JP5852409B2 - 太陽電池用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−極性モノマー共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に、意匠性に優れ、且つ太陽電池の温度上昇による出力低下を抑制できる太陽電池用封止膜に関する。

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、発電効率や耐候性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、減圧下で脱気した後、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を形成し、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。

一方、最近、反射防止膜技術の向上やＣＩＳ系発電素子、ＣＩＧＳ系発電素子等の化合物半導体の開発によって、黒色又は黒色に近い（黒色系ともいう）太陽電池用セルや薄膜太陽電池用発電素子（本発明において、これらを総称して太陽電池素子ともいう）が開発されている。黒色系の太陽電池素子は、波長の長い光も吸収することで発電効率の向上が期待でき、更にどのような屋根にも調和するという意匠性の向上にもつながるため重要視されてきている。このような太陽電池素子を使用する場合、太陽電池用封止膜、特に裏面側封止膜についても、黒色に着色することで意匠性を向上することができる（例えば、特許文献１）。

特開２００９−２５６４５９号公報

しかしながら、太陽電池用封止膜を黒色化すると、屋外設置時に太陽光等の輻射熱により封止膜の温度上昇が生じ易くなり、太陽電池の温度も上昇する。太陽電池素子、特に結晶系発電素子は、温度が高いほど発電効率が低下することが知られており、意匠性の向上のために太陽電池の性能が低下することは望ましくない。

従って、本発明の目的は、太陽電池の太陽電池素子と裏面側保護部材の間に用いる太陽電池用封止膜であって、黒色に着色されることで意匠性が向上され、且つ屋外設置時の温度上昇が抑制された封止膜を提供することにある。

また本発明の目的は、この太陽電池用封止膜を用いた太陽電池を提供することにある。

上記目的は、太陽電池の太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置される、太陽電池素子を封止するための裏面側太陽電池用封止膜であって、エチレン−極性モノマー共重合体、黒色着色剤、架橋剤及び遮熱材料を含み、前記遮熱材料が、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ−Ｓｒ又はＭｎ−Ｙの組み合わせの元素を含んでなる複合酸化物であり、前記黒色着色剤が、カーボンブラックであり、前記黒色着色剤の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．５〜５．０質量部であり、前記エチレン−極性モノマー共重合体が、酢酸ビニル含有率が２０〜３５質量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体である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。

裏面側封止膜が黒色着色剤、及び複合酸化物からなる遮熱材料を含むことにより、太陽電池の意匠性を向上することができ、且つその意匠性を損なわずに封止膜が太陽光等から受ける赤外線を効果的に遮蔽することができる。これにより太陽電池の温度上昇を抑制することができる。また、より意匠性に優れる黒色色調を付与できる。

本発明に係わ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）前記複合酸化物の平均粒径が、０．１〜１．５μｍである。分散性が良く、且つ遮
熱性が高い遮熱材料とすることができる。
（２）前記複合酸化物の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に
対して、０．１〜５０質量部である。これにより、更に意匠性を損なわずに、遮熱効果を
得ることができる。

また、上記目的は、本発明の太陽電池用封止膜を、太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置し、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によって達成される。これにより、裏面側封止膜が黒色に着色されていることで意匠性が向上されており、且つ温度上昇による発電効率の低下が抑制された太陽電池とすることができる。

なお、本発明において、太陽電池素子の光が照射される側（受光面側）を「表面側」と称し、太陽電池素子の受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。

本発明の裏面側太陽電池封止膜は、黒色着色剤及び複合酸化物からなる遮熱材料を含んでいるので、太陽電池の意匠性を向上することができ、且つその意匠性を損なわずに封止膜が太陽光等から受ける赤外線を効率的に反射することができる。従って、本発明の太陽電池用封止膜を裏面側封止膜として用いた太陽電池は、意匠性が向上され、且つ温度上昇による発電効率の低下が抑制された太陽電池ということができる。

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、少なくともエチレン−極性モノマー共重合体と、黒色着色剤、及び遮熱材料を含んでおり、その遮熱材料は複合酸化物である。複合酸化物からなる遮熱材料は顔料としても利用できるものであり、黒色着色剤による黒色色調に影響を与え難い。そして、本発明の封止膜は、太陽電池の太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置される裏面側封止膜である。例えば、図１における、太陽電池用セル１４及び裏面側保護部材１２との間に配置される裏面側封止膜１３Ｂに相当する。これにより、太陽電池の意匠性を向上することができ、且つその意匠性を損なわず、封止膜が太陽光等から受ける赤外線を効果的に遮蔽できる。

なお、裏面側封止膜が太陽光等の赤外線を受ける場合としては、太陽光の赤外線が複数の太陽電池素子の間から入射したり、太陽電池素子を透過したりする場合や、屋根等から放射される輻射熱が太陽電池の側面や裏面側保護部材を透過する場合等が挙げられる。

以下に、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。

［遮熱材料］
上述の通り、本発明において遮熱材料は複合酸化物である。複合酸化物は、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ−Ｓｒ又はＭｎ−Ｙの組み合わせの元素を含んでなる複合酸化物である。これにより、更に黒色着色剤による封止膜の黒色色調に影響を与え難くすることができる。

複合酸化物は、例えば、各元素を含む出発原料を混合、加熱焼成する方法、又は、水可溶性の出発原料の混合水溶液とアルカリ水溶液を混合して、各元素の水酸化物の沈殿を得た後、この沈殿物を洗浄、乾燥した後、加熱焼成する方法で得ることができる。出発原料としては、各元素の酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩などを用いることができる。加熱焼成は、例えば、大気中、８００〜１４００℃で行うことができる。複合酸化物は、一般に、加熱焼成後、水洗、粉砕処理、粒度調整等により得られた複合酸化物微粒子として用いられる。

本発明において、複合酸化物（微粒子）の粒径は特に制限は無いが、一般に、平均粒径として、０．０１〜１０μｍである。平均粒径は、０．１〜１．５μｍが好ましく、０．５〜１．５が更に好ましい。平均粒径が小さ過ぎると、樹脂への分散性が悪化し、大き過ぎると遮熱性が低下する場合がある。なお、平均粒径は、レーザー解析粒度分析法により求めた値である。

本発明において、複合酸化物からなる遮熱材料の配合量は特に制限は無い。遮熱材料は、少な過ぎると遮熱効果が低く、多過ぎると封止膜の黒色色調に影響を与え、意匠性が損なわれる場合があるため、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．１〜５０質量部が好ましく、１〜３０質量部が更に好ましい。

［黒色着色剤］
本発明において、黒色着色剤は、エチレン−極性モノマー重合体を黒色に着色することができれば、特に制限は無い。黒色顔料が好ましく、例えば、カーボンブラック、グラファイト化カーボンブラック、微粒子グラファイト、酸化クロム、ビリジアン、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料等が挙げられる。特に意匠性に優れる黒色色調を付与できることから、カーボンブラックを用いるのが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。特にファーネスブラックが好ましい。

カーボンブラックの平均粒径は特に制限はないが、２０〜８０ｎｍが好ましく、３０〜７５ｎｍが更に好ましく、３５〜５０ｎｍが特に好ましい。粒子が小さ過ぎると、粒子の凝集により、黒色着色性が低下する場合があり、粒子が大き過ぎると、カーボンブラックの表面積の低下により黒色着色性が低下する場合がある。

本発明において、黒色着色剤の配合量は特に制限は無い。少な過ぎると黒色着色性が低く、多過ぎると、絶縁性が低下する場合があるため、黒色着色剤はエチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．５〜５．０質量部が好ましく、０．７〜２．５質量部が更に好ましい。

［エチレン−極性モノマー共重合体］
本発明において、エチレン−極性モノマー共重合体の極性モノマーは、不飽和カルボン酸、その塩、そのエステル、そのアミド、ビニルエステル、一酸化炭素等を例示することができる。より具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸、これら不飽和カルボン酸のリチウム、ナトリウム、カリウムなどの１価金属の塩やマグネシウム、カルシウム、亜鉛などの多価金属の塩、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、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、マレイン酸ジメチル等の不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、一酸化炭素、二酸化硫黄等の一種又は二種以上などを例示することができる。

エチレン−極性モノマー共重合体として、より具体的には、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を代表例として例示することができる。

エチレン−極性モノマー共重合体としては、ＪＩＳ Ｋ７２１０で規定されるメルトフローレートが、３５ｇ／１０分以下、特に３〜６ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。このようなメルトフローレート有するエチレン−極性モノマー共重合体を主成分として用いれば、上記の遮熱材料、黒色着色剤やその他の添加剤を配合する際、混練し易く、より加工性に優れた太陽電池封止膜とすることができる。

なお、本発明において、メルトフローレート（ＭＦＲ）の値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件に基づいて測定されたものである。

本発明において、エチレン−極性モノマー共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が特に好ましい。これにより、安価であり、より柔軟性、加工性に優れた太陽電池用封止膜とすることができる。

エチレン−酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの含有量は、ＥＶＡに対して２０〜３５質量％、さらに２２〜３０質量％、特に２４〜２８質量％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％未満では、高温で架橋硬化させる場合に、得られる封止膜の柔軟性が低い恐れがある。また、３５質量％を超えると得られる封止膜の硬さが不十分な場合がある。

本発明の太陽電池封止膜においては、エチレン−極性モノマー共重合体に加えて、さらに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）、塩化ビニル樹脂を副次的に使用しても良い。その場合、特にＰＶＢが好ましい。

［架橋剤］
本発明の太陽電池用封止膜においては、更に架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤は、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋構造を形成することができるもので、封止膜の強度、接着性及び耐久性を向上することができる。架橋剤は、有機過酸化物又は光重合開始剤を用いることが好ましい。なかでも、接着力、透明性、耐湿性、耐貫通性の温度依存性が改善された太陽電池用封止膜が得られることから、有機過酸化物を用いるのが好ましい。

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、樹脂の加工温度・貯蔵安定性の観点から例えば、ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ−ｎ−オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステア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、スクシニックアシドパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、４−メチルベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｍ−トルオイル＋ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−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−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシマレイックアシド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（メチルベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、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、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、等が挙げられる。

ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、７０℃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いずれも使用可能であるが、半減期１０時間の分解温度が５０℃以上のものが好ましく、調製条件、成膜温度、硬化（貼り合わせ）温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して適宜選択できる。使用可能なベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トルオイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤は１種でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

有機過酸化物として、特に、２，５−ジメチル−２，５ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ビス（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が好ましい。これにより優れた絶縁性を有する太陽電池用封止膜が得られる。

前記有機過酸化物の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２質量部、より好ましくは０．２〜１．５質量部であることが好ましい。前記有機過酸化物の含有量は、少ないと得られる封止膜の絶縁性が低下する恐れがあり、多くなるとエチレン−極性モノマー共重合体との相溶性が悪くなる恐れがある。

また、光重合開始剤としては、公知のどのような光重合開始剤でも使用することができるが、配合後の貯蔵安定性の良いものが望ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、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、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタ−ルなどのベンゾイン系、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、イソプロピルチオキサントン、２−４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、その他特殊なものとしては、メチルフェニルグリオキシレ−トなどが使用できる。特に好ましくは、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、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１、ベンゾフェノン等が挙げられる。これら光重合開始剤は、必要に応じて、４−ジメチルアミノ安息香酸のような安息香酸系又は、第３級アミン系などの公知慣用の光重合促進剤の１種または２種以上を任意の割合で混合して使用することができる。また、光重合開始剤のみの１種単独または２種以上の混合で使用することができる。

前記光重合開始剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．５〜５．０質量部であることが好ましい。

［架橋助剤］
本発明の太陽電池用封止膜においては、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−極性モノマー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−極性モノマー共重合体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、更に好ましくは０．１〜２．５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。

［接着向上剤］
本発明の太陽電池用封止膜においては、必要に応じて、さら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、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。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。

前記シランカップリング剤の含有量はエチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜０．７質量部、特に０．３〜０．６５質量部であることが好ましい。

［その他］
本発明の太陽電池用封止膜においては、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、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、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。

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。

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−極性モノマー共重合体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。

更に、本発明のエチレン−極性モノマー共重合体シートの組成物は、紫外線吸収剤、光安定剤および老化防止剤を含んでいてもよい。紫外線吸収剤を含むことにより、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体が劣化し、シートが黄変するのを抑制することができる。紫外線吸収剤としては、特に制限されないが、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、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく挙げられる。なお、上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。

また、光安定剤を含むことによっても、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体が劣化し、シートが黄変するのを抑制することができる。光安定剤としてはヒンダードアミン系と呼ばれる光安定剤を用いることが好ましく、例えば、ＬＡ−５２、ＬＡ−５７、ＬＡ−６２、ＬＡ−６３ＬＡ−６３ｐ、ＬＡ−６７、ＬＡ−６８（いずれも（株）ＡＤＥＫＡ社製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７７０、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７６５、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ６２２ＬＤ、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ ９４４ＬＤ（いずれもＢＡＳＦ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用いてもよく、その配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。

老化防止剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド］等のヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、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。

［太陽電池用封止膜］
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としては、少なくとも本発明の太陽電池用封止膜を、太陽電池素子（単結晶又は多結晶のシリコン結晶系の太陽電池用セルや薄膜太陽電池用発電素子を含む）と裏面側保護部材との間に配置して用い、太陽電池素子を封止した構造であれば、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、太陽電池用封止膜（裏面側封止膜に本発明の太陽電池用封止膜を用いる）を介在させて架橋一体化させることにより太陽電池素子を封止させた構造等が挙げられる。

前記太陽電池において、太陽電池用素子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（本発明の太陽電池用封止膜）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。なお、表面側封止膜１３Ａとしては、黒色着色剤を含有し、透明性が低い本発明の太陽電池用封止膜は適していないため、公知の透明性の高い表面側封止膜に適した太陽電池用封止膜を使用することができる。

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ＥＶＡ等のエチレン−極性モノマー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。

また、本発明の太陽電池用封止膜は、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、裏面側封止膜（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、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（本発明の太陽電池用封止膜）、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を裏面側封止膜として用いた本発明の太陽電池は、裏面側封止膜が黒色に着色されていることで意匠性が向上されており、且つ黒色に着色されたことによる封止膜の温度上昇が抑制され、発電効率の低下が抑制された太陽電池であるということができる。

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も好ましい。

なお、本発明の太陽電池（薄膜太陽電池も含む）は、上述した通り、裏面側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、表面側封止膜及び太陽電池用素子などの裏面側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。
［参考例１〜１１、実施例１２〜３０、比較例１］
表１に示す配合で各材料をロールミルに供給し、７０〜１００℃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、７０〜１００℃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。

次いで、各封止膜（大きさ：１００ｍｍｘ１００ｍｍ）を２枚の離型ＰＥＴフィルム間に挟み、その上にガラス板（厚さ：３ｍｍ）を載置し、真空ラミネーターにて１４５℃、真空時間５分、プレス時間１５分で圧着した後、ガラス板、離型ＰＥＴフィルムを取り除き、封止膜サンプルを作製した。

［評価方法］
（１）近赤外線反射率
作製した各サンプルについて、ＪＩＳ Ｋ７１０５に基づき、分光光度計Ｕ−４１００（日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて光線反射スペクトルを測定し、７８０〜２５００ｎｍの光線反射率の平均値を近赤外線反射率とした。
（２）外観評価
より好ましい態様の指標として、封止膜の黒色色調の外観を評価した。黒色着色剤（カーボンブラック）のみを配合した比較例１の黒色色調と比較し、変化がないものをＡ、やや茶色がかった場合をＢ、茶色がかった場合をＣとした。

［評価結果］
各サンプルの近赤外線反射率及び外観評価の結果を表１及び２に示す。表１及び２に示したように、複合酸化物からなる遮熱材料を配合した参考例１〜１１、実施例１２〜３０の封止膜においては、比較例１の近赤外線反射率と比較して高い反射率を示し、屋外設置時の遮熱効果が得られることが認められた。また、各複合酸化物を、ＥＶＡ１００質量部に対して５５質量部以上配合した参考例１０、１１、実施例１８、２２及び３０については外観評価がＣであり、複合酸化物の含有量が多過ぎると意匠性に影響を及ぼすことが認められた。従って、複合酸化物の配合量はＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜５０質量部が好ましいことが示された。

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、封止膜の黒色化により意匠性が向上され、且つ発電効率の低下が生じない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 太陽電池用セル

Claims (4)

1. 太陽電池の太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置される、太陽電池素子を封止するための裏面側太陽電池用封止膜であって、
   エチレン−極性モノマー共重合体、黒色着色剤、架橋剤及び遮熱材料を含み、
   前記遮熱材料が、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ−Ｓｒ又はＭｎ−Ｙの組み合わせの元素を含んでなる複合酸化物であり、
   前記黒色着色剤が、カーボンブラックであり、
   前記黒色着色剤の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．５〜５．０質量部であり、
   前記エチレン−極性モノマー共重合体が、酢酸ビニル含有率が２０〜３５質量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
2. 前記複合酸化物の平均粒径が、０．１〜１．５μｍである請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
3. 前記複合酸化物の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．１〜５０質量部である請求項１又は２に記載の太陽電池用封止膜。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜を、太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置し、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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