類を用いることが可能である。
また、アイオノマー型ポリウレタン樹脂の親水性官能基を架橋開始点として利用する架橋剤を用いることもできる。例えば、エポキシ系化合物、メラミン系化合物、一般式:R−Si(OR’)で示されるオルガノシランあるいはこの加水分解物、あるいはこれらの誘導体(ただし、R=アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基から選択される官能基であり、R’はアルキル基である)などが挙げられる。
R−Si(OR’)で示されるオルガノシランあるいはこの加水分解物、あるいはこれらの誘導体としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシランなどの各種シランカップリング剤が挙げられる。
架橋剤の添加量は、水分散型アイオノマー型ポリウレタン樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。架橋剤の添加量が0.1質量部以上であれば、耐熱性をより向上させることができ、10質量部以下であれば、塗工層を形成する際の塗工性に優れる。
ポリアクリル酸は、(メタ)アクリル酸の重合体である。ポリアクリル酸は塩であってもよい。
ポリアクリル酸の誘導体としては、(メタ)アクリル酸と、アルキル(メタ)アクリレートモノマー、アミド基含有モノマー、水酸基含有モノマー、アミド基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、シラン含有モノマー、イソシアネート基含有モノマーとの共重合体が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートモノマーとしては、(メタ)アクリル酸のアルキルエステルであって、アルキル基が、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基のいずれかであるモノマーが挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等)、N−アルコキシ(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルコキシ(メタ)アクリルアミド、(アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等)、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
シラン含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシランなどが挙げられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロキシプロピルイソシアネートなどが挙げられる。
ポリアクリル酸あるいはその誘導体の中でも、ポリアクリル酸のナトリウム塩またはアンモニウム塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
ポリアクリル酸あるいはその誘導体の含有量は、水分散型アイオノマー型ポリウレタン樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。ポリアクリル酸あるいはその誘導体の含有量が0.1質量部以上であれば、耐熱性をより向上させることができ、10質量部以下であれば、塗工層を形成する際の塗工性に優れる。
塗工層には、必要に応じて、スリップ剤、アンチブロッキング剤、レベリング剤等の加工安定剤が配合されていても構わない。また、
また、第1の基材41としては、フッ素樹脂フィルムを用いることもできる。フッ素樹脂フィルムを構成するフッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)が挙げられる。
フッ素樹脂フィルム基材には、封止体との接着性をより高めるために、コロナ処理、プラズマ処理、イオンボンバード処理などの表面処理が施されてもよい。
また、フッ素系フィルム基材についても、透明であってもよいし、白顔料または黒顔料が練りこまれたものであってもよい。
第2の基材42およびスペーサ層43を構成する樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂等が挙げられる。これらは、耐熱性、強度物性、電気絶縁性等を考慮して適宜選択されるが、耐候性や耐熱性に優れる点では、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂が好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメタノール−テレフタレート(PCT)、PETとPENの共重合体であるPET−Gなどが挙げられる。
ポリエステルを用いる場合には、例えば、固相重合などの方法により、末端カルボン酸基の濃度を減少させ、数平均分子量を向上させて、耐久性を向上させることが好ましい。
フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)などが挙げられる。
ガスバリア層44としては、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔等の金属箔、アルミニウム蒸着フィルム等の金属蒸着フィルム、シリカやアルミナなどの無機化合物を蒸着した透明蒸着フィルムなどを用いることができる。これらの蒸着フィルムで用いる基材としては、第2の基材42およびスペーサ層43と同様のものが使用される。
なお、裏面保護用シート40は、図2に示すものに限定されず、図2に示す裏面保護用シート40aのガスバリア層44を省略した裏面保護用シート40b(図3参照)、図2に示す裏面保護用シート40aのスペーサ層43を省略した裏面保護用シート40c(図4参照)であっても構わない。
[製造方法]
太陽電池モジュール1は、図5に示す製造装置100を使用し、以下の工程を経ることにより製造される。
(1)チャンバ110内の約120〜160℃に加熱された天板120上に、下から順に、透明ガラス部材30、封止用シート20a、太陽電池セル10、封止用シート20b、裏面保護用シート40を積み重ねる。
(2)チャンバ110内を真空状態にする。
(3)チャンバ110内を大気圧に戻し、耐熱性を有するゴムシート130を裏面保護用シート40に上から押し付けて、透明ガラス部材30、封止用シート20a、太陽電池セル10、封止用シート20bおよび裏面保護用シート40を密着させる。これにより、封止用シート20a,20bを溶融させて、太陽電池セル10を封止用シート20a,20bの間に包埋する。
(4)さらに、加熱・加圧することにより、透明ガラス部材30と封止用シート20a、2つの封止用シート20a,20b同士、封止用シート20bと裏面保護用シート40とを接着すると共に、封止用シート20a,20bの透明軟質樹脂を架橋・固化させることにより一体化させて、封止体20にする。
上記(3)(4)の工程は、連続的にインラインで行ってもよい(ファストキュア)が、有機過酸化物の種類とチャンバ110内の温度によっては、(4)の工程を別のオーブン内で行うことができる(スタンダードキュア)。
[作用・効果]
封止体20と裏面保護用シート40とは、濡れ性、あるいは水素結合や双極子−双極子相互作用等の分子間相互作用により接着させているため、封止体20がシランカップリング剤を含んでも、安定剤のブリードアウトによって接着性が阻害されやすい。封止体20と裏面保護用シート40との接着性が低下すると、接着不良部分から水分が浸入しやすくなる。そのため、使用時間が長くなるにつれて太陽電池セル10が劣化して、発電効率を低下させることがある。しかし、上記太陽電池モジュール1では、封止体20に含まれる安定剤が高分子固定型であるため、ブリードアウトしにくく、封止体20と裏面保護用シート40との接着性が低下しにくい。
なお、封止体20がシランカップリング剤を含有する場合には、従来使用されていた安定剤を含んでも、透明ガラス部材30と封止体20との接着性、太陽電池セル10と封止体20との接着性はある程度は確保できる。しかし、封止体20が高分子固定型安定剤を含むことにより、透明ガラス部材30と封止体20との接着性、太陽電池セル10と封止体20との接着性を向上させることができる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
以下の例においては下記の材料を用いた。
[透明軟質樹脂]
・エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)
酢酸ビニル単位:33質量%、MFR:30g/10分、三井デュポンポリケミカル製商品名エバフレックス。なお、該エチレン−酢酸ビニル共重合体を使用する場合には、後述の有機過酸化物および架橋助剤を配合して、熱架橋型になるようにした。
・エチレン−メタクリル酸共重合体の亜鉛塩(Zn−IO)
メタクリル酸単位:15質量%、MFR:16g/10分、三井デュポンポリケミカル製商品名ハイミラン。なお、該エチレン−メタクリル酸共重合体を使用する場合には、後述の有機過酸化物および架橋助剤を配合せず、イオン架橋型になるようにした。
[有機過酸化物、架橋助剤、シランカップリング剤]
・有機過酸化物:1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(日油製)
・架橋助剤:トリアリルイソシアヌレート(日本化成製)
・シランカップリング剤:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウ・シリコーン製)
[安定剤]
・高分子固定型光安定剤(HP−HALS):ハイステープP−HALSタイプ(大日精化工業製)
・低分子量型光安定剤(HALS):チヌビン770(ヒンダードアミンタイプ:チバ・ジャパン製)
・高分子固定型紫外線吸収剤(HP−UVab):ハイステープP−トリアジンタイプ(大日精化工業製)
・低分子量紫外線吸収剤(UVab):チヌビン120(ベンゾフェノンタイプ:チバ・ジャパン製)
・高分子固定型酸化防止剤(HP−H−Ph):ハイステープP−ヒンダードフェノールタイプ(大日精化工業製)
・低分子量酸化防止剤(H−Ph):イルガノックス1010(ヒンダードフェノールタイプ、チバ・ジャパン製)
・低分子量酸化防止剤(P):イルガフォス168(リンタイプ、チバ・ジャパン製)
<製造例1〜10>
表1に示す割合で各成分をドライブレンドにより混合して、混合物を得た。その際、高分子固定型光安定剤を配合する場合には、エチレン系共重合体に高分子固定型光安定剤濃度5質量%になるように配合したマスターバッチを用いた。
次いで、得られた混合物をTダイキャスト製膜装置(Tダイを備えた押出機)により、樹脂温度が110℃を超えないように製膜して、厚さ0.5mm(うちエンボスの厚み0.1mm)の封止用シートを得た。
封止用シートと裏面保護用シートとの接着性、封止用シートの耐候性を以下の方法により評価した。評価結果を表2,3に示す。
また、総合評価結果を表3に示す。総合評価結果は、接着強度、耐候性で×が一つでもあった場合には×、△が一つでもあった場合には△とした。×および△がない場合には○とした。
なお、製造例1〜4は、高分子固定型安定剤の安定化成分の含有量を変えた例を評価したものである。製造例5〜8は、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤の少なくとも2つに従来の安定剤を用いた例を評価したものである。製造例9〜10は、エチレン−メタクリル酸共重合体の亜鉛塩を用いた例を評価したものである。
Figure 0005359393
[評価]
(1)接着強度
太陽電池モジュール製造装置の天板の上に、A4サイズの強化ガラス/封止用シート(2枚)/裏面保護用シートを順に積層し、ファストキュアの条件で加熱圧着して、接着強度測定用サンプルを得た。加熱圧着の条件は、温度150℃、真空引き4分、熱圧着10分とした。
上記接着強度測定用サンプルを、プレッシャークッカー試験槽内に配置し、温度105℃、相対湿度100%の環境下として、促進試験を行った。
促進試験後、封止体と裏面保護用シートとの接着強度を、オリエンテック製テンシロンを用いて測定した。
判定基準は、促進試験96時間でA〜Cのいずれかの裏面保護用シートに対して浮きが見られた場合には×、144時間で浮きが見られた場合には△、192時間でも浮きが見られないものを○とした。
裏面保護用シートとしては、以下のA,B,Cの3種類を用いた。
A:耐熱ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ75μm、東レ社製ルミラー)/ポリウレタン系接着剤(東洋インキ製造社製ダイナグランド)/シリカ蒸着フィルム(12μm)/ポリウレタン系接着剤/耐熱白PETフィルム(厚さ125μm、東レ社製ルミラー)。耐熱白PETフィルムが封止用シート側になる。
B:Aの裏面保護用シートの耐熱白PETフィルムの表面に、アイオノマー型ポリウレタン樹脂DIC製ハイドラン100質量部/水系イソシアネート化合物2質量部と水系グリシジル化合物5質量部の混合物(DIC製ハイドランアシスター)/ポリアクリル酸ナトリウム5質量部を配合して得た組成物を、乾燥塗工量5〜6g/mになるように塗工した後、125℃で焼き付けて、塗工層を形成したシート。
C:ポリフッ化ビニルフィルム(厚さ38μm、デュポン社製テドラー)/ポリウレタン系接着剤/一般PETフィルム(厚さ250μm、東レ社製ルミラー)/ポリウレタン系接着剤/ポリフッ化ビニル
(2)耐候性
A4サイズの強化ガラス/剥離フィルム/封止用シート(2枚)/PETフィルム(厚さ250μm)を積層し、接着強度測定用サンプルの作製と同様にして積層体を得た。その後、剥離フィルムを利用して、封止用シート/PETフィルムのみを剥離し、50×50mmのサイズに裁断した。
50×50mmに裁断したサンプルについて、封止用シートからPETフィルムに向かう方向に、岩崎電気製「アイ スーパーUVテスター」を用い、照度100mW/cm、ブラックパネル温度63℃(相対湿度50%)、照射/結露サイクル=6時間/6時間の条件で600時間の耐候試験を行った。
耐候試験後、東京電色製オートマチックヘーズメーターを用いてイエローインデックス値(YI値)を測定した。YIが10以下では○、10を超え20以下では△、20を超えた場合には×とした。
Figure 0005359393
Figure 0005359393
高分子固定型安定剤を、安定化成分の量が、透明軟質樹脂100質量部に対して0.1〜2質量部になる量で含む製造例1〜3,5,6,8〜9の封止用シートを用いた場合には、耐候性を有する上に、長時間使用しても接着性の低下が防止されていた。
これに対し、高分子固定型安定剤を全く含まない製造例7,10の封止用シートを用いた場合には、接着性が顕著に低下した。
また、高分子固定型安定剤を、安定化成分の量が、透明軟質樹脂100質量部に対して0.1質量部未満になる量で含む製造例4の封止用シートを用いた場合には、耐候性が得られなかった。
また、製造例1〜4より、高分子固定型安定剤の含有量が少ない程、耐候性が低くなることが判明した。
また、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤のいずれかに高分子固定型安定剤を用いた例(製造例5,6,8)よりも、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤の全てに高分子固定型安定剤を用いた例(製造例1)の方が接着性に優れることが判明した。
また、裏面保護用シートの種類によって接着性が異なることも判明した。すなわち、裏面保護用シートAよりも、架橋構造を有するアイオノマー型ポリウレタン樹脂を含有する塗工層を有する裏面保護用シートB、フッ素樹脂系フィルムである裏面保護用シートCの方が接着性に優れることが判明した。
(3)太陽電池の発電出力
製造例1の封止用シートおよび製造例7の封止用シートを用いて、太陽電池モジュールを作製し、発電出力を評価した。
具体的には、A4サイズの強化ガラス/封止用シート/太陽電池セル/封止用シート/上記裏面保護用シートBを積層し、接着強度測定用サンプルの作製と同様に加熱圧着して、太陽電池モジュール用積層体を得た。得られた積層体の裏面保護用シート側に、ジャンクションボックスを設置し、アルミニウムフレームで枠組みした後、シーリング剤で太陽電池モジュールの側面部分を封止して、太陽電池モジュールのサンプルを得た。
得られた太陽電池モジュールを温度85℃、相対湿度85%の環境下で、1000時間、2000時間、3000時間保管した。保管後の発電出力低下度合いを評価した。
太陽電池の発電出力は、JIS C8913に従って測定した。そして、発電出力変化率を、保管後の出力/保管前の出力×100(%)の式により求めた。
その結果、製造例1の封止用シートを用いた場合には、3000時間保管後も発電出力変化率が92%であったが、製造例7の封止用シートを用いた場合には、2000時間保管後で発電出力が82%に低下し、さらに3000時間保管後では74%にまで低下した。
1 太陽電池モジュール
10 太陽電池セル
20 封止体
20a,20b 封止用シート
30 透明ガラス部材
40,40a,40b,40c 裏面保護用シート
41 第1の基材
42 第2の基材
43 スペーサ層
44 ガスバリア層

Claims (8)

  1. 透明軟質樹脂および高分子固定型安定剤を含有するシートであり、
    高分子固定型安定剤は、熱可塑性高分子に、耐熱性、耐光性、耐候性のいずれかを向上させる安定化成分が結合した化合物であって、反応性添加剤と、反応性添加剤と反応し得る官能基を有する高分子とが反応したものであり、
    高分子固定型安定剤の含有量は、安定化成分の量が、前記透明軟質樹脂100質量部に対して0.05質量部を超え2質量部以下になる量にされていることを特徴とする太陽電池モジュール封止用シート。
  2. 透明軟質樹脂が、架橋構造を形成しうる架橋性エチレン系共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
  3. 架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
  4. 架橋性エチレン系共重合体が、エチレン−α,β不飽和カルボン酸共重合体またはエチレン−α,β不飽和カルボン酸−α,β不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体であることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
  5. 高分子固定型安定剤の安定化成分が、光安定剤および/または紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シート。
  6. 光安定剤が、ヒンダードアミン系光安定剤であることを特徴とする請求項5に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
  7. 紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項5または6に記載の太陽電池モジュール封止用シート。
  8. 太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する層状の封止体と、該封止体の一方の面側に配置された透明ガラス部材と、前記封止体の他方の面側に配置された裏面保護用シートとを具備し、
    前記封止体が、請求項1〜7のいずれかに記載の太陽電池モジュール封止用シートにより形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
JP2009055149A 2009-03-09 2009-03-09 太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール Active JP5359393B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009055149A JP5359393B2 (ja) 2009-03-09 2009-03-09 太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009055149A JP5359393B2 (ja) 2009-03-09 2009-03-09 太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010212356A JP2010212356A (ja) 2010-09-24
JP5359393B2 true JP5359393B2 (ja) 2013-12-04

Family

ID=42972252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009055149A Active JP5359393B2 (ja) 2009-03-09 2009-03-09 太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5359393B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012071419A (ja) * 2010-09-27 2012-04-12 Asahi Kasei E-Materials Corp 積層物
JP2013055217A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Honda Motor Co Ltd 太陽電池モジュール
JP6036093B2 (ja) * 2012-09-26 2016-11-30 日油株式会社 太陽電池モジュール用封止材
WO2021106869A1 (ja) * 2019-11-25 2021-06-03 Agc株式会社 太陽電池モジュール、その製造方法及びそれを用いた建築用外壁材
CN111933801B (zh) * 2020-08-12 2022-07-12 南昌大学 一种具有六氟磷酸胍界面修饰层的反向平面钙钛矿太阳电池器件及其制备方法
CN114891452B (zh) * 2021-06-03 2024-02-20 上海亥博胶粘材料有限公司 一种太阳能光伏组件用电池片定位胶带及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000095849A (ja) * 1998-09-21 2000-04-04 Daicel Chem Ind Ltd ベンゾトリアゾール基含有ポリエステル、その製造方法、それを含む紫外線吸収剤、及び合成樹脂組成物
JP4690517B2 (ja) * 2000-03-22 2011-06-01 三井・デュポンポリケミカル株式会社 エチレン共重合体組成物
DE602006014389D1 (de) * 2005-03-08 2010-07-01 Mitsui Du Pont Polychemical Verkapselungsmaterial für solarzellenelement
JP2008159856A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Bridgestone Corp 太陽電池用封止膜及びこの封止膜を用いた太陽電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010212356A (ja) 2010-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5262044B2 (ja) 太陽電池裏面封止用シート及びこれを用いた太陽電池モジュール
JP4961838B2 (ja) 太陽電池裏面封止用シート
JP5594959B2 (ja) 太陽電池素子封止材
JP5639930B2 (ja) 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール
US20110108086A1 (en) Backing sheet for photovoltaic modules and method for repairing same
JP5353321B2 (ja) 太陽電池モジュール裏面保護用シートおよび太陽電池モジュール
WO2010126088A1 (ja) 太陽電池用シート及び太陽電池モジュール
EP1898470A1 (en) Back sheet for photovoltaic modules and photovoltaic module using the same
CA2673018A1 (en) Backing sheet for photovoltaic modules and method for repairing same
JP5359393B2 (ja) 太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール
JP5034175B2 (ja) 太陽電池モジュール
EP2685508B1 (en) Sealing film for solar cells and solar cell using same
JP2009038236A (ja) 太陽電池裏面封止用シート及びこれを用いた太陽電池モジュール
JP2009200385A (ja) 太陽電池用保護シート及びこれを用いた太陽電池モジュール
EP2117049A1 (en) Solar cell sealing film and solar cell utilizing the same
EP2770541B1 (en) Solar cell sealing film and solar cell using same
JP2008108948A (ja) 太陽電池裏面封止用シートおよび太陽電池モジュール
JP5482276B2 (ja) 太陽電池用封止材及び太陽電池モジュール
JP2011077089A (ja) 太陽電池用裏面側封止材及び太陽電池モジュール
EP2800149A1 (en) Protective material for solar cells
JP2011119475A (ja) 太陽電池モジュールの製造方法
JP6747474B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP2014041900A (ja) 太陽電池用保護材及び太陽電池
JP6155680B2 (ja) 太陽電池モジュールの製造方法及び該製造方法によって製造された太陽電池モジュール
JP6542782B2 (ja) 太陽電池用封止材及び太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130618

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5359393

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250