JP5741423B2 - 太陽電池裏面保護シート用易接着剤、及び太陽電池裏面保護シート、ならびに太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
太陽電池素子には様々な形態があり、その代表的なものとして、結晶シリコン太陽電池素子、多結晶シリコン太陽電池素子、非晶質シリコン太陽電池素子、銅インジウムセレナイド太陽電池素子、化合物半導体太陽電池素子等が知られている。この中でも多結晶シリコン太陽電池素子や、非晶質シリコン太陽電池素子、化合物半導体太陽電池素子は、比較的低コストであり、大面積化が可能であるため、各方面で活発に研究開発が行われている。また、これらの太陽電池素子の中でも、導体金属基板上にシリコンを積層し、更にその上に透明導電層を形成した非晶質シリコン太陽電池素子に代表される薄膜太陽電池素子は、軽量であり、耐衝撃性やフレキシブル性に富んでいるので、太陽電池における将来の形態として有望視されている。
多層構造の裏面保護シートは、その多層構造により、さまざまな性能を付与することができる。例えば、ポリエステルフィルムを用いることで絶縁性を、アルミニウム箔を用いることで水蒸気バリア性を付与することができる(特許文献2〜4参照)。
どのような裏面保護シートを用いるかは、太陽電池モジュールが用いられる製品・用途によって、適宜選択され得る。
しかし、前者のコロナ処理などの表面処理は、初期の接着性は確保されるが、接着耐久性に劣ることが問題となっている。
後者の易接着コート処理の場合に用いられる易接着剤が特許文献1、5、6に開示されている。
しかしながら、この例におけるEVAシートとの接着力は、20mm幅で10〜20N(即ち、15mm幅ならば7.5〜15N)程度である(同文献の表2参照)。封止剤−裏面保護シート間の接着性は太陽電池の出力劣化に大きく影響するため、市場ではより高い接着性が求められ、より厳しい条件下における接着性能の信頼性が求められるようになってきており、20mm幅で20N程度の接着力ではそのような市場の要求に応えられない。特許文献1においては、接着力は改善されるが、市場では、より高性能の易接着剤が求められている。
しかし、このようなフィルムは一般的に数十μmの厚みがあるため、上記の易接着処理に比べてコストが高くなってしまう。
<化1> CH2=C(R1)−CO−OZ
但し、R1は、水素原子またはメチル基、Zは炭素数4〜25の炭化水素基を示す。
また、特許文献9には、フッ素系共重合体、アクリル系共重合体、又はポリウレタン系共重合体(重合体a)と、光硬化のためのエチレン性不飽和基を1個以上有する重合性モノマー及び/又はオリゴマー(モノマーb)、及び/又は分子内に1個以上のエチレン性不飽和基と2個以上のイソシアネート基を含有する化合物(ポリイソシアネートc)とからなるプライマー層を有する太陽電池素子の裏面保護シートが開示されている。
しかしながら、ファストキュアタイプのEVAに対する接着性は十分ではない。
(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)と、
前記アクリル系共重合体(A)中の水酸基1個に対して、イソシアネート基が0.1〜5個の範囲であるポリイソシアネート化合物(C)とを含有する太陽電池裏面保護シート用易接着剤に関する。
有しないアクリル系共重合体(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部であることが好ましい。
易接着剤層(D’)の硬化した易接着剤層(D)が、前記非受光面側封止剤(IV)に接していることを特徴とする太陽電池モジュールに関する。
(メタ)アクリル系共重合体(A)は、ガラス転移温度が60℃を超え100℃以下、数平均分子量が15,000〜250,000、水酸基価が2〜100(mgKOH/g)である。
なお、ここでのガラス転位温度とは、(メタ)アクリル系共重合体(A)を乾燥させて固形分100%にした樹脂について、示差走査熱量分析(DSC)によって計測したガラス転位温度のことを示す。例えば、ガラス転移温度は、試料約10mgを秤量したサンプルを入れたアルミニウムパンと、試料を入れていないアルミニウムパンとをDSC装置にセットし、これを窒素気流中で、液体窒素を用いて−50℃まで急冷処理し、その後、20℃/分で100℃まで昇温し、DSC曲線をプロットする。このDSC曲線の低温側のベースライン(試験片に転移および反応を生じない温度領域のDSC曲線部分)を高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点から、補外ガラス転移開始温度(Tig)を求め、これをガラス転移温度として求めることができる。本発明のガラス転移温度は、上記の方法により測定した値を記載している。
なお、上記の数平均分子量は、(メタ)アクリル系共重合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算の値である。例えば、カラム(昭和電工(株)製KF−805L、KF−803L、及びKF−802)の温度を40℃として、溶離液としてTHFを用い、流速を0.2ml/minとし、検出をRI、試料濃度を0.02%とし、標準試料としてポリスチレンを用いて行ったものである。本発明の数平均分子量は、上記の方法により測定した値を記載している。
溶剤としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、セロソルブ、酢酸エチル、酢酸ブチルなど、本発明で樹脂が溶解するものであれば何ら制限は無く、単独でも、複数の溶媒を混合しても良い。また、重合反応の際に使用される重合開始剤もベンゾイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系開始剤など公知のものを用いることができ、特に制限は無い。
本発明で使用される(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)は、分子中に少なく
とも1個以上の(メタ)アクリロイル基を有していればどのようなものでも良く、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの多価アルコールの(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリ
コールジグリシジルエーテルのジ(メタ)アクリレートなどのエポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
これらの中でも、反応性の観点から、(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)は
分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有することが好ましく、さらには分子中に3個以上有することが好ましい。
また、(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)としては、(メタ)アクリロイル
基を有しないアクリル系共重合体(A)とポリイソシアネート化合物(C)との架橋を阻害しない程度にヒドロキシル基や他の官能基を含んでいても良い。
受光面側に位置する封止剤(II)及び非受光面側に位置する封止剤(IV)には、有機過酸化物が含まれていてもよい。有機過酸化物を含有させることによって、封止剤(II)及び(IV)で太陽電池セル(III)を挟み、加熱する際、ラジカル反応により封止剤(II)を架橋させたり、封止剤(II)と封止剤(IV)とを架橋させたり、封止剤(IV)を架橋させたりすることを高効率に行うことができる。
非受光面側の封止剤(IV)中に有機過酸化物を含有させることによって、加熱封止の際、硬化処理前の易接着剤層(D’)中の(メタ)アクリロイル基合にも有機過酸化物が作用し、ラジカル重合が生起され、非受光面側の封止剤(IV)と硬化処理前の易接着剤層(D’)とを架橋させたり、硬化処理前の易接着剤層(D’)を架橋させたりするので、接着力が向上するものと考察される。なお、本明細書における「硬化処理」とは、封止剤(IV)と太陽電池裏面保護シート(V)とを重ね合わせた後に、これらを接合するための処理を云う。
チルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルイソプロピルカーボネート、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3,2 ,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、1,1−ジ(tert−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(tert−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(tert−アミルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ(tert−ブチルパーオキシ) ブタン、メチルエチルケトンパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキシル−2,5−ジパーオキシベンゾエート、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、p−クロルベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、n−ブチル−4,4−ジ(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、エチル−3,3−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ブチレート、ヒドロキシヘプチルパーオキサイド、ジクロヘキサノンパーオキサイド、1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、2,2−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ブタン等が挙げられる。これらの有機過酸化物は、例えば、封止剤の樹脂をシート加工する際に添加して、溶融混練することによって、封止剤中に含有させることができる。
アクリル系共重合体(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部の割合で含まれることが好ましく、さらには0.5〜15重量部の割合であることが好ましく、1〜10重量部の割合であることが特に好ましい。割合が0.1重量部よりも少ないと、充分な接着力向上効果が期待できず、20重量部よりも大きいと(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)同士の架橋が密になり、基材や封止剤への接着力が低下する。
ポリイソシアネート化合物(C)は、(メタ)アクリル系共重合体(A)の水酸基と反応し、共重合体同士を架橋させることで、塗膜に耐湿熱性を付与すると共に、裏面保護シートを構成するプラスチックフィルム(E)や非受光面側の封止剤(IV)であるEVA等の封止剤との密着性を向上させることができる。そのため、ポリイソシアネート化合物(C)は、一分子中に2つ以上のイソシアネート基を有することが重要であり、例えば、芳香族ポリイソシアネート、鎖式脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネート化合物(C)は、1種類でも2種類以上の化合物を併用してもよい。
溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル等のアルコール類、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、
テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の炭化水素類、
ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の芳香族類、
酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、などの内から樹脂組成物の組成に応じ適当なものを使用できるが、沸点が50℃〜200℃のものを好ましく用いることができる。沸点が50℃よりも低いと、易接着剤を塗布する際に溶剤が揮発しやすく、固形分が高くなって均一な膜厚で塗布することが難しくなる。沸点が200℃よりも高いと、溶剤を乾燥しづらくなる。なお、溶剤は2種以上用いてもよい。
硬化処理前の易接着剤層(D’)の厚みは、0.01〜30μmであることが好ましく、0.1〜10μmであることがより好ましい。
これらの金属酸化物もしくは非金属無機酸化物は、従来公知の真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどのPVD方式や、プラズマCVD、マイクロウェーブCVDなどのCVD方式を用いて蒸着することができる。
太陽電池モジュール100は、太陽電池セル(III)に対し、太陽電池セルの受光面側に位置する太陽電池表面保護材(I)を太陽電池セルの受光面側に位置する硬化処理前の封止剤(II)を介して積層し、硬化処理前の太陽電池裏面保護シート(V’)を太陽電池セルの非受光面側に位置する硬化処理前の封止剤(IV)を介して積層し、減圧下で高温加熱圧着することによって得ることができる。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート70部、n−ブチルメタクリレート28部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温した。次いで、アゾビスイソブチロニトリルを0.15部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.07部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が40,000、水酸基価が8.8(mgKOH/g)、Tgが76℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A1溶液を得た。
Mnの測定は、前述したGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって求めた
ガラス転移温度の測定は、前述した示差走査熱量測定(DSC)法により求めた。
なお、Tg測定用の試料は、上記のアクリル樹脂溶液を150℃で約15分、加熱し、乾固させたものを用いた。
共栓三角フラスコ中に試料(樹脂の溶液:約50%)約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解する。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間保持する。その後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定する。酸価は次式により求めた。酸価は樹脂の乾燥状態の数値とした(単位:mgKOH/g)。
酸価(mgKOH/g)={(5.611×a×F)/S}/(不揮発分濃度/100)
ただし、S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
共栓三角フラスコ中に試料(樹脂の溶液:約50%)約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解する。更にアセチル化剤(無水酢酸25gをピリジンで溶解し、容量100mlとした溶液)を正確に5ml加え、約1時間攪拌した。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間持続する。その後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定する。
水酸基価は次式により求めた。水酸基価は樹脂の乾燥状態の数値とした(単位:mgKOH/g)。
水酸基価(mgKOH/g)
=[{(b−a)×F×28.25}/S]/(不揮発分濃度/100)+D
ただし、S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
b:空実験の0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
D:酸価(mgKOH/g)
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート70部、n−ブチルメタクリレート28部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.3部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.07部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が17,000、水酸基価が8.0(mgKOH/g)、Tgが76℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A2溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート70部、n−ブチルメタクリレート28部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら80℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.08部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.05部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.05部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が75,000、水酸基価が8.4(mgKOH/g)、Tgが76℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A3溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート55部、n−ブチルメタクリレート43部、2−ヒドロキシルエチルメタクリレート2部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.08部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.05部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.05部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が80,000、水酸基価が8.4(mgKOH/g)、Tgが62℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A4溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート90部、n−ブチルメタクリレート8部、2−ヒドロキシルエチルメタクリレート2部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.15部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.07部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が40,000、水酸基価が8.0(mgKOH/g)、Tgが95℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A5溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート75部、n−ブチルメタクリレート10部、2−ヒドロキシルエチルメタクリレート15部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.05部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.05部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量120,000、水酸基価が61.4(mgKOH/g)、Tgが86℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A6溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート70部、n−ブチルメタクリレート26部、2−ヒドロキシルエチルメタクリレート4部、酢酸エチル100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら77℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.05部加えて2時間重合反応を行った。次に、酢酸エチル22部、および0.05部のアゾビスイソブチロニトリルを加えて2時間重合反応を行い、更に、酢酸エチル22部、および0.05部のアゾビスイソブチロニトリルを加えて2時間重合反応を行った。その後、酢酸エチル36部および0.05部のアゾビスイソブチロニトリルを加えて2時間重合反応を行い、さらに0.05部のアゾビスイソブチロニトリルを加えて2時間重合反応を行い、数平均分子量が244,000、水酸基価が15.8(mgKOH/g)、Tgが77℃、固形分35%の(メタ)アクリル系共重合体溶液A7を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート57部、n−ブチルメタクリレート20部、2−ヒドロキシルエチルメタクリレート23部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.13部加えて2時間重合反応を行い、次に、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えてさらに2時間重合反応を行った。更に0.07部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行い、数平均分子量が42,000、水酸基価が97.9(mgKOH/g)、Tgが73℃、固形分50%のアクリル樹脂溶液A8を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート70部、n−ブチルメタクリレート30部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.15部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.07部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が40,000、水酸基価が0(mgKOH/g)、Tgが75℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A9溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート80部、n−ブチルメタクリレート18部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.6部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.05部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.05部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が12,000、水酸基価が8.5(mgKOH/g)、Tgが85℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A10溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート48部、n−ブチルメタクリレート50部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.15部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.07部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が40,000、水酸基価が9.0(mgKOH/g)、Tgが56℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A11溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート98部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.15部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.07部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が38,000、水酸基価が8.1(mgKOH/g)、Tgが104℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A12溶液を得た。
冷却管、撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート55部、n−ブチルメタクリレート20部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート25部、トルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリルを0.15部加えて2時間重合反応を行った。続いて、アゾビスイソブチロニトリルを0.07部加えてさらに2時間重合反応を行い、更に0.07部のアゾビスイソブチロニトリルを加えてさらに2時間重合反応を行うことにより、数平均分子量が37,000、水酸基価が108(mgKOH/g)、Tgが72℃、固形分50%の(メタ)アクリル系共重合体A13溶液を得た。
(メタ)アクリロイル基を有する化合物B1〜B6には、表2に記載した化合物をそのまま用いた。
アリル基含有化合物H1〜H4には、表2に記載した化合物をそのまま用いた。
3,5−ジメチルピラゾールでブロックされた、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体を、酢酸エチルで75%に希釈し、ポリイソシアネート化合物(C)溶液を得た。
(メタ)アクリル系共重合体(A)溶液、(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)、アリル基含有化合物(H)、ポリイソシアネート化合物(C)溶液を表2に示す組成にて混合し、さらに(メタ)アクリル系共重合体(A)溶液の固形分100重量部に対して、いずれも触媒としてジオクチル錫ラウレートを0.01重量部配合し、易接着剤溶液1〜31を得た。
ポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製、テトロン(登録商標)S、厚み188μm、)の両面にコロナ処理し、一方の面にポリエステル接着剤「ダイナレオVA−3020/HD−701」(トーヨーケム(株)製、配合比100/7、以下同)をグラビアコーターによって塗布し、溶剤を乾燥させ、塗布量:10g/平方メートルの接着剤層を設け、該接着剤層に、下記の蒸着PET(三菱樹脂(株)製、テックバリアLX、厚み12μm)の蒸着面を重ね合わせた。その後、50℃、4日間、エージング処理し、接着剤層を硬化させ、ポリエステルフィルム−蒸着PET積層体を作製した。
白板ガラス、酢酸ビニル−エチレン共重合体フィルム(サンビック(株)製、ファストキュアタイプ、以下EVAフィルム)、太陽電池裏面保護シート1を、太陽電池裏面保護シート1の易接着剤層がEVAフィルムに接するように順に重ねた。その後、この積層体を真空ラミネーターに入れ、1Torr程度に真空排気して、プレス圧力0.1MPaで、150℃30分間加熱後、さらに150℃で30分間加熱し、10cm×10cm角の接着力評価用サンプル1を作製した。
接着力評価用サンプル1を用い、後述する方法で、易接着剤層のEVAフィルムへの接着性、耐湿熱試験後(1000時間後、2000時間後)接着性の評価を行った。
接着力評価用サンプル1の太陽電池裏面保護シート1面をカッターで15mm幅に切り、太陽電池裏面保護シート1に形成された易接着剤層と封止剤であるEVAフィルムとの接着力を測定した。測定には、引っ張り試験機を用い、荷重速度100mm/minで180度剥離試験を行った。得られた測定値に対して、以下のように評価した。
◎:50N/15mm以上
○:30N/15mm以上〜50N/15mm未満
△:10N/15mm以上〜30N/15mm未満
×:10N/15mm未満
接着力評価用サンプル1を、温度85℃、相対湿度85%RHの環境条件で1000時間、2000時間静置した後、接着性測定と同様にして、耐湿熱試験後接着性の評価を行った。
実施例1と同様にして、接着力評価用サンプル2〜19を用い、易接着剤層のEVAフィルムへの接着性、耐湿熱試験後接着性の評価を行い、実施例2〜19とした。
実施例1と同様にして、接着力評価用サンプル20〜31を用い、易接着剤層のEVAフィルムへの接着性、耐湿熱試験後接着性の評価を行い、比較例1〜12とした。
実施例1と同様にして、接着力評価用サンプル32を用い、ポリエステルフィルム表面とEVAフィルムとの接着性、耐湿熱試験後接着性の評価を行い、比較例13とした。
以上の結果を表2、又は表3に示す。
面保護シートがEVAフィルムに対して十分な接着性、耐湿熱試験後接着性を有する。
比較例2は、(メタ)アクリル系共重合体(A)の分子量が低すぎて耐湿熱試験後接着性に劣る。
比較例3は、(メタ)アクリル系共重合体(A)のTgが低いのでファストキュアタイプのEVAフィルムムを用いた場合、耐久性の点で難がある。比較例4は(メタ)アクリル系共重合体(A)のTgが高すぎて易接着剤層(D’)が硬くなるために接着性に劣る。
また、比較例5は、(メタ)アクリル系共重合体(A)のOH価が100より大きいために架橋が過剰になって接着性に劣る。
<太陽電池モジュールの作製>
白板ガラス・・・太陽電池表面封止剤(I)
EVAフィルム・・・受光面側の封止剤(II)
多結晶シリコン太陽電池素子・・・太陽電池セル(III)
EVAフィルム・・・EVA非受光面側の封止剤(IV)
上記(I)〜(IV)及び太陽電池裏面保護シート1を、太陽電池裏面保護シート1の易接着層がEVA非受光面側の封止剤(IV)に接するように順に重ねた後、真空ラミネーターに入れ、1Torr程度に真空排気して、プレス圧力としては大気圧の圧力をかけた状態で、150℃30分間加熱後、さらに150℃で30分間加熱し、10cm×10cm角の光電変換効率評価用太陽電池モジュール1を作製した。
得られた太陽電池モジュール1の太陽電池出力を測定し、JIS C8912に従って、ソーラーシュミレーター(英弘精機製、SS−100XIL)を用いて光電変換効率を測定した。
さらに、温度85℃、相対湿度85%RHの環境条件で500時間、1000時間、1500時間、2000時間静置した後の耐湿熱試験後の光電変換効率を、同様にして測定した。初期の光電変換効率に対する、耐湿熱試験後の光電変換効率の低下の割合を計算し、以下のように評価した。
○:出力の低下が10%未満
△:出力の低下が10%以上〜15%未満
×:出力の低下が20%以上
実施例20と同様にして、太陽電池裏面保護シート2〜11を用いて太陽電池モジュール2〜11(実施例21〜30)、太陽電池裏面保護シート20〜26を用いて太陽電池モジュール12〜18(比較例14〜20)を作製し、光電変換効率(初期、耐湿熱試験後)を測定した。
太陽電池裏面保護シート1の代わりに太陽電池裏面保護シート32を用い、太陽電池裏面保護シート32のポリエステルフィルムの表面が非受光面側の封止剤(IV)に接するように積層した以外は、実施例20と同様にして、太陽電池モジュール19を作製し、光電変換効率(初期、耐湿熱試験後)を測定した。これを比較例21とした。
以上の結果を表4に示す。
II 太陽電池セルの受光面側に位置する封止剤
III 太陽電池セル
IV 太陽電池セルの非受光面側に位置する封止剤
V 太陽電池裏面保護シート
Claims (8)
- ガラス転移温度が60℃を超え100℃以下、数平均分子量が15,000〜250,000、水酸基価が2〜100(mgKOH/g)であり、(メタ)アクリロイル基を有しないアクリル系共重合体(A)と、
(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)と、
前記(メタ)アクリル系共重合体(A)中の水酸基1個に対して、イソシアネート基が0.1〜5個の範囲であるポリイソシアネート化合物(C)とを含有する太陽電池裏面保護シート用易接着剤。 - 前記(メタ)アクリロイル基を有しないアクリル系共重合体(A)100重量部に対して、(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)を0.1〜20重量部含有する、請求項1に記載の太陽電池裏面保護シート用易接着剤。
- 前記ポリイソシアネート化合物(C)がブロック化ポリイソシアネート(C1)である、請求項1又は2に記載の太陽電池裏面保護シート用易接着剤。
- 前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物(B)は、分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有することを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の太陽電池裏面保護シート用易接着剤。
- 請求項1〜4いずれか1項に記載の太陽電池裏面保護シート用易接着剤によって形成される硬化処理前の易接着剤層と、プラスチックフィルムとを具備する太陽電池裏面保護シート。
- 太陽電池セルと、
受光面側に配設され、受光面側の封止剤を介して前記太陽電池セルを保護する太陽電池表面保護材と、
非受光面側に配設され、非受光面側の封止剤を介して前記太陽電池セルを保護する太陽電池裏面保護シートと、を具備し、
前記太陽電池裏面保護シートは、プラスチックフィルムと、請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池裏面保護シート用易接着剤から形成された硬化処理前の易接着剤層とを具備する太陽電池裏面保護シートを、前記易接着剤層が、前記非受光面側の封止剤と接するように配置して、前記太陽電池裏面保護シート用易接着剤層を硬化することにより得たものである太陽電池モジュール。 - 前記非受光面側の封止剤は、有機過酸化物が含有されていることを特徴とする請求項6に記載の太陽電池モジュール。
- 前記非受光面側の封止剤は、ファストキュアタイプのエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)であることを特徴とする請求項6又は7に記載の太陽電池モジュール。
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