JP5567896B2 - 太陽電池封止膜及びこれを用いた太陽電池 - Google Patents

Description

本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に耐候性に優れた太陽電池用封止膜に関する。更にこの封止膜を用いた太陽電池に関する。

近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接、変換する太陽電池が広く使用され、更に、耐久性や発電効率等の点から開発が進められている。

太陽電池は、一般に、図１に示すように、ガラス基板などからなる表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、シリコン結晶系発電素子などの太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材（バックカバー）１２をこの順で積層し、減圧で脱気した後、加熱加圧して表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂ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。

太陽電池では、高い電気出力を得るために、複数の太陽電池用セル１４を接続して用いられている。従って、太陽電池用セル１４の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜１３Ａ、１３Ｂを用いて太陽電池用セルを封止している。

また、薄膜シリコン系、薄膜アモルファスシリコン系太陽電池、セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）系太陽電池等の薄膜太陽電池の開発も進められており、この場合は、例えば、ガラスやポリイミド基板等の透明基板の表面に化学気相蒸着法等により半導体層等の発電素子層が形成され、その上に封止膜等を積層し、接着一体化することで製造される。

従来から、これらの太陽電池に用いられる封止膜としては、エチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡともいう）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等のエチレン−極性モノマー共重合体からなるフィルムが用いられている。特に、安価であり、高い透明性を有することからＥＶＡフィルムが好ましく用いられている。そして、封止膜用のＥＶＡフィルムは、膜強度や耐久性を向上させるために、ＥＶＡの他に有機過酸化物等の架橋剤を用いて架橋密度を向上させている。

しかしながら、太陽電池は、数十年の長期間に亘り、高温、高湿度、風雨に曝される屋外の苛酷な環境下で使用されることが多く、太陽光の照射や高温により、太陽電池用封止膜が劣化し、クラック(ひび割れ）や黄変等が生じる場合がある。この対策として、従来から、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定化剤、及び／又は酸化防止剤等の添加による耐候性の向上が図られている。

例えば、特許文献１では、高度な耐候性を達成するために、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体１００質量部に対し、ベンゾトリアゾール系又はトリアジン系の紫外線吸収剤０．０５〜５質量部、低分子量ヒンダードアミン光安定剤０．０５〜５質量部、高分子量ヒンダードアミン系光安定剤０．０５〜５質量部、及びヒンダードフェノール系酸化防止剤０．０１〜５質量部を配合することを規定している。特許文献１には、実施例としてエチレン・メタクリル酸共重合体１００質量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤とともに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤としてテトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン（イルガノックス１０１０(チバスペシャルティケミカルズ社製（現ＢＡＳＦ社）製）））０．１質量部を配合した組成物を配合した組成物が開示されている。

また、特許文献２では、ＥＶＡ樹脂を用いたフィルムの酸化黄変を防止するために酸化防止剤としてｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート（ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６(チバスペシャルティケミカルズ社（現ＢＡＳＦ社）製））を加えた際に生じる押出成形性の問題を解消するために、上記酸化防止剤の代わりに、ペンタエリスチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］（ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０(チバスペシャルティケミカルズ社製（現ＢＡＳＦ社）製）））をＥＶＡ１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部を添加することを規定している。

特開２００１−２６１９０４号公報 特開２００１−２４０７１０号公報

しかしながら、特許文献１及び２で開示されたような酸化防止剤の配合の太陽電池用封止膜では、太陽電池の製造の際の架橋時や、高温環境下に長期間曝された場合に、太陽電池用封止膜の柔軟性が低下（弾性率が上昇）し、クッション性が低下することにより、太陽電池用セルや薄膜太陽電池用発電素子が破損する「セル割れ」が生じる場合がある。また、酸化防止剤の配合によっては、紫外線照射により黄変する場合がある。

従って、本発明の目的は、ＥＶＡを主成分とし、有機過酸化物による架橋構造を有する太陽電池用封止膜であって、柔軟性に優れ、且つ黄変が防止された太陽電池用封止膜を提供することにある。
また、本発明の目的は、この封止膜を用いた太陽電池を提供することにもある。

上記目的を達成するため、本発明者は、ＥＶＡを主成分とする封止膜に配合する酸化防止剤の種類や配合量に着目し、太陽電池用封止膜の高温環境下の耐久性試験後の弾性率を指標として、セル割れの発生を防止するため、弾性率を低く維持できる配合について検討した。その結果、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン（以下、ＢＨＴともいう）が有効であることが見出された。しかしながら、ＢＨＴの配合量が多過ぎると、紫外線照射による黄変が生じることが分かった。そこで、本発明者は、更にＢＨＴの配合量を検討し、本発明に至った。

即ち、上記目的は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物、及び酸化防止剤を含む太陽電池用封止膜であって、前記酸化防止剤が、ジブチルヒドロキシトルエンであり、前記酸化防止剤の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．０３〜０．１質量部であり、更に、ヒンダードアミン系光安定剤を、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．０５〜１．０質量部含み、且つ紫外線吸収剤を、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．０５〜１．０質量部含むことを特徴とする太陽電池用封止膜によって達成される。これにより、更に、紫外線照射による黄変を防止することができ、且つ高温環境下の耐久性試験後の弾性率を更に低くすることができる。

ＢＨＴは、酸化防止剤の中でも、上述のＩＲＧＡＮＯＸ１０１０やＩＲＧＡＮＯＸ１０７６に比較して分子量が小さく、単位質量あたりのラジカル捕捉能が高い。そのため、上記範囲のような少ない含有量であっても、太陽電池用封止膜が高温環境下に長期間曝された場合に生じる不要なラジカルを十分に捕捉し、弾性率の上昇を抑制することができるものと考えられる。また、ＢＨＴの含有量が上記範囲であれば、弾性率の上昇を十分抑制し、且つ紫外線照射による黄変を防止することができる。

本発明に係る太陽電池用封止膜の好ましい態様は以下の通りである。

（１）前記紫外線吸収剤が、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤である。

（１）により、更に、紫外線照射による黄変を防止することができる。

また、上記目的は、本発明の太陽電池封止膜を用いたことを特徴とする太陽電池によっても達成される。

本発明によれば、ＥＶＡを主成分とし、有機過酸化物による架橋構造を有する太陽電池用封止膜において、酸化防止剤としてＢＨＴを適切な含有量で配合しているので、架橋時や高温環境下に長期間曝された場合に生じる不要なラジカルを十分に捕捉することにより、弾性率の上昇を抑制し、柔軟性を維持することができる。また、ＢＨＴの含有量が上記範囲であれば、紫外線照射による黄変を防止することができる。

従って、本発明の太陽電池用封止膜を用いることにより、架橋時や高温環境下で長時間使用した際のセル割れが防止され、且つ黄変による外観不良が防止された太陽電池を提供することができる。

図１は、一般的な太陽電池の概略断面図である。

本発明の太陽電池用封止膜はＥＶＡを主成分とし、架橋剤として有機過酸化物、及び酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ：ＩＵＰＡＣ名２，６−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−メチルフェノール）を含んでいる。そして、ＢＨＴの含有量が、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．０３〜０．１質量部の範囲である。

これにより、架橋時や高温環境下に長期間曝された場合に、太陽電池用封止膜の弾性率の上昇が抑制され、柔軟性が維持されるとともに、紫外線照射による黄変が防止される。
この要因は以下のように考えることができる。即ち、後述する実施例に示すように、酸化防止剤として、ヒンダードフェノール系酸化防止剤のテトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン（ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０(チバスペシャルティケミカルズ社製））やｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート（ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６(チバスペシャルティケミカルズ社製（現ＢＡＳＦ社）製））、又はリン系酸化防止剤のトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト（ＩＲＧＡＦＯＳ１６８(チバスペシャルティケミカルズ社製（現ＢＡＳＦ社）製））を同じ質量部で配合した場合は、弾性率の上昇を抑制する効果が低い。それに対し、ＢＨＴの場合は、ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０やＩＲＧＡＮＯＸ１０７６等に比べて分子量が低く、同じ質量部であれば、これらの酸化防止剤よりもラジカル捕捉能が高くなり、不要なラジカルを十分に捕捉できるものと考えられた。また、太陽電池用封止膜のＢＨＴの含有量が多過ぎると、紫外線照射により生じるラジカルと反応し、キノン構造を生成することで黄変が生じるが、上記の範囲であれば、黄変を防止することができる。

以下、本発明の太陽電池用封止膜について、より詳細に説明する。

［エチレン−酢酸ビニル共重合体］
本発明に使用するエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）における酢酸ビニルの含有量は、ＥＶＡ１００質量部に対して２０〜３５質量部、さらに２２〜３０質量部、特に２４〜２８質量部とするのが好ましい。ＥＶＡの酢酸ビニル単位の含有量が低い程、得られる封止膜が硬くなる傾向がある。酢酸ビニルの含有量が２０質量部未満では、高温で架橋硬化させる場合に、得られる封止膜の透明性が充分でない恐れがある。また、３５質量部を超えると封止膜の硬さが不十分となる場合があり、更にカルボン酸、アルコール、アミン等が発生し封止膜と保護部材等との界面で発泡が生じ易くなる恐れがある。

本発明の太陽電池封止膜においては、ＥＶＡに加えて、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸共重合体、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸ｎ−ブチル−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル−不飽和カルボン酸共重合体及びそのカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなエチレン−ビニルエステル共重合体等のエチレン−極性モノマー共重合体、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）、及び塩化ビニル樹脂を副次的に使用しても良い。

［有機過酸化物］
本発明においては有機過酸化物を配合することにより、ＥＶＡの架橋構造を形成することができ、接着力、透明性、耐湿性、耐貫通性が改善された太陽電池用封止膜を得ることができる。前記有機過酸化物としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであれば、どのようなものでも使用することができる。有機過酸化物は、一般に、成膜温度、組成物の調整条件、硬化温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して選択される。特に、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上のものが好ましい。

前記有機過酸化物としては、長期間にわたる使用において、黄変を高く抑制でき、優れた耐紫外線性を有する封止膜が得られることから、ハイドロパーオキサイド系化合物、ジアルキルパーオキサイド系化合物、及びケトンパーオキサイド系化合物を使用するのが好ましい。これらは、１種単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。

前記ハイドロパーオキサイド系化合物としては、例えば、Ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ヘキシルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。

前記ジアルキルパーオキサイド系化合物としては、例えば、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチル−α−クミルパーオキサイド、ジ−α−クミルパーオキサイド、１，４−ビス（（ｔ−ブチルジオキシ）イソプロピル）ベンゼン、１，３−ビス（（ｔ−ブチルジオキシ）イソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（（ｔ−ブチルパーオキシ）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、α、α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。

前記ケトンパーオキサイド系化合物としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルイソブ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、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等が挙げられる。

これらの中でも、優れた耐紫外線性を有する封止膜が得られることから、ジアルキルパーオキサイド系化合物、特に、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを用いるのが好ましい。

有機過酸化物の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．２〜２質量部、より好ましくは０．５〜１．５質量部である。有機過酸化物の含有量が少ないと、架橋速度が低下し、強固な架橋構造が得られないおそれがあり、多いと他の成分との相溶性が悪くなりブリードアウト（添加剤の染み出し）が生じるおそれがある。

［酸化防止剤］
本発明に使用される酸化防止剤は、上述の通り、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）である。ＢＨＴは、通常に市販されているものを使用することができる。太陽電池用封止膜におけるＢＨＴの含有量は、上述の通りＥＶＡ１００質量部に対して、０．０３〜０．１質量部であれば、太陽電池用封止膜の高温環境下における弾性率の上昇を抑制し、柔軟性の低下を防ぐことができる。

［光安定剤］
本発明においては、更に光安定剤を含むことによって、紫外線照射の影響により太陽電池用封止膜が黄変することを、更に防止することができる。光安定剤としてはヒンダードアミン系光安定剤を用いることが好ましく、例えば、Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０ＤＦ（旧サノール７７０）（ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７６５、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ６２２ＬＤ（コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物）、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ９４４ＦＤＬ（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｝］（いずれもＢＡＳＦ社（旧チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）社）製）、アデカスタブＬＡ−５２、アデカスタブＬＡ−５７（テトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート）、アデカスタブＬＡ−６２（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル−トリシル−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート）、アデカスタブＬＡ−６３、アデカスタブＬＡ−６７、アデカスタブＬＡ−６８（いずれも（株）ＡＤＥＫＡ社製）、ＵＶ−３０３４（Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社製）等を挙げることができる。なお、上記光安定剤は、単独で使用しても、２種以上組み合わせて使用してもよい。また、光安定剤の配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０５〜１質量部である。

［紫外線吸収剤］
本発明においては、更に紫外線吸収剤を含むことによって、紫外線照射の影響により太陽電池用封止膜が黄変するのを、更に抑制することができる。紫外線吸収剤の種類は、特に制限はなく、従来公知のものを使用することができる。例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系等を使用することができる。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系紫外線吸収剤が好ましく、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤が更に好ましい。

ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン等が好ましく挙げられる。なお、これらの紫外線吸収剤は単独で使用しても、２種類以上を組み合わせて使用しても良い。また紫外線吸収剤の配合量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．０５〜１質量部である。

［シランカップリング剤］
本発明の封止膜には、接着力向上の目的で、シランカップリング剤を更に含んでいても良い。シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、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、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等を挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。また、シランカップリング剤の含有量は、ＥＶＡ１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましく、特に０．１〜２質量部が好ましい。

［架橋助剤］
本発明の太陽電池用封止膜は、必要に応じて、さらに架橋助剤を含んでいてもよい。前記架橋助剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体のゲル分率を向上させ、封止膜の接着性及び耐久性を向上させることができる。

前記架橋助剤の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、一般に１０質量部以下、好ましくは０．１〜５質量部で使用される。これにより、接着性に優れる封止膜が得られる。

前記架橋助剤（官能基としてラジカル重合性基を有する化合物）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等の３官能の架橋助剤の他、（メタ）アクリルエステル（例、ＮＫエステル等）の単官能又は２官能の架橋助剤等を挙げることができる。なかでも、トリアリルシアヌレートおよびトリアリルイソシアヌレートが好ましく、特にトリアリルイソシアヌレートが好ましい。

［その他］
本発明の封止膜は、膜の種々の物性（機械的強度、接着性、透明性等の光学的特性、耐熱性、耐光性、架橋速度等）の改良あるいは調整、特に機械的強度の改良のため、必要に応じて、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／又はエポキシ基含有化合物、老化防止剤などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。

前記可塑剤としては、特に限定されるものではないが、一般に多塩基酸のエステル、多価アルコールのエステルが使用される。その例としては、ジオクチルフタレート、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルブチレート、ブチルセバケート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、トリエチレングリコールジペラルゴネートを挙げることができる。可塑剤は一種用いてもよく、二種以上組み合わせて使用しても良い。可塑剤の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。

前記アクリロキシ基含有化合物及び前記メタクリロキシ基含有化合物としては、一般にアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体であり、例えばアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルやアミドを挙げることができる。エステル残基の例としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等の直鎖状のアルキル基、シクロヘキシル基、テトラヒドルフルフリル基、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−ヒドロキシプオピル基を挙げることができる。アミドの例としては、ジアセトンアクリルアミドを挙げることができる。また、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルも挙げることができる。

前記エポキシ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（エチレンオキシ）_５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、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を挙げることができる。

前記アクリロキシ基含有化合物、前記メタクリロキシ基含有化合物、または前記エポキシ基含有化合物は、それぞれエチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対してそれぞれ一般に０．５〜５．０質量部、特に１．０〜４．０質量部含まれていることが好ましい。

前記老化防止剤としては、上記酸化防止剤の他、ラクトン系熱安定剤、ビタミンＥ系熱安定剤、イオウ系熱安定剤等が挙げられる。

上述した本発明の太陽電池用封止膜を形成するには、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、上記の各材料をスーパーミキサー（高速流動混合機）、ロールミル等を用いて公知の方法で混合した組成物を通常の押出成形、又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により製造することができる。また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。尚、製膜時の加熱温度は、架橋剤が反応しない或いはほとんど反応しない温度とすることが好ましい。例えば、５０〜９０℃、特に４０〜８０℃とするのが好ましい。太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であればよい。

［太陽電池］
本発明の太陽電池の構造は、本発明の太陽電池用封止膜を用いていれば、特に制限されない。例えば、表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、本発明の太陽電池用封止膜を介在させて架橋一体化させることにより太陽電池用セルを封止させた構造などが挙げられる。なお、本発明において、太陽電池用セルの光が照射される側（受光面側）を「表面側」と称し、太陽電池用セルの受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。

前記太陽電池において、太陽電池用セルを十分に封止するには、例えば、図１に示すように表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２を積層し、加熱加圧など常法に従って、封止膜を架橋硬化させればよい。

前記加熱加圧するには、例えば、前記積層体を、真空ラミネータで温度１３５〜１８０℃、さらに１４０〜１８０℃、特に１５５〜１８０℃、脱気時間０．１〜５分、プレス圧力０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ²、プレス時間５〜１５分で加熱圧着すればよい。この加熱加圧時に、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂに含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体を架橋させることにより、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、表面側透明保護部材１１、裏面側透明部材１２、および太陽電池用セル１４を一体化させて、太陽電池用セル１４を封止することができる。

なお、本発明の太陽電池用封止膜は、図１に示したような単結晶又は多結晶のシリコン結晶系の太陽電池セルを用いた太陽電池だけでなく、薄膜シリコン系、薄膜アモルファスシリコン系太陽電池、セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）系太陽電池等の薄膜太陽電池の封止膜にも使用することもできる。この場合は、例えば、ガラス基板、ポリイミド基板、フッ素樹脂系透明基板等の表面側透明保護部材の表面上に化学気相蒸着法等により形成された薄膜太陽電池素子層上に、本発明の太陽電池用封止膜、裏面側保護部材を積層し、接着一体化させた構造、裏面側保護部材の表面上に形成された太陽電池素子上に、本発明の太陽電池用封止膜、表面側透明保護部材を積層し、接着一体化させた構造、又は表面側透明保護部材、表面側封止膜、薄膜太陽電池素子、裏面側封止膜、及び裏面側保護部材をこの順で積層し、接着一体化させた構造等が挙げられる。

本発明の太陽電池用封止膜は、高温環境下に長時間曝された場合であっても、柔軟性が維持され、且つ紫外線照射による黄変が防止されているので、架橋時や高温環境下で長時間使用した際のセル割れが防止され、且つ黄変による外観不良が防止された太陽電池を提供することができる。

本発明の太陽電池に使用される表面側透明保護部材１１は、通常珪酸塩ガラスなどのガラス基板であるのがよい。ガラス基板の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。ガラス基板は、一般に、化学的に、或いは熱的に強化させたものであってもよい。

本発明で使用される裏面側保護部材１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルムが好ましく用いられる。また、耐熱性、耐湿熱性を考慮してフッ化ポリエチレンフィルム、特にフッ化ポリエチレンフィルム／Ａｌ／フッ化ポリエチレンフィルムをこの順で積層させたフィルムでも良い。

なお、本発明の太陽電池（薄膜太陽電池を含む）は、上述した通り、表面側及び／又は裏面側に用いられる封止膜に特徴を有する。したがって、表面側透明保護部材、裏面側保護部材、および太陽電池用セルなどの前記封止膜以外の部材については、従来公知の太陽電池と同様の構成を有していればよく、特に制限されない。

以下、本発明を実施例により説明する。

（実施例１〜２、比較例１〜７）
表１に示す各配合で各材料をロールミルに供給し、６０〜１００℃で、混練して太陽電池用封止膜組成物を調製した。前記太陽電池用封止膜組成物を、６０〜１００℃で、カレンダ成形し、放冷後、太陽電池用封止膜（厚さ０．６ｍｍ）を作製した。

（評価方法）
（１）黄変性
上記で作製した各太陽電池用封止膜について、２枚の白色ガラス板（３．２ｍｍ厚）で挟み、真空ラミネーターにて１００℃、１０分間仮圧着した後、温度１５５℃で、ゲル化分率９０％以上まで架橋させた。その積層体について、ｓ−ＵＶ照射試験機（アイスーパーＵＶテスター（岩崎電気社製）を用い、温度６３℃の環境下、２９５〜４００ｎｍにおける紫外線強度が１００ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を１２０時間照射した。その積層体について、黄色度（ＹＩ）を色差計（カラーコンピューターＳＭ−５−ＩＳ−２Ｂ、スガ試験機社製）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５−６（１９８１）に準拠して測定した。

（２）弾性率
上記で作製した各太陽電池用封止膜を離型ＰＥＴ（７５μｍ厚）で挟み、上記（１）と同様に架橋させた。この積層体について、温度１２０℃で５００時間放置した後、弾性率を測定した。ＪＩＳ−Ｋ７１２７−１９９９に準拠した試験片タイプ５の形状に打ち抜いたサンプルについて、弾性率をオートグラフ試験機（ＡＧＳ−Ｇ５００Ｎ（島図製作所社製）を用いて、１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で求めた。

（３）セル割れ性
上記で作製した太陽電池用封止膜を用いて、図１に示すような太陽電池を作製した。即ち、表面側透明保護部材１１としてガラス板（厚さ：３ｍｍ）、表面側封止膜１３Ａ、太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２としてフッ化ポリエチレンフィルム（厚さ：３００μｍ）を積層し、真空ラミネータで、温度１６０℃、脱気時間５分、プレス時間１０分間の条件で加熱圧着し、ＥＶＡを架橋して太陽電池用セル４を封止した。このように作製した各太陽電池サンプルを高さ３ｍの位置から、垂直に自然落下させ、架橋後のセル割れを判定した。太陽電池にヒビが認められなかった場合を○、ヒビが認められた場合を×とした。

（評価結果）
上記各評価の結果を表１に示す。実施例１〜２において、ＥＶＡ１００質量部に対して、酸化防止剤としてＢＨＴを０．０３〜０．１質量部配合した太陽電池用封止膜を評価した。その結果、高温環境下の耐久性試験後の弾性率は３．７〜３．９Ｎ／ｍｍ^２で、弾性率の上昇が抑制されており、架橋後のセル割れも生じなかった。また、紫外線照射後の黄色度（ＹＩ）も３．６〜４．０で黄変が防止されていた。

一方、酸化防止剤なしの場合（比較例２）や、ＢＨＴの含有量が、ＥＶＡ１００質量部に対して０．００５及び０．０１質量部の場合（比較例３及び１）、酸化防止剤としてＩＲＧＡＮＯＸ１０７６（比較例５）、ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（比較例６）、及びＩＲＧＡＦＯＳ１６８（比較例７）をそれぞれＥＶＡ１００質量部に対して０．１質量部配合した場合は、紫外線照射後の黄変性は低かったが、高温環境下の耐久性試験後の弾性率が上昇し、比較例２、３、５、６及び７では架橋後のセル割れも認められた。また、ＢＨＴの含有量が、ＥＶＡ１００質量部に対して０．３質量部の比較例４は、高温環境下の耐久性試験後の弾性率上昇は抑制されていたが、紫外線照射後の黄変が生じていた。

以上により、酸化防止剤としてＢＨＴをＥＶＡ１００質量部に対して０．０３〜０．１質量部配合した太陽電池用封止膜であれば、長時間高温環境下に曝された場合に、柔軟性が維持され、且つ黄変が防止されることが示された。

なお、本発明は上記の実施の形態の構成及び実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。

本発明により、架橋時や高温環境下で長時間使用した際のセル割れが防止され、且つ黄変による外観不良が防止された太陽電池を提供することができる。

１１ 表面側透明保護部材
１２ 裏面側保護部材
１３Ａ 表面側封止膜
１３Ｂ 裏面側封止膜
１４ 太陽電池セル

Claims (3)

1. エチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物、及び酸化防止剤を含む太陽電池用封止膜であって、
   前記酸化防止剤が、ジブチルヒドロキシトルエンであり、
   前記酸化防止剤の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．０３〜０．１質量部であり、
   更に、ヒンダードアミン系光安定剤を、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．０５〜１．０質量部含み、且つ
   紫外線吸収剤を、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．０５〜１．０質量部含むことを特徴とする太陽電池用封止膜。
2. 前記紫外線吸収剤が、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤である請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
3. 請求項１又は２に記載の太陽電池封止膜を用いたことを特徴とする太陽電池。

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