JP5871815B2 - 太陽電池封止材およびそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
a1)エチレンに由来する構成単位の含有割合が80〜90mol%であり、炭素数3〜20のα-オレフィンに由来する構成単位の含有割合が9.99〜19.99mol%であり、且つ非共役ポリエンに由来する構成単位の含有割合が0.01〜5.0mol%である。
a2)ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定されるMFRが10〜50g/10分である。
a3)ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が60〜85である。
a4)JIS K6911に準拠し、温度100℃、印加電圧500Vで測定される体積固有抵抗が1.0×1013〜1.0×1018Ω・cmである。
a5)13C−NMRスペクトルおよび下記式(1)から求められるB値が、0.9〜1.3である。
B=(c+d)/(2×a×(e+f)) ・・・(1)(式(1)中、aはエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体に含まれるエチレンに由来する構成単位の割合(エチレンモル分率)を示し、cはエチレン・α-オレフィン連鎖の構成単位の割合(エチレン・α-オレフィンダイアッドモル分率)を示し、dはエチレン・非共役ポリエン連鎖の構成単位の割合(エチレン・非共役ポリエンダイアッドモル分率)を示し、eはα-オレフィンに由来する構成単位の割合(α-オレフィンモル分率)を示し、fは非共役ポリエンに由来する構成単位の割合(非共役ポリエンモル分率)を示す)
a6)GPC−offline−FTIRより求められるエチレン分布パラメータPの最大値Pmaxと最小値Pminとの関係が下記式(2)を満たす。
Pmax/Pmin≦1.4 ・・・(2)
a7)流動の活性化エネルギーが28〜35kJ/molである。
a8)ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)に基づく分子量分布Mw/Mnが1.2〜3.5の範囲にある。
a9)固相抽出処理後の抽出液からイオンクロマトグラフィーにより検出される塩素イオンの含有割合が2ppm以下である。
a10)酢酸メチルへの抽出量が5.0重量%以下である。
[14]前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体と添加剤とを、押出成形にて溶融混練後、シート状に成形して得られた、[1]〜[13]のいずれかに記載の太陽電池封止材。
前記封止部材は、[1]〜[13]のいずれかに記載の太陽電池封止材の硬化物である、太陽電池モジュール。
(A)と(B)からなる樹脂組成物の190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが10g/10minを超え、50g/10min以下である、太陽電池封止材。
前記封止部材は、[16]〜[19]および[23]のいずれかに記載の太陽電池封止材の硬化物である、太陽電池モジュール。
本発明の第1の態様の太陽電池封止材は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を含む。
本発明の太陽電池封止材に用いられるエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体は、エチレンと、炭素数3〜20のα-オレフィンと、非共役ポリエンとを共重合することによって得られる。α-オレフィンとしては、通常、炭素数3〜20のα-オレフィンを1種類単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。なかでも好ましいα-オレフィンは、炭素数が10以下であるα-オレフィンであり、特に好ましいα-オレフィンは炭素数が3〜8のα−オレフィンである。このようなα-オレフィンの具体例としては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、3,3-ジメチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセンなどを挙げることができる。なかでも、入手の容易さからプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテンが好ましい。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体に含まれる、炭素数3〜20のα-オレフィンに由来する構成単位(以下、「α-オレフィン単位」とも記す)の割合は9.99〜19.99mol%であり、好ましくは11〜19.99mol%、さらに好ましくは12.5〜19mol%である。
ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定されるエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のメルトフローレ−ト(MFR)は10〜50g/10分であり、好ましくは10〜40g/10分、より好ましくは10〜35g/10分、さらに好ましくは12〜27g/10分、最も好ましくは15〜25g/10分である。エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のMFRは、後述する重合反応の際の重合温度、重合圧力、並びに重合系内のエチレン及びα-オレフィンのモノマー濃度と水素濃度のモル比率等を調整することにより、調整することができる。
ASTM D2240に準拠して測定される、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のショアA硬度は60〜85であり、好ましくは60〜83、さらに好ましくは65〜80である。エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のショアA硬度は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のエチレン単位の含有割合を前述の数値範囲に制御することなどにより、調整することができる。即ち、エチレン単位の含有割合が高く、密度が高いエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体は、ショアA硬度が高くなる。一方、エチレン単位の含有割合が低く、密度が低いエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体は、ショアA硬度が低くなる。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の、13C-NMRスペクトルおよび下記式(1)から求められるB値は0.9〜1.3であることが好ましく、0.95〜1.3であることがさらに好ましく、0.95〜1.2であることがより好ましい。
B=(c+d)/(2×a×(e+f))・・・(1)(式(1)において、aはエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体に含まれるエチレンに由来する構成単位の割合(エチレンモル分率)を示し、cはエチレン・α−オレフィン連鎖の構成単位の割合(エチレン・α−オレフィンダイアッドモル分率)を示し、dはエチレン・非共役ポリエン連鎖の構成単位の割合(エチレン・非共役ポリエンダイアッドモル分率)を示し、eはα−オレフィンに由来する構成単位の割合(α−オレフィンモル分率)を示し、fは非共役ポリエンに由来する構成単位の割合(非共役ポリエンモル分率)を示す。)
(1)αβ、(2)αγ+αδ、(3)βγ、(4)βδ、(5)γδ、(6)δδ、(7)3E、(8)3Z、(9)αα+1Z+5E+5Z+6E+6Z
αα=αα+1Z+5E+5Z+6E+6Z−2×3E−3×3Z
=(9)−2×(7)−3×(8)
PE(プロピレン−エチレン連鎖)=αγ+αδ+αβ/2
EE(エチレン−エチレン連鎖)=(βδ+δδ)/2+(γδ+βγ)/4
NE(ENB−エチレン連鎖)=(3E+3Z)×2
a(エチレンモル分率)=(EE+PE/2)/(PP+PE+EE+3E+3Z)
c(エチレン−α−オレフィンダイアッドモル分率)=PE/(PP+PE+EE+NE)
d(エチレン−非共役ポリエンダイアッドモル分率)=NE/(PP+PE+EE+NE)
e(α−オレフィンモル分率)=(PP+PE/2)/(PP+PE+EE+3E+3Z)
f(非共役ポリエンモル分率)=(3E+3Z)/(PP+PE+EE+3E+3Z)
B=[(PE+NE)/(PP+PE+NE+EE)]/[(EE+PE/2)〔(PP+PE/2)+(3E+3Z)〕/(PP+PE+EE+3E+3Z)2]
・・・(A)
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の、GPC−offline−FTIRより求められるエチレン分布パラメータPの最大値Pmaxと最小値Pminとの関係は、Pmax/Pmin≦1.4を満たすことが好ましく、Pmax/Pmin=1.0〜1.4を満たすことがさらに好ましい。エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のPmax/Pminは、共重合体をメタロセン化合物(後述)を用いた重合反応により得ることで調整することができる。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の流動の活性化エネルギーは28〜35kJ/molであることが好ましく、28〜34kJ/molであることが更に好ましく、28〜33kJ/molであることが特に好ましい。エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の流動の活性化エネルギー(Ea)は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体中の長鎖分岐の度合いを示す指標である。流動の活性化エネルギー(Ea)が25kJ/mol未満の場合は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体中の長鎖分岐度が少なく、押出成形時のネックインが大きくなり、製品幅の小さいものしか得られない傾向にある。さらに、接着強度や耐熱性が劣る場合がある。また、流動の活性化エネルギー(Ea)が35kJ/mol超の場合は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体中の長鎖分岐度が大きく、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を含む樹脂組成物の流動性が低下し、シート押出成形時の生産性が低下する。また、樹脂組成物のスコーチ性が高くなってゲル化し易くなる。このため、押出機のトルクが上昇してシート成形が困難となる場合がある。また、得られたシートに、押出機内で発生したゲル物によりシートの表面に凹凸が発生し、シート外観が悪くなる場合がある。さらに、そのようなシートに電圧を引火すると、シート内部のゲル物周辺にクラックが生じ、絶縁破壊抵抗が低下する。更には、ゲル物界面において透湿し易くなり、透湿性が低下する。また、シート表面に凹凸が発生するため、太陽電池モジュールのラミネート加工時にガラス、セル、電極、バックシートとの密着性が悪化し、接着が不十分となる。
粘度(η0)=Aexp(Ea/RT) ・・・(i)
R;気体定数、A;頻度因子、Ea;流動の活性化エネルギー、T;絶対温度
Ea=0.008314×m ・・・(II)
aT:シフトファクター
Ea:流動の活性化エネルギー(kJ/mol)
T :温度(℃)
n :Y軸切片
粘弾性測定装置:商品名「RDS−2」(レオメトリック社製)
測定条件:
Geometry:パラレルプレート
測定温度:170℃、190℃、210℃
周波数:0.5〜79.577Hz
歪率:1.0%
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布Mw/Mnは、1.2〜3.5の範囲にあることが好ましく、1.7〜3.0の範囲にあることがさらに好ましく、1.7〜2.7の範囲にあることがより好ましく、1.9〜2.4の範囲にあることが特に好ましい。分子量分布Mw/Mnは、メタロセン化合物(後述)を用いた重合反応によってエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を製造することで、所望の範囲に調整されうる。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の、固相抽出処理後の抽出液からイオンクロマトグラフィーにより検出される塩素イオンの含有割合は、2ppm以下であることが好ましく、1.5ppm以下であることがさらに好ましく、1.2ppm以下であることが特に好ましい。塩素イオンの含有割合は、後述するメタロセン化合物の構造および重合条件を調整することにより調整することができる。即ち、重合触媒の重合活性を高くすることにより、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体中の触媒残渣量を少なくし、塩素イオンの含有割合が上記の数値範囲にあるエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を得ることができる。また、塩素原子を含まないメタロセン化合物を用いることで、実質的に塩素イオンを含まないエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を得ることができる。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の、酢酸メチルへの抽出量は5.0重量%以下であることが好ましく、4.0重量%以下であることがさらに好ましく、3.5重量%以下であることがより好ましく、2.0重量%以下であることが特に好ましい。酢酸メチルへの抽出量が多いことは、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体に低分子量成分が多く含まれており、分子量分布または組成分布が広がっていることを示している。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の、示差走査熱量測定(DSC)に基づく融解ピークは30〜90℃の範囲内にあることが好ましく、33〜90℃の範囲内にあることがさらに好ましく、30〜88℃の範囲内にあることが特に好ましい。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体は、結晶性が低いことが好ましく、X線回折法により測定される結晶化度が40%以下であることがより好ましい。エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の結晶性を低くするには、例えばα-オレフィン含有量を多くすればよい。一方で、ブロッキング防止の観点からは、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体は完全な非晶性よりも低結晶性であることが望ましい。低結晶性のエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体は、優れた柔軟性や透明性を有するからである。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体は、以下に示す種々のメタロセン化合物を触媒として用いた重合反応により製造することができる。メタロセン化合物は、例えば、特開2006−077261号公報、特開2008−231265号公報、特開2005−314680号公報、特開2009−138076号公報などに記載されている。但し、これらの特許文献に記載のメタロセン化合物とは異なる構造のメタロセン化合物を使用してもよいし、二種以上のメタロセン化合物を組み合わせて使用してもよい。
本発明の太陽電池封止材はエチレン系樹脂組成物からなり;エチレン系樹脂組成物には、前述のエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体100重量部と、エチレン性不飽和シラン化合物などのシランカップリング剤0.1〜5.0重量部と、有機過酸化物などの架橋剤0.1〜2.5重量部とが含まれることが好ましい。
エチレン系樹脂組成物におけるエチレン性不飽和シラン化合物が0.1重量部未満であると、接着性が低下する。一方、エチレン系樹脂組成物におけるエチレン性不飽和シラン化合物を5重量部超とすると、太陽電池封止材のコストと性能のバランスが悪くなる。さらには、エチレン系樹脂組成物におけるエチレン性不飽和シラン化合物の量を過剰にすると、エチレン系樹脂組成物における有機過酸化物の量を多くしなければならない。エチレン系樹脂組成物を硬化させるときに、エチレン性不飽和シラン化合物をエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体にグラフト反応させる必要があるからである。シランカップリング剤に対する有機過酸化物の量が少ないと、シランカップリング剤をエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の主鎖に十分にグラフト反応させることができず、接着性が低下する傾向もある。
有機過酸化物は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体をエチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性させるためのラジカル開始剤として作用する。さらに、有機過酸化物は、太陽電池封止材をラミネートして太陽電池モジュールを得るときに、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を架橋反応させるためのラジカル開始剤として作用する。エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を、エチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性することにより、太陽電池モジュールにおける封止層と、ガラス、バックシート、太陽電池素子、電極との接着性が高まる。また、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を架橋することにより、太陽電池モジュールに、耐熱性や接着性に優れた封止部材を形成することができる。
本発明の太陽電池封止材は、JIS K6911に準拠し、温度100℃、印加電圧500Vで測定される体積固有抵抗が1.0×1013〜1.0×1018Ω・cmであることが好ましい。体積固有抵抗が小さい太陽電池封止材は、電池モジュールにPIDを発生させ易い傾向がある。さらに、従来の太陽電池モジュールの温度は、太陽光が照射される時間帯に、例えば70℃以上になることがある。そのため、モジュールの長期信頼性を得るには、常温(23℃)での体積固有抵抗よりも、高温(例えば100℃)条件下での体積固有抵抗が重要である。
本発明の第2の形態である太陽電池封止材は、(A)エチレン・α-オレフィン・ジエン共重合体と、(B)パラフィン系オイルと、(C)架橋剤と、必要に応じて接着性付与剤等の各種添加剤を含む樹脂組成物からなる。
本発明の第2の形態の太陽電池封止材に含まれる(A)エチレン・α-オレフィン・ジエン共重合体は、エチレン、α-オレフィンおよびジエンを構成成分とする共重合体である。(A)エチレン・α-オレフィン・ジエン共重合体は、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。
本発明の第2の形態の太陽電池封止材に含まれる(B)パラフィン系オイルは、パラフィンを主成分とする鉱物油系オイルである。(B)パラフィン系オイルを(A)エチレン・α-オレフィン・ジエン共重合体に添加することで、太陽電池封止材の成形性を高めることができる。
本発明の第2の形態である太陽電池封止材に添加されうる(C)架橋剤は、太陽電池封止材に含まれる重合体成分を架橋反応させることにより、太陽電池封止膜の耐熱性および耐候性を向上させうる。架橋剤は、一般に、100℃以上でラジカルを発生する有機過酸化物が好ましく、特に配合時の安定性を考慮すると、半減期1時間の分解温度が100〜150℃である有機過酸化物がより好ましい。
(紫外線吸収剤、光安定化剤、耐熱安定剤)
太陽電池封止材を構成するエチレン系樹脂組成物には、紫外線吸収剤、光安定化剤および耐熱安定剤からなる群より選択される少なくとも一種の添加剤が含有されることが好ましい。これらの添加剤の配合量は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体100重量部に対して、0.005〜5重量部であることが好ましく、0.05〜5重両部であることがさらに好ましい。
太陽電池封止材を構成するエチレン系樹脂組成物には、さらに他の成分を、本発明の目的を損なわない範囲において、適宜含有させることができる。例えば、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体以外の各種ポリオレフィン、スチレン系やエチレン系ブロック共重合体、プロピレン系重合体などが挙げられる。これらは、上記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体100重量部に対して、0.0001〜50重量部、好ましくは0.001〜40重量部含有されていてもよい。また、ポリオレフィン以外の各種樹脂、および/または各種ゴム、可塑剤、充填剤、顔料、染料、帯電防止剤、抗菌剤、防黴剤、難燃剤、架橋助剤、および分散剤などから選ばれる一種以上の添加剤を適宜含有することができる。
本発明の太陽電池封止材は、各種太陽電池部材との接着性、透明性、柔軟性、耐熱性、押出成形性および架橋特性のバランスに優れる。太陽電池部材の例には、ガラス、バックシート、薄膜電極、アルミニウム、太陽電池素子などが含まれる。さらに本発明の太陽電池封止材は、耐候性、体積固有抵抗、電気絶縁性、透湿性、電極腐食性、プロセス安定性に優れている。このため、太陽電池モジュールの太陽電池封止材として好適に用いられる。本発明の太陽電池封止材は、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機、カレンダー成形機などの通常の方法により各成分を溶融ブレンドすることにより製造されうる。なかでも、押出成形機で各成分を溶融ブレンドすることが好ましい。
VA(mm3)=tmax(mm)×106(mm2) ・・・(3)
一方、この単位面積の太陽電池封止材の実際の体積V0(mm3)は、太陽電池封止材を構成する樹脂の比重ρ(g/mm3)と単位面積(1m2)当りの太陽電池封止材の実際の重さW(g)と、を下記式(4)に当てはめることにより算出される。
V0(mm3)=W/ρ ・・・(4)
太陽電池封止材の単位面積当りの凹部の合計体積VH(mm3)は、下記式(5)に示されるように、「太陽電池封止材の見掛けの体積VA」から「実際の体積V0」を差し引くことによって算出される。
VH(mm3)=VA−V0=VA−(W/ρ) ・・・(5)
空隙率P(%)=VH/VA×100
=(VA−(W/ρ))/VA×100
=1−W/(ρ・VA)×100
=1−W/(ρ・tmax・106)×100
太陽電池モジュールの一例である結晶型太陽電池モジュールは、通常、太陽電池素子と、それを挟み込む太陽電池封止層と、両面をカバーする保護シートを有している。即ち、典型的な太陽電池モジュールの構成は、「太陽電池モジュール用保護シート(表面保護部材)/封止層/太陽電池素子/封止層/太陽電池モジュール用保護シート(裏面保護部材)」である。但し、本発明における太陽電池モジュールは上記構成に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲で、一部の層を適宜省略したり、他の層を適宜付加することができる。他の層は、例えば接着層、衝撃吸収層、コーティング層、反射防止層、裏面再反射層、および光拡散層などである。これらの層は、各層を設ける目的や特性を考慮して、適切な位置に設けることができる。
図1には、結晶シリコン系太陽電池モジュールの構成の一例が示されている。図1に示される太陽電池モジュール20は、インターコネクタ29により電気的に接続された複数の結晶シリコン系の太陽電池素子22と、それを挟持する一対の表面保護部材24と裏面保護部材26とを有し、これらの保護部材と複数の太陽電池素子22との間に、封止層28が充填されている。封止層28は、太陽電池素子22の受光面および裏面に形成された電極と接している。電極とは、太陽電池素子22の受光面および裏面にそれぞれ形成された集電部材であり、後述する集電線、タブ付用母線、および裏面電極層などを含む。封止層28は、太陽電池封止材を加熱圧着させて得られる。
さらに、シランガスなどから化学気相成長(CVD)させてできる数μmの薄いアモルファスシリコン膜を、ガラスやフィルムの基板上に形成し;さらに銀などをスパッタリングして電極を形成して、薄膜シリコン系太陽電池素子としてもよい。薄膜シリコン系太陽電池素子、太陽電池封止材および太陽電池モジュール用保護シート(裏面保護部材)を、この順に積層して、薄膜シリコン系太陽電池モジュールとしてもよい。
太陽電池モジュールにおける表面保護部材は、特に制限はないが、太陽電池モジュールの最表層に位置するため、耐候性、撥水性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能を有することが好ましい。また、太陽光を有効に活用するために、光学ロスの小さい、透明性の高いシートであることが好ましい。
太陽電池モジュールにおける裏面保護部材は、太陽電池モジュールの最表層に位置するため、耐候性、機械強度などの諸特性を求められうる。したがって、表面保護部材と同様の材質で太陽電池モジュール用裏面保護部材を構成してもよい。すなわち、表面保護部材として用いられる上述の各種材料を、裏面保護部材としても用いることができる。特に、ポリエステル樹脂、およびガラスを好ましく用いることができる。
太陽電池モジュールにおける太陽電池素子は、半導体の光起電力効果を利用して発電できるものであれば制限はない。太陽電池素子は、例えば、シリコン(単結晶系、多結晶系、非結晶(アモルファス)系)太陽電池、化合物半導体(III−III族、II−VI族、その他)太陽電池、湿式太陽電池、有機半導体太陽電池などでありうる。これらの中では、発電性能とコストとのバランスなどの観点から、多結晶シリコン太陽電池が好ましい。
太陽電池モジュールの電極の構成および材料は、特に限定されないが、具体的な例では、透明導電膜と金属膜の積層構造を有する。透明導電膜は、SnO2、ITO、ZnOなどからなる。金属膜は、銀、金、銅、錫、アルミニウム、カドミウム、亜鉛、水銀、クロム、モリブデン、タングステン、ニッケル、バナジウムなどの金属からなる。これらの金属膜は、単独で用いられてもよいし、複合化された合金として用いられてもよい。透明導電膜と金属膜とは、CVD、スパッタ、蒸着などの方法により形成される。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法の一例は、(i)表面側透明保護部材と、太陽電池封止材と、太陽電池素子(セル)と、太陽電池封止材と、裏面側保護部材とをこの順に積層して積層体を形成する工程と、(ii)得られた積層体を加圧および加熱して一体化する工程と、を含む。
本発明の太陽電池モジュールは、生産性、発電効率、寿命などに優れている。このため、この様な太陽電池モジュールを用いた発電設備は、コスト、発電効率、寿命などに優れ、実用上高い価値を有する。上記の発電設備は、家屋の屋根に設置する、キャンプなどのアウトドア向けの移動電源として利用する、自動車バッテリーの補助電源として利用するなどの、屋外、屋内を問わず長期間の使用に好適である。
試料0.35gをヘキサクロロブタジエン2.0mlに加熱溶解させて得られた溶液をグラスフィルター(G2)濾過した。濾液に重水素化ベンゼン0.5mlを加え、内径10mmのNMRチューブに装入した。NMR測定装置(日本電子製のJNM GX−400型)を使用し、120℃で13C−NMR測定を行った。積算回数は8000回以上とした。得られた13C−NMRスペクトルより、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体中のエチレン単位の含有割合、α-オレフィン単位の含有割合、及び非共役ポリエン単位の含有割合を定量した。
ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件にてエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体のMFR2を測定した。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を190℃、加熱4分、10MPaで加圧した後、10MPaで常温まで5分間加圧冷却して3mm厚のシートを得た。得られたシートを用いて、ASTM D2240に準拠してエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のショアA硬度を測定した。
上述の13C−NMRスペクトルから、下記式(1)に従ってエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の「B値」を算出した。
B=(c+d)/(2×a×(e+f)) ・・・(1)(式(1)中、aはエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体に含まれるエチレンに由来する構成単位の割合(エチレンモル分率)を示し、cはエチレン・α−オレフィン連鎖の構成単位の割合(エチレン・α-オレフィンダイアッドモル分率)を示し、dはエチレン・非共役ポリエン連鎖の構成単位の割合(エチレン・非共役ポリエンダイアッドモル分率)を示し、eはα-オレフィンに由来する構成単位の割合(α-オレフィンモル分率)を示し、fは非共役ポリエンに由来する構成単位の割合(非共役ポリエンモル分率)を示す)
エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体0.02gを溶離液であるシクロヘキサン10mlに溶解後、0.45μmのフィルターでろ過し、GPC−offline−FTIR測定用の測定サンプルを得た。シクロヘキサンを溶離液として、流量1.0ml/min、温度60℃の条件でGPC-offline-FTIR測定を行った。測定装置はゲル浸透クロマトグラフ(商品名「Alliance GPC2000型」、Waters社製)とし、カラムには東ソー社製のGel(商品名「GMHHR−H」)(2本)を用い、検出器には東ソー社製の示差屈折計(商品名「RI-8020」)を用い、FTIR装置にはLab Conection Inc.社製の装置(商品名「LC-Transform Series300」)を用いた。
170℃及び210℃のそれぞれの温度(T(℃))におけるエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の、溶融複素粘度−周波数曲線(溶融複素粘度の単位;Pa/s、周波数の単位;rad/s)を作成する。溶融複素粘度−周波数曲線を、温度−時間重ね合わせの原理に基づいて、各温度(T)での溶融複素粘度−周波数曲線毎に、190℃でのエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の溶融複素粘度−周波数曲線に重ね合わせる。温度(T(℃))と、その温度(T)でのシフトファクター(aT)とから、最小自乗法により[ln(aT)]と[1/(T+273.16)]との一次近似式(I)を算出する。次に、算出した一次近似式(I)の傾きmと、下記式(II)とから、流動の活性化エネルギー(Ea)を求める。
ln(aT)=m(1/(T+273.16))+n ・・・(I)
Ea=[0.008314×m] ・・・(II)
aT:シフトファクター
Ea:流動の活性化エネルギー(kJ/mol)
T :温度(℃)
n :Y軸切片
粘弾性測定装置:商品名「RDS−2」(レオメトリック社製)
測定条件:
Geometry:パラレルプレート
測定温度:170℃、190℃、210℃
周波数:0.5〜79.577Hz
歪率:1.0%
Waters社製のゲル浸透クロマトグラフ(商品名「Alliance GPC−2000型」)を使用して、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定し、Mw/Mnを算出した。分離カラムには、2本の「TSKgel GMH6-HT(商品名)」と、2本の「TSKgel GMH6-HTL(商品名)」を使用した。カラムサイズは、いずれも内径7.5mm、長さ300mmとし、カラム温度は140℃とした。移動相は、o−ジクロロベンゼン(和光純薬工業社製)と、酸化防止剤として0.025重量%のBHT(武田薬品社製)との溶液とした。移動相を1.0ml/分の速度で移動させ、試料濃度は15mg/10mlとし、試料注入量は500μlとし、検出器として示差屈折計を用いた。分子量がMw≦1000及びMw≧4×106の標準ポリスチレンは、東ソー社製のポリスチレンを用いた。また、分子量が1000≦Mw≦4×106の標準ポリスチレンは、プレッシャーケミカル社製のポリスチレンを用いた。
オートクレーブ等を用いて滅菌洗浄されたガラス容器にエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を約10g精秤し、超純水を100ml加えて密閉した後、常温で30分間超音波(38kHz)抽出を行って抽出液を得た。得られた抽出液を、ダイオネクス社製のイオンクロマトグラフ装置(商品名「ICS−2000」)を用いて分析することにより、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体中の塩素イオンの含有割合を測定した。
エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体を約10g程度精秤し、酢酸メチルを用いて、酢酸メチルの沸点以上の温度でソックスレー抽出を行った。抽出前後のエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の重量差または抽出溶媒を揮発させた残渣量から、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の酢酸メチル抽出量を算出した。
太陽電池用の表面側透明保護部材である透明ガラス板と、厚さ500μmのシートサンプルとを積層して真空ラミネーター(NPC社製、LM−110X160S)内にセットした。積層体を150℃に温調したホットプレート上に載せて、3分間減圧、9分間加熱し、透明ガラス板/シートサンプルの積層体である接着強度用サンプルを作製した。この接着強度用サンプルのシートサンプル層を15mm幅に切り、ガラスとの剥離強度(ガラス接着強度)を180度ピールにて測定した(スパン間30mm、引張速度30mm/分、測定温度23℃)。ピール測定には、インストロン社製の引張試験機(商品名「Instron1123」)を使用した。3回の測定の平均値を採用した。
波長350〜800nmの範囲内において吸収域を有しない白板ガラスを使用し、白板ガラス/シートサンプル/白板ガラスの構成で、上記接着強度用サンプルの調製と同様の条件で積層体を得た。φ150mmの積分球を取り付けた日立製作所社製の分光光度計(商品名「U-3010」)で、350〜800nmの波長域における、上記積層体中のシートサンプルの分光全光線透過率を測定した。そして、測定結果に、標準光D65及び標準視感効率V(λ)を乗じ、可視光の全光線透過率(Tvis)を算出した。
中央部に銀をスパッタリングした一対のガラス板(薄膜電極)の間に、シートサンプルを挟みこんだ。これを、上述の接着強度用サンプルを作製した際の条件と同様の条件で処理して積層体を得た。得られた積層体を、JIS C8917に準拠し、スガ試験機社製の商品名「XL75」特殊仕様にて、試験槽内温度85℃、湿度85%の条件下で積層体の促進試験を2000時間行った。得られた促進試験サンプルの薄膜電極の状態を目視観察して、電極腐食性を評価した。
厚さ150μmのシリコン板をインゴットより切削採取し、白板ガラス/シートサンプル/シリコン板/シートサンプル/PET製バックシートの構成で、上記接着強度用サンプルの調製と同様の条件で積層体を得た。得られた積層体内のシリコン板を目視観察し、割れを評価した。
シートサンプルを真空ラミネーター内にセットし、150℃に温調したホットプレート上に載せて3分間減圧、9分間加熱し、架橋シートサンプルを得た。得られた架橋シートサンプルを、幅1cm、長さ5cmに切り出した。標線を3cmの長さで引き、切り出したサンプルの3倍の重さの重りを吊るして100℃のオーブン中に1時間放置し、耐熱試験を実施した。試験後サンプルの標線間の伸び率を測定した。なお、耐熱試験中に落下したサンプルについては、「落下」と評価した。耐熱性試験は、架橋特性の指標として用いており、架橋が十分であると耐熱試験中の伸びが小さく、架橋が不十分であると耐熱試験中の伸びが大きく、さらに不十分であると「落下」することがある。
ガラス/シートサンプル/シートサンプル/ガラスの構成の積層体の上に400gの重りを乗せた。二枚のシートサンプルは、それぞれエンボス面を上側に向けて重ねた。40℃のオーブンで24時間放置した後、取り出して室温まで冷却し、シートの剥離強度を測定した。測定には、インストロン社製の引張試験機(商品名「Instron1123」)を使用し、シート間の180度ピールにて、スパン間30mm、引張速度10mm/分、23℃の条件で行った。3回の測定値の平均値を採用し、以下の基準に従ってシートブロッキング性を評価した。
○:剥離強度が50gf/cm未満
△:剥離強度が50〜100gf/cm
×:剥離強度が100gf/cm超
得られたシートを10cm×10cmのサイズに裁断した。裁断したサンプルをラミネート装置(NPC社製、LM-110X160S)で加熱加圧処理して(150℃、真空3分、加圧15分)、測定用の架橋シートを作製した。作製した架橋シートの体積固有抵抗(Ω・cm)を、JIS K6911に準拠し、印加電圧500Vで測定した。なお、測定時、高温測定チャンバー「12708」(アドバンスト社製)を用いて温度100±2℃とし、微小電流計「R8340A」(アドバンスト社製)を使用した。
充分に窒素置換した2000mlの重合装置内に、乾燥ヘキサン1000ml、5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)2ml、及びトリイソブチルアルミニウム0.3mmolを仕込んだ。重合装置の内温を80℃に昇温した後、水素を75Nml挿入した。重合装置内にプロピレンを供給し、系内圧力が0.25MPaとなるように加圧した。次いで、重合装置内にエチレンを供給し、系内圧力が0.8MPaとなるように調整した。(t-ブチルアミド)ジメチル(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニル)シランチタンジクロリド0.001mmol、及びトリフェニルカルベニウム(テトラキスペンタフルオロフェニル)ボレート0.005mmolのヘキサン溶液を重合装置内に添加した。重合装置の内温を80℃とし、系内圧力を0.8MPaに保持しながら10分間重合反応を行った。2mlのメタノールを添加して重合を停止した。脱圧後、重合溶液と2Lのメタノールとを混合して得られた析出物を、真空下、130℃で12時間乾燥して、56gのエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を得た。得られたエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の物性を表1に示す。
(t-ブチルアミド)ジメチル(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニル)シランチタンジクロリドとトリフェニルカルベニウム(テトラキスペンタフルオロフェニル)ボレートのそれぞれの濃度、プロピレンの仕込み圧力、水素の仕込量、及び5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)と5-エチリデン-2-ノルボルネン(ENB)の使用量を変更したこと以外は、前述の合成例1と同様の条件でエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を得た。得られたエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の物性を表1に示す。
(i)5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)に代えて5-エチリデン-2-ノルボルネン(ENB)25mlとしたこと、(ii)プロピレン圧力を0.33MPaとしたこと、(iii)水素を25Nml用いたこと、(iv)(t-ブチルアミド)ジメチル(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニル)シランチタンジクロリドに代えてジフェニルメチレンシクロペンタジエニルフルオレニルジルコニウムジクロライドを用いたこと、及び(v)トリフェニルカルベニウム(テトラキスペンタフルオロフェニル)ボレートに代えてメチルアルミノキサンのトルエン溶液を0.5mmol用いたこと以外は、前述の合成例1と同様の条件で、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を得た。得られたエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の物性を表1に示す。
撹拌羽根を備えた内容積15Lのステンレス製重合器内に、重合器の上部から重合溶媒としてのヘキサンを5L/hr、エチレンを370NL/hr、プロピレンを263NL/hr、水素を7NL/hr、及び5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)を2.2g/hrの速度で連続的に供給した。一方、重合器の下部からは、重合器内の重合液の量がが5Lとなるように、連続的に重合液を抜き出した。バナジウムオキシクロリドを、重合器内のバナジウム濃度が0.3mmol/Lとなるように供給した。また、エチルアルミニウムセスキクロリドを、重合器内のアルミニウム濃度が3mmol/Lとなるよう供給した。重合温度は30℃となるよう調整した。重合器の下部より連続的に排出されたエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のノルマルヘキサン混合溶液に対して、失活剤であるメタノールを約0.2mL/minの速度で混合し、触媒を失活させて重合を停止した。エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のノルマルヘキサン混合溶液5Lを、撹拌羽根を備えた内容積15Lのガラス容器に入れ、0.5Nの希塩酸を約10mL、純水5Lをそれぞれ添加した。撹拌後、水相を分離した。その後、純水を5L添加し、同様に撹拌と水相分離を5回行い、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体中の触媒残渣を脱灰処理した。脱灰処理後のエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体のノルマルヘキサン混合溶液を130℃の真空乾燥機で乾燥し、210g/hrのエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を得た。得られたエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の物性を表1に示す。
(i)5-エチリデン-2-ノルボルネン(ENB)に代えて5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)を0.4mlとしたこと、(ii)プロピレンに代えて1-ブテンを40gにしたこと以外は、前述の合成例4と同様の条件でエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を得た。得られたエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の物性を表1に示す。
(i)5-エチリデン-2−ノルボルネン(ENB)に代えて5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)を2.5mlとしたこと、(ii)プロピレン圧力を0.28MPaとしたこと、(iii)水素を1Nml用いたこと以外は、前述の合成例4と同様の条件で、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を得た。得られたエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体の物性を表1に示す。
合成例1のエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体100重量部に対し、エチレン性不飽和シラン化合物としてγ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを0.5重量部、有機過酸化物として1分間半減期温度が166℃のt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルカーボネートを1.0重量部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレートを1.2重量部、紫外線吸収剤として2-ヒドロキシ-4-ノルマル-オクチルオキシベンゾフェノンを0.4重量部、ラジカル捕捉剤としてビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケートを0.2重量部、及び耐熱安定剤1としてトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト0.1重量部、耐熱安定剤2としてオクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート0.1重量部を配合した。
表2に示す組成としたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてエンボスシート(太陽電池封止材シート)を得た。得られたシートの空隙率は全て28%であった。得られたシートの各種評価結果を表2に示す。合成例10で得たエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体は、凍結粉砕後に用いた。
表2に示す組成としたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてエンボスシート(太陽電池封止材シート)を得た。得られたシートの空隙率は全て28%であった。得られたシートの各種評価結果を表2に示す。
表2に示す組成としたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてエンボスシート(太陽電池封止材シート)を得ようとした。しかしながら、押出機のトルクが高くなりすぎてしまい、トルクオーバーとなってシートを得ることができなかった。
表2に示す組成としたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてエンボスシート(太陽電池封止材シート)を得ようとした。しかしながら、シボロール及びゴムロールへの粘着が強すぎてしまい、剥ぎ取ることができずにシートを得ることができなかった。
表2に示す組成としたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてエンボスシート(太陽電池封止材シート)を得た。得られたシートの空隙率はいずれも28%であった。得られたシートの各種評価結果を表2に示す。
(A)エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(三井化学(株)製、商品名EPT3045、ジエン:5-エチリデン-2-ノルボルネン、融点なし)100重量部と、(B)パラフィン系オイル(出光興産(株)製、商品名PW100、密度872kg/cm3、動粘度100mm2/s@40℃、色相+30(セイボルト))70重量部とを、サーモ・プラスチック社製の単軸押出機(スクリュー径20mmφ、L/D=28)で、押出機のバレルとダイスの各温度をC1/C2/C3/ダイス=65/75/95/90℃の条件下でペレット化を行い、ペレットを得た。得られた(A)エチレン・プロピレン・ジエン共重合体と(B)パラフィン系オイルからなる油展後樹脂組成物の油展後MFRを表3に示す。
(A)エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(三井化学(株)製、商品名EPT3045)の代わりに、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(合成例13)を用いた以外は実施例7と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物の各種評価結果を表3に示す。
(B)パラフィン系オイルの含有量を40重量部とした以外は実施例7と同様にして樹脂組成物を得た。
(B)パラフィン系オイル(出光興産(株)製、商品名PW100)の代わりに、ナフテン系オイル(日本サン石油(株)製、商品名サンセン4240、密度939kg/cm3、動粘度428mm2/s@40℃、色相L2.0)を用いた以外は実施例7と同様にして樹脂組成物を得た。
得られた油展後樹脂組成物の、荷重2.16kg、190℃におけるメルトフローレート(MFR)を、ASTM D1238に準拠した方法により測定した。
得られた樹脂組成物の混練物を試験押出機で押出加工したときの、押出外観により判断した。具体的には、メルトフラクチャーに起因するシート外観の異常の有無、過酸化物の分解温度以下の低温で押し出すので、樹脂組成物の粘度が高いとメルトフラクチャーにより安定して押し出し加工することが困難になる。押出加工したときのシート状態を観察して押し出し加工性の良否を判断した。成形安定性:ダイスから安定してシートを得ることができるかを以下の基準で評価した。
○:押し出し加工が安定しており、得られたシートも平滑である。
×:押し出し加工が安定しておらず、得られたシートも平滑ではない。
最大トルク値S'maxと最小トルク値S'min、架橋開始時間Tc10、最適架橋時間Tc90
得られた樹脂組成物の架橋曲線(架橋温度150℃、架橋時間30分の測定条件で測定される)から、最大トルク値S'maxと最小トルク値S'min、架橋開始時間Tc10、最適架橋時間Tc90を、JIS−K6300−2に準じて算出した。
架橋開始時間Tc10:前述の最大トルク値S'maxと最小トルク値S'minとの差分の10%に相当するトルク値と、最低トルク値S'minとの和に相当するトルク値に到達するまでの時間をTc10(分)とした。
最適架橋時間Tc90:前述の最大トルク値S'maxと最小トルク値S'minとの差分の90%に相当するトルク値と、最低トルク値S'minとの和に相当するトルク値に到達するまでの時間を、Tc90(分)とした。
得られた樹脂組成物の混練物を、テフロン(登録商標)シートに挟んで、100℃で加熱3分、10MPaで加圧2分での熱プレスと、20℃で10MPaで加圧3分での冷却プレスをして、厚さ0.5mmのシートを成形した。得られたシートを、波長350〜800nmの範囲内において吸収域を有しない白板ガラスを使用し、白板ガラス/シートサンプル/白板ガラスの構成で、150℃に調整した真空ラミネーターで真空3分、加圧8分の条件でラミネートした。得られた試料の全光線透過率を、日立分光光度計U-3010 150mmφ積分球付により測定した。そして、測定結果に、標準光D65および標準視感効率V(λ)を乗じ、可視光の全光線透過率(Tvis)を算出した。
上記4)と同様の条件にて得られたシートを10cm×10cmのサイズに裁断した。裁断したサンプルをラミネート装置(NPC社製、LM-110X160S)で加熱加圧処理して(150℃、真空3分、加圧15分)、測定用の架橋シートを作製した。作製した架橋シートの体積固有抵抗(Ω・cm)を、JIS K6911に準拠し、微小電流計「R8340A」(アドバンスト社製)を使用し印加電圧500Vで測定した。
実施例6に記載の封止材を用いて、単結晶セルを用い18セル直列接続した小モジュールを作製した。モジュールのガラスは、24×21cmにカットした旭硝子ファブリテック製の白板フロートガラス3.2mm厚みのエンボス付き熱処理ガラスとした。結晶系セル(Shinsung製の単結晶セル)は、受光面側のバスバー銀電極を中央にして5×3cmにカットしたものを用いた。銅箔に共晶ハンダを表面コートされた銅リボン電極を用いて、18個のセルを直列に接続した。バックシートとして、シリカ膜が蒸着されたPETシートを含むPET系バックシートを用いた。バックシートの一部に、カッタ−ナイフで約2cm切り込みを入れ、セルからの端子取り出し部位とした。直列接続した18個のセルのプラス端子とマイナス端子を取り出した。真空ラミネーター(NPC製:LM−110x160−S)を用いて、熱盤温度150℃、真空時間3分、加圧時間15分にてラミネートした。その後、ガラスからはみ出した封止材、バックシートをカットし、ガラスエッジには端面封止材を付与して、アルミフレームを取り付けた。その後、バックシートの取り出し部位には、RTVシリコーンを付与して硬化させた。
実施例5記載の太陽電池封止材を用いた以外は実施例10と同様に試験した。Pmaxの低下はいずれの場合も0.5%以下であり良好な結果であった。
実施例1記載の太陽電池封止材を用いた以外は実施例10と同様に試験した。24時間電圧を印加した後のPmaxの低下は0.5%以下であった。
エチレン含有量15モル%、けん化度98モル%、平均重合度1700のポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA−117)100gを蒸留水に溶解し、濃度10重量%のポリビニルアルコール水溶液を得た。この水溶液を40℃でアンカー型攪拌翼を用いて攪拌しながら、35重量%塩酸を32g添加後、さらにブチルアルデヒド60gを滴下した。水溶液中にポリビニルアセタール樹脂が析出したことを確認した。その後、さらに、35重量%塩酸を64g添加しながら50℃まで昇温して、4時間攪拌して反応を完結させた。得られた変性ポリビニルアセタール樹脂の分散液を冷却した。30重量%水酸化ナトリウム水溶液で、分散液のpHを7.5まで中和した。ろ過により得たろ取物を、対ポリマー20倍量の蒸留水で水洗し、その後乾燥した。平均重合度1700、アセタール化度65モル%の変性ポリビニルアセタール樹脂を得た。
変性ポリビニルアセタール樹脂100質量部と、トリエチレングリコール-ジ-2-エチルヘキサネート30質量部とを、100℃で5分間、30rpmの条件で、ラボプラストミル(東洋精機社製)で混練して、変性ポリビニルアセタール樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、厚み0.5mmの25×25センチの開口部をもつSUS製の金属枠の内部にセットした。真空ラミネーターを用いて、熱盤温度100℃、真空時間3分、加圧時間10分の条件にて、平坦なシートを作製した。このシートの体積固有抵抗は100℃では測定限界よりも低い抵抗値であり、108Ωcm以下の体積抵抗であった。
22 太陽電池素子
22A (太陽電池素子の)受光面
22B (太陽電池素子の)裏面
24 表面保護部材
26 裏面保護部材
28 封止層
29 インターコネクタ
32 集電線
34A,34B タブ付用母線
36 導電層
Claims (22)
- 以下の要件a1)〜a3)を満たすエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体を含む太陽電池封止材。
a1)エチレンに由来する構成単位の含有割合が80〜90mol%であり、炭素数3〜20のα-オレフィンに由来する構成単位の含有割合が9.99〜19.99mol%であり、且つ非共役ポリエンに由来する構成単位の含有割合が0.01〜5.0mol%である。
a2)ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定されるMFRが10〜50g/10分である。
a3)ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が60〜85である。 - 前記太陽電池封止材が、以下の要件a4)を満たす請求項1に記載の太陽電池封止材。
a4)JIS K6911に準拠し、温度100℃、印加電圧500Vで測定される体積固有抵抗が1.0×1013〜1.0×1018Ω・cmである。 - 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体100重量部に対して、シランカップリング剤0.1〜5重量部と、架橋剤0.1〜2.5重量部と、をさらに含む、請求項1に記載の太陽電池封止材。
- 前記架橋剤が、1分間半減期温度が100〜170℃の範囲にある有機過酸化物である、請求項3に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体100重量部に対して、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、およびヒンダートアミン型光安定剤からなる群より選択される少なくとも一種を0.005〜5重量部さらに含む、請求項3に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体100重量部に対して、架橋助剤を0.05〜5重量部さらに含む、請求項3に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体が、以下の要件a5)をさらに満たす、請求項1に記載の太陽電池封止材。
a5)13C−NMRスペクトルおよび下記式(1)から求められるB値が、0.9〜1.3である。
B=(c+d)/(2×a×(e+f)) ・・・(1)
(式(1)において、
aはエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体に含まれるエチレンに由来する構成単位の割合(エチレンモル分率)を示し、
cはエチレン・α-オレフィン連鎖の構成単位の割合(エチレン・α−オレフィンダイアッドモル分率)を示し、
dはエチレン・非共役ポリエン連鎖の構成単位の割合(エチレン・非共役ポリエンダイアッドモル分率)を示し、
eはα-オレフィンに由来する構成単位の割合(α-オレフィンモル分率)を示し、
fは非共役ポリエンに由来する構成単位の割合(非共役ポリエンモル分率)を示す) - 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体が、以下の要件a6)をさらに満たす、請求項1に記載の太陽電池封止材。
a6)GPC−offline−FTIRより求められるエチレン分布パラメータPの最大値Pmaxと最小値Pminとの関係が下記式(2)を満たす。
Pmax/Pmin≦1.4 ・・・(2) - 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体が、以下の要件a7)をさらに満たす、請求項1に記載の太陽電池封止材。
a7)流動の活性化エネルギーが28〜35kJ/molである。 - 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体が、以下の要件a8)をさらに満たす、請求項1に記載の太陽電池封止材。
a8)ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)に基づく分子量分布Mw/Mnが1.2〜3.5の範囲にある。 - 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体が、以下の要件a9)をさらに満たす、請求項1に記載の太陽電池封止材。
a9)固相抽出処理後の抽出液からイオンクロマトグラフィーにより検出される塩素イオンの含有割合が2ppm以下である。 - 前記エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体が、以下の要件a10)をさらに満たす、請求項1に記載の太陽電池封止材。
a10)酢酸メチルへの抽出量が5.0重量%以下である。 - シート状である請求項1に記載の太陽電池封止材。
- 表面側透明保護部材と、裏面側保護部材と、前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材とに挟持された太陽電池素子と、前記太陽電池素子を前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に封止する封止部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、
前記封止部材は、請求項1に記載の太陽電池封止材の硬化物である、太陽電池モジュール。 - (A)エチレンに由来する構成単位の含有量が50〜95モル%であり、ムーニー粘度ML(1+4)100℃が30〜90であるエチレン・α-オレフィン・ジエン共重合体と、(B)パラフィン成分が55重量%〜90重量%であり、アロマ成分が5重量%未満であり、ナフテン成分が40重量%未満であり、かつ硫黄成分が200ppm以下であるパラフィン系オイルと、(C)架橋剤と、を含み、
(A)と(B)からなる樹脂組成物の190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが10g/10minを超え、50g/10min以下である、太陽電池封止材。 - 前記(A)エチレン・α-オレフィン・ジエン共重合体のJIS−K7121に準じて測定される融点が70℃以下である、請求項15に記載の太陽電池封止材。
- 前記太陽電池封止材の硬化物の光線透過率が90%以上である、請求項15に記載の太陽電池封止材。
- 架橋助剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、酸化防止剤および接着性付与剤からなる群より選ばれる少なくとも一種類の添加剤をさらに含む、請求項15に記載の太陽電池封止材。
- 前記(A)エチレン・α-オレフィン・ジエン共重合体と、(B)パラフィン系オイルと、(C)架橋剤と、を溶融混練して得た樹脂組成物を、膜状に成形するステップを含む、請求項15に記載の太陽電池封止材の製造方法。
- 前記溶融混練して得た樹脂組成物を、押出成形法により膜状に成形する、請求項19に記載の太陽電池封止材の製造方法。
- 前記押出成形における押出機のダイス温度が55〜120℃である、請求項20に記載の太陽電池封止材の製造方法。
- 表面側透明保護部材と、裏面側保護部材と、前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材とに挟持された複数の太陽電池素子と、前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材の少なくとも一方との間に前記太陽電池素子を封止する封止部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、
前記封止部材は、請求項15に記載の太陽電池封止材の硬化物である、太陽電池モジュール。
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| JP5261034B2 (ja) * | 2008-06-11 | 2013-08-14 | Nok株式会社 | 色素増感型太陽電池用封止材 |
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Cited By (2)
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| CN114424349B (zh) * | 2019-09-19 | 2024-05-28 | Sabic环球技术有限责任公司 | 光伏元件 |
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