JP5755950B2 - 太陽電池封止膜及びこれを用いた太陽電池 - Google Patents
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Description
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。
(2)前記有機過酸化物が、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート及び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よりなる群から選択される少なくとも1種である。
(3)前記有機過酸化物の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体100質量部に対して、0.1〜2.0質量部である。
(4)前記太陽電池用封止膜の組成物の、JIS K6300-2に準じた加硫試験機により測定した、150℃、30分後のトルクが、0.05N・m以上0.28N・m未満の範囲である。上記条件下で、上記範囲のトルクを有する組成物であれば、太陽電池の製造時等において、より適度な柔軟性を有する太陽電池用封止膜とすることができる。
本発明において、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率は、通常、EVAの質量に対して20〜45質量%である。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%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おそれがある。また、45質量%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おそれがある。
本発明においては、太陽電池用封止膜の組成物が有機過酸化物を含むことで、EVAの架橋構造を形成することができ、接着力、透明性が高い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。
本発明の太陽電池用封止膜の組成物は、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、EVA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。
本発明の太陽電池用封止膜の組成物は、更に、接着向上剤を含んでいても良い。接着向上剤としては、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、更に優れた接着力を有する太陽電池用封止膜とすることができる。前記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。なかでも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましく挙げられる。
本発明の太陽電池用封止膜の組成物は、封止膜の種々の物性(機械的強度、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のため、必要に応じて、可塑剤、本発明における化合物Iの他の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などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。
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、EVA100質量部に対して5質量部以下の範囲が好ましい。
アクリロキシ基含有化合物及び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。
本発明の太陽電池の構造は、本発明の太陽電池用封止膜により太陽電池素子(太陽電池用セル、薄膜太陽電池素子を含む)を封止していれば、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。
表1及び表2に示す各材料を各配合量でロールミルに供給し、70〜100℃で、混練して太陽電池用封止膜の組成物を調製した。前記太陽電池用封止膜の組成物を、70〜100℃で、カレンダ成形し、放冷後、太陽電池用封止膜(厚さ;0.5mm)を作製した。
(1)加硫試験機によるトルク(キュアトルク)
上記の各太陽電池用封止膜の組成物について、JIS K6300-2に準じた日本合成ゴム社製III型相当の加硫試験機を用い、150℃に設定し、30分後のトルクを測定した。上記トルクが、0.05N・m以上0.28N・m未満の場合に合格とした。
(2)ゲル分率
上記で作製した太陽電池用封止膜(100mm×100mm×0.5mm厚)を2枚の離型PET(厚さ;0.75μm)で挟み、100℃で仮圧着し、オーブン中で155℃、45分間加熱してEVAを架橋させた。その後、各サンプルを200メッシュ金網袋に1g秤量し、ソックスレー抽出器を用いキシレンで6時間抽出し、残留物を乾燥し秤量した。初期質量と抽出残留物の乾燥質量からゲル分率(%)((抽出残留物の乾燥質量/初期質量)×100)を算出した。ゲル分率は85%以上を合格とした。
(3)ヘイズ(HAZE)
上記で作製した各太陽電池用封止膜(50mm×50mm×0.5mm厚)を2枚の白板ガラス(厚さ;3mm)で挟み、(2)と同様に架橋させたサンプルについて、JISK7136(2000年)に従って、ヘイズ値(%)を測定した。その際、ヘイズメーター(スガ試験機社製)を用いた。ヘイズ値は1%以下を合格とした。
(4)ブリードアウト
上記で作製した各太陽電池用封止膜について、表面への析出物の有無を目視観察した。析出物がない場合を合格とした。
(5)判定
全ての評価項目が合格のものを○とし、不合格の評価項目がある場合を×とした。
評価結果を表1及び表2に示す。
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。
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 (6)
- エチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物を含む組成物からなる太陽電池用封止膜であって、
当該組成物が、更に、重量平均分子量が600〜1000のポリエチレングリコールを、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体100質量部に対して、0.1〜0.8質量部含むことを特徴とする太陽電池用封止膜。 - 前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が、エチレン−酢酸ビニル共重合体の質量を基準として20〜40質量%である請求項1に記載の太陽電池用封止膜。
- 前記有機過酸化物が、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート及び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よりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1又は2に記載の太陽電池用封止膜。
- 前記有機過酸化物の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体100質量部に対して、0.1〜2.0質量部である請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池用封止膜。
- 前記太陽電池用封止膜の組成物の、JIS K6300-2に準じた加硫試験機により測定した、150℃、30分後のトルクが、0.05N・m以上0.28N・m未満の範囲である請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池用封止膜。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池封止膜により太陽電池素子を封止してなることを特徴とする太陽電池。
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