JP5877593B2 - 太陽電池封止材および太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
また、剛性と架橋特性のバランスと押出成形性に優れるエチレン・α−オレフィン共重合体を用いた太陽電池封止材用樹脂組成物も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
すなわち、本発明によれば、以下に示す太陽電池封止材が提供される。
a1)エチレンに由来する構成単位の含有割合が80〜90mol%であるとともに、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10〜20mol%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2g/10分以上、10g/10分未満である。
a3)ASTM D1505に準拠して測定される密度が0.865〜0.884g/cm3である。
a4)ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が60〜85である。
a5)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。
[3]前記エチレン・α−オレフィン共重合体が以下の要件a6)をさらに満たす[1]に記載の太陽電池封止材。
a6)前記エチレン・α−オレフィン共重合体中のアルミニウム元素の含有量が10〜500ppmである。
[4]前記エチレン・α−オレフィン共重合体が以下の要件a6)をさらに満たす[2]に記載の太陽電池封止材。
a6)前記エチレン・α−オレフィン共重合体中のアルミニウム元素の含有量が10〜500ppmである。
[6]前記エチレン・α−オレフィン共重合体が、メタロセン化合物と、有機アルミニウムオキシ化合物および有機アルミニウム化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と、からなるオレフィン重合用触媒の存在下で重合された、[1]〜[5]に記載の太陽電池封止材。
[8]前記エチレン系樹脂組成物は、前記エチレン・α−オレフィン共重合体100重量部に対し、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が0.005〜5重量部さらに含む[7]に記載の太陽電池封止材。
[10]前記エチレン・α−オレフィン共重合体と、添加剤とをカレンダー成形機にて溶融混練後、シート状にカレンダー成形して得られた、[1]〜[9]のいずれかに記載の太陽電池封止材。
[11]前記エチレン・α−オレフィン共重合体の、
a7)13C−NMRスペクトルおよび下記式(1)から求められるB値が0.9〜1.5であり、
a8)13C−NMRスペクトルにおける、Tααに対するTαβの強度比(Tαβ/Tαα)が1.5以下である[1]〜[10]のいずれかに記載の太陽電池封止材。
B値=[POE]/(2×[PO]×[PE]) ・・・(1)
(式(1)中、[PE]はエチレン・α−オレフィ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(モル分率)を示し、[PO]はエチレン・α−オレフィ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の割合(モル分率)を示し、[POE]は全dyad連鎖に含まれるα−オレフィン・エチレン連鎖の割合(モル分率)を示す)
a9)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[1]〜[11]のいずれかに記載の太陽電池封止材。
[13]前記エチレン・α−オレフィン共重合体の、
a10)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[1]〜[12]のいずれかに記載の太陽電池封止材。
[14]前記エチレン・α−オレフィン共重合体の、
a11)酢酸メチルへの抽出量が5.0重量%以下である[1]〜[13]のいずれかに記載の太陽電池封止材。
[15]シート状である[1]〜[14]のいずれかに記載の太陽電池封止材。
1.太陽電池封止材について
本発明の太陽電池封止材は、以下に示す特定の要件を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体を含む。
本発明の太陽電池封止材に用いられるエチレン・α−オレフィン共重合体は、エチレンと、炭素数3〜20のα−オレフィ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。中でも好ましいのは、炭素数が10以下であるα−オレフィンであり、特に好ましいのは炭素数が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。中でも、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−ペンテンおよび1−オクテンが好ましい。なお、エチレン・α−オレフィン共重合体はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよいが、柔軟性の観点からランダム共重合体が好ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、エチレンに由来する構成単位の含有割合は、80〜90mol%である。また炭素数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10〜20mol%であり、好ましくは12〜20mol%、より好ましくは12〜18mol%、さらに好ましくは13〜18mol%である。α−オレフィン単位の含有割合が10mol%未満であると、結晶性が高く、透明性が低下する傾向にある。さらに、カレンダー成形の際にカレンダーロール間の樹脂溜まり(以下、「バンク」とも記す)へのエチレン・α−オレフィン共重合体の食い込み不良が生じたり、カレンダーロールへの抱き付きが悪化したりする。そのため、カレンダー成形の際の温度を、例えば100℃以上の高温にする必要がある。一方、カレンダー成形時の温度を高くすると、エチレン・α−オレフィン共重合体に有機過酸化物を練り込む場合に架橋反応が進行しやすい。これにより、太陽電池封止材のシートにゲル状の異物が発生し、シートの外観が悪化する傾向にある。また、高温条件下でカレンダー成形を行うと、シランカップリング剤、有機過酸化物、およびその他の安定剤などが揮発し易くなるので、接着性や耐熱性、長期信頼性が低下する場合がある。また、柔軟性が低く、太陽電池モジュールのラミネート成形時に太陽電池素子の割れや、薄膜電極のカケなどが発生する場合がある。
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−オレフィン共重合体のメルトフローレ−ト(MFR)は2g/10分以上、10g/10分未満であり、好ましくは2〜9.5g/10分、さらに好ましくは2.5〜9.5g/10分である。エチレン・α−オレフィン共重合体の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およびα−オレフィンのモノマー濃度と水素濃度のモル比率などを調整することにより、調整することができる。
ASTM D1505に準拠して測定されるエチレン・α−オレフィン共重合体の密度は0.865〜0.884g/cm3であり、好ましくは0.866〜0.883g/cm3、より好ましくは0.866〜0.880g/cm3、さらに好ましくは0.867〜0.880g/cm3である。エチレン・α−オレフィン共重合体の密度は、エチレン単位の含有割合とα−オレフィン単位の含有割合とのバランスにより調整することができる。すなわち、エチレン単位の含有割合を高くすると結晶性が高くなり、密度の高いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。一方、エチレン単位の含有割合を低くすると結晶性が低くなり、密度の低いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
ASTM D2240に準拠して測定される、エチレン・α−オレフィン共重合体のショアA硬度は60〜85であり、好ましくは62〜83、より好ましくは62〜80、さらに好ましくは65〜80である。エチレン・α−オレフィン共重合体のショアA硬度は、エチレン・α−オレフィン共重合体のエチレン単位の含有割合や密度を前述の数値範囲に制御することにより、調整することができる。すなわち、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−オレフィン共重合体は、ショアA硬度が低くなる。
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、PIDを発生し易い特性を有する傾向にある。さらに、太陽電池モジュールの使用時、太陽光が照射される時間帯には、モジュール温度が例えば70℃以上になることがある。したがって、長期信頼性の観点から、従来報告されている常温(23℃)での体積固有抵抗より、高温条件下での体積固有抵抗に着目すべきであり、温度100℃での体積固有抵抗が重要となる。
エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、アルミニウム元素(以下、「Al」とも記す)の含有量(残渣量)は、好ましくは10〜500ppmであり、より好ましくは20〜400ppm、さらに好ましくは20〜300ppmである。ppmの基準は、重量である。Al含有量は、エチレン・α−オレフィン共重合体の重合過程において添加する有機アルミニウムオキシ化合物や有機アルミニウム化合物の濃度に依存する。
エチレン・α−オレフィン共重合体の、13C−NMRスペクトルおよび下記式(1)から求められるB値は0.9〜1.5であることが好ましく、0.9〜1.3であることがさらに好ましく、0.95〜1.3であることがより好ましく、0.95〜1.2であることが特に好ましく、1.0〜1.2であることが最も好ましい。B値は、エチレン・α−オレフィン共重合体を重合する際の重合触媒を変更することにより調整可能である。より具体的には、後述するメタロセン化合物を用いることで、B値が上記の数値範囲にあるエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
B値=[POE]/(2×[PO]×[PE]) ・・・(1)
(式(1)中、[PE]はエチレン・α−オレフィ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(モル分率)を示し、[PO]はエチレン・α−オレフィ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の割合(モル分率)を示し、[POE]は全dyad連鎖に含まれるα−オレフィン・エチレン連鎖の割合(モル分率)を示す)
エチレン・α−オレフィン共重合体の、13C−NMRスペクトルにおける、Tααに対するTαβの強度比(Tαβ/Tαα)は1.5以下であることが好ましく、1.2以下であることがさらに好ましく、1.0以下であることが特に好ましく、0.7未満であることが最も好ましい。Tαβ/Tααは、エチレン・α−オレフィン共重合体を重合する際の重合触媒を変更することにより調整可能である。より具体的には、後述するメタロセン化合物を用いることで、Tαβ/Tααが上記の数値範囲にあるエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体の、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。エチレン・α−オレフィン共重合体の分子量分布Mw/Mnは、重合に際し、後述のメタロセン化合物を用いることにより調整することができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体の、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。ppmの基準は、重量である。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。すなわち、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−オレフィン共重合体を得ることができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体の、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。そのため、後述のメタロセン化合物を使用し、重合条件を調整することにより、酢酸メチルへの抽出量が少ないエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体の、示差走査熱量測定(DSC)に基づく融解ピークは30〜90℃の範囲に存在することが好ましく、33〜90℃の範囲に存在することがさらに好ましく、30〜88℃の範囲に存在することが特に好ましい。融解ピークが90℃超であると、結晶性が高く、透明性が低下する傾向にある。さらに、カレンダー成形時のバンクへのエチレン・α−オレフィン共重合体の食い込み性が低下する、あるいはカレンダーロールへの抱き付きが不十分となる。このため、例えば100℃以上の高温でカレンダー成形を行う必要があり、エチレン・α−オレフィン共重合体に有機過酸化物を練り込む場合に、架橋反応が進行しやすい。これにより、太陽電池封止材のシートにゲル状の異物が発生し、シートの外観が悪化する傾向にある。また、高温条件下でカレンダー成形を行うと、シランカップリング剤、有機過酸化物、およびその他の安定剤などが揮発し易くなるので、接着性や耐熱性、長期信頼性が低下する場合がある。また、柔軟性が低く、太陽電池モジュールのラミネート成形時に太陽電池素子の割れや、薄膜電極のカケなどが発生する場合がある。融解ピークが30℃未満であると、カレンダー成形時にシートがカレンダーロール表面に張り付き易くなる。このため、カレンダーロールからシートを剥離することが困難になり、厚みの均一な太陽電池封止材のシートを得ることが困難になる傾向にある。また、シートにベタツキが発生するのでブロッキングしてしまい、シートの繰り出し性が悪化する傾向にもある。また、架橋が不十分となり、耐熱性が低下するおそれがある。
エチレン・α−オレフィン共重合体の、ASTM D1238に準拠して190℃、2.16kg荷重の条件で測定したメルトフローレート(MFR2)と10kg荷重にて測定したメルトフローレ−ト(MFR10)との比MFR10/MFR2の値が、5.63以上であることが好ましく、6.0以上であることがさらに好ましく、6.1以上であることが特に好ましい。MFR10/MFR2の値は、エチレン・α−オレフィン共重合体中の長鎖分岐の程度の指標となる。MFR10/MFR2の値が5.63未満であると、エチレン・α−オレフィン共重合体中に長鎖分岐が少なく、弾性率も低下する。このため、カレンダーロール面からの剥離の際にシートが伸び過ぎたりして、均一な厚みのシート成形が困難になる傾向がある。また、泣き別れが発生したりする場合がある。さらに、樹脂組成物に「コシ」がなくなるため、例えば0.3mm以上の厚いシートを成形するのが困難となる傾向にある。
エチレン・α−オレフィン共重合体は、以下に示す種々のメタロセン化合物を触媒として用いて製造することができる。メタロセン化合物としては、例えば、特開2006−077261号公報、特開2008−231265号公報、特開2005−314680号公報などに記載のメタロセン化合物を用いることができる。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。
重合温度が低いほど、β−水素脱離反応は起こり難くなる。そのため、重合温度を低くすれば、[マクロモノマー]/[エチレン]の値が小さくなり、エチレン・α−オレフィン共重合体のMFR10/MFR2の値は低下する。
溶液中のポリマー濃度を低くすれば、相対的にマクロモノマー濃度も低くなる。このため、[マクロモノマー]/[エチレン]の値が小さくなり、エチレン・α−オレフィン共重合体中のMFR10/MFR2が低下する。
エチレン転化率を低くすれば、溶液中のエチレン濃度が高くなる。このため、[マクロモノマー]/[エチレン]の値が小さくなり、エチレン・α−オレフィン共重合体中のMFR10/MFR2が低下する。
重合溶媒として高沸点の溶媒を用いると、溶液中のエチレン濃度が高くなる。このため、[マクロモノマー]/[エチレン]の値が小さくなり、エチレン・α−オレフィン共重合体中のMFR10/MFR2が低下する。
本発明の太陽電池封止材は、前述のエチレン・α−オレフィン共重合体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重量部と、有機過酸化物などの架橋剤0.1〜3重量部とを含有するエチレン系樹脂組成物からなることが、好ましい態様である。
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、接着性が低下する傾向にある。一方、エチレン性不飽和シラン化合物が5重量部超であると、太陽電池封止材のコストと性能のバランスが悪く、また、エチレン性不飽和シラン化合物を太陽電池モジュールのラミネート時にエチレン・α−オレフィン共重合体にグラフト反応させるための有機過酸化物の添加量が多くなる傾向にある。このため、太陽電池封止材をカレンダー成形機でシート状にして得る際にゲル化を起こし、ゲル物によりシートの表面に凹凸が発生し、外観が悪くなる場合がある。さらに、ゲル物を含むシートに電圧をかけ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。また、ゲル物界面での透湿が起こり易くなり、透湿性が低下する。さらに、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、太陽電池素子、電極、バックシートとの密着性が悪化し、接着性も低下する。また、エチレン性不飽和シラン化合物が過剰であると、エチレン性不飽和シラン化合物自体が縮合反応を起こし、太陽電池封止材に白い筋として存在し、製品外観が悪化する。さらに、過剰のシランカップリング剤は、ガラスなどの被着体と縮合反応をした後、有機過酸化物の量が少ない場合に、エチレン・α−オレフィン共重合体の主鎖へのグラフト反応が不十分となり、接着性が低下する傾向にもある。
有機過酸化物が0.1重量部未満であると、太陽電池封止材の架橋度合いや架橋速度などの架橋特性が低下する、あるいはエチレン性不飽和シラン化合物のエチレン・α−オレフィン共重合体の主鎖へのグラフト反応が不十分となり、耐熱性および接着性が低下する。一方、有機過酸化物が3重量部超であると、太陽電池封止材をカレンダー成形機でシート状にして得る際にゲル化を起こし、ゲル物によりシートの表面に凹凸が発生し、外観が悪くなる場合がある。さらに、ゲル物を含むシートに電圧をかけ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。また、ゲル物界面での透湿が起こり易くなり、透湿性が低下する。さらに、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、太陽電池素子、電極、バックシートとの密着性が悪化し、接着性も低下する。さらに、太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋が進行しすぎ熱収縮が大きくなり、太陽電池モジュールの端部が十分に太陽電池封止材で埋め込まれなかったり、熱収縮が大きすぎるために太陽電池素子が割れたりする場合がある。また、架橋が進行しすぎると、エチレン・α―オレフィン共重合体の劣化も進行し、耐熱性、色調、および柔軟性が悪化する場合がある。
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い。さらに、上記三種から選ばれる少なくとも二種の添加剤を含有することが好ましく、とくに、上記三種の全てが含有されていることが好ましい。上記添加剤の配合量が上記範囲にあると、高温高湿への耐性、ヒートサイクルの耐性、耐候安定性、および耐熱安定性を向上する効果を十分に確保し、かつ、太陽電池封止材の透明性やガラス、バックシート、太陽電池素子、電極、アルミニウムとの接着性の低下を防ぐことができるので好ましい。
太陽電池封止材を構成するエチレン系樹脂組成物には、以上詳述した諸成分以外の各種成分を、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、ガラス、バックシート、薄膜電極、アルミニウムフレーム、太陽電池素子などの各種太陽電池部材との接着性、耐熱性、カレンダー成形性および架橋特性のバランスに優れ、さらに、透明性、柔軟性、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、従来公知の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の製造方法としては通常用いられている方法、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により溶融ブレンドすることにより製造することが可能であるが、中でもカレンダー成形機での製造が好ましい。
VA(mm3)=tmax(mm)×106(mm2) ・・・(2)
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(3)に当てはめることにより算出される。
V0(mm3)=W/ρ ・・・(3)
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(4)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) ・・・(4)
したがって、空隙率(%)は次のようにして求めることができる。
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は、例えば、通常、多結晶シリコンなどにより形成された太陽電池素子を太陽電池封止材で挟み積層し、さらに、表裏両面を保護シートでカバーした結晶型太陽電池モジュールが挙げられる。すなわち、典型的な太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール用保護シート(表面保護部材)/太陽電池封止材/太陽電池素子/太陽電池封止材/太陽電池モジュール用保護シート(裏面保護部材)という構成になっている。但し、本発明の好ましい実施形態の1つである太陽電池モジュールは、上記の構成には限定されず、本発明の目的を損なわない範囲で、上記の各層の一部を適宜省略し、または上記以外の層を適宜設けることができる。上記以外の層としては、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を挙げることができる。これらの層は、特に限定はないが、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。モジュールに使用される前記太陽電池素子が結晶系発電素子であると、PIDが観測される可能性があるため、本発明をとりわけ好適に適用することが出来る。
図1は、本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を模式的に示す断面図である。なお、図1においては、結晶シリコン系の太陽電池モジュール20の構成の一例が示されている。図1に示されるように、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、本発明の太陽電池封止材を貼り合わせた後、加熱圧着されて得られ、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。
薄膜シリコン系の太陽電池モジュールは、(1)表面側透明保護部材(ガラス基板)/薄膜太陽電池素子/封止層/裏面保護部材をこの順に積層したもの;(2)表面側透明保護部材/封止層/薄膜太陽電池素子/封止層/裏面保護部材をこの順に積層したものなどでありうる。表面側透明保護部材、裏面保護部材、および封止層は、前述の「結晶シリコン系の太陽電池モジュール」の場合と同様である。
太陽電池モジュールに用いられる太陽電池モジュール用表面保護部材は、とくに制限はないが、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用いられる太陽電池モジュール用裏面保護部材は、とくに制限はないが、太陽電池モジュールの最表層に位置するため、上述の表面保護部材と同様に、耐候性、機械強度などの諸特性を求められる。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。とくに、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。また、裏面保護部材は、太陽光の通過を前提としないため、表面保護部材で求められる透明性は必ずしも要求されない。そこで、太陽電池モジュールの機械的強度を増すために、あるいは温度変化による歪、反りを防止するために、補強板を張り付けてもよい。補強板は、例えば、鋼板、プラスチック板、FRP(ガラス繊維強化プラスチック)板などを好ましく使用することができる。
太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子は、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、とくに制限はない。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を用いることができる。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に用いられる電極の構成および材料は、とくに限定されないが、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。
以下に、本発明の太陽電池モジュールの製造方法を、結晶シリコン系の太陽電池モジュールを製造する方法とを例に説明する。結晶シリコン系の太陽電池モジュールを製造する方法としては、例えば(i)表面側透明保護部材と、本発明の太陽電池封止材と、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、を含む方法等とし得る。
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。
[エチレン単位およびα−オレフィン単位の含有割合]
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)濾過した後、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。日本電子製のJNM GX−400型NMR測定装置を使用し、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、共重合体中のエチレン単位の含有割合、およびα−オレフィ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−オレフィン共重合体のMFR2を測定した。
ASTM D1505に準拠して、エチレン・α−オレフィン共重合体の密度を測定した。
エチレン・α−オレフィン共重合体を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−オレフィン共重合体のショアA硬度を測定した。
エチレン・α−オレフィン共重合体を湿式分解した後、純水にて定容し、ICP発光分析装置(島津製作所社製、ICPS−8100)により、アルミニウムを定量し、アルミニウム元素の含有量を求めた。
上述の13C−NMRスペクトルより、下記式(1)に従ってエチレン・α−オレフィン共重合体の「B値」を算出した。
B値=[POE]/(2×[PO]×[PE]) ・・・(1)
(式(1)中、[PE]はエチレン・α−オレフィ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(モル分率)を示し、[PO]はエチレン・α−オレフィ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の割合(モル分率)を示し、[POE]は全dyad連鎖に含まれるα−オレフィン・エチレン連鎖の割合(モル分率)を示す)
前述の文献の記載を参考にし、上述の13C−NMRスペクトルよりエチレン・α−オレフィン共重合体の「Tαβ/Tαα」を算出した。
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、以下のようにしてエチレン・α−オレフィン共重合体の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を測定し、Mw/Mnを算出した。分離カラムには、商品名「TSKgel GMH6−HT」を2本、および商品名「TSKgel GMH6−HTL」を2本使用した。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、移動相にはo−ジクロロベンゼン(和光純薬工業社製)および酸化防止剤としてBHT(武田薬品社製)0.025重量%を用いた。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。標準ポリスチレンは、分子量がMw≦1000およびMw≧4×106のものについては東ソー社製のものを用いた。また、分子量が1000≦Mw≦4×106のものについてはプレッシャーケミカル社製のものを用いた。
オートクレーブなど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の太陽電池封止材からなる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)内に仕込み、150℃に温調したホットプレート上に載せて3分間減圧、15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。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。180度ピールにて、スパン間30mm、引張速度30mm/分で23℃にて測定を行い、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/太陽電池封止材からなるシートサンプル/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。日立製作所社製の分光光度計(商品名「U−3010」)にφ150mmの積分球を取り付けたものを使用し、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。
太陽電池封止材からなるシートサンプルを10cm×10cmのサイズに裁断した後、150℃、真空3分、加圧15分でラミネート装置(NPC社製、LM−110X160S)でラミネートし、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。
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、太陽電池封止材からなるシートサンプルを挟んだ。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のシリコン結晶型太陽電池素子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/シリコン結晶型太陽電池素子/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結晶型太陽電池素子を目視観察し、割れを評価した。
太陽電池封止材からなるシートサンプルを真空ラミネーター内に仕込み、150℃に温調したホットプレート上に載せて3分間減圧、15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、エチレン・α−オレフィン共重合体の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。
エンボス転写用金属板を用いて、100℃で4分間加熱、および10MPaで2分間加圧して加熱プレス成形を行い、カレンダーロールシート(太陽電池封止材からなるシートサンプル)にエンボス形状を転写した。シートサンプルの空隙率は28%であった。さらに、シートサンプルのエンボス面を上側にして二枚重ね、ガラス/シートサンプル/シートサンプル/ガラスの構成で、エンボス面を上側にし、その上に400gの重りを乗せた。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
後述のカレンダーロール条件下でカレンダー成形を行った際の「泣き別れ」および「剥離状態」を評価した。なお、「泣き別れ」とは、一本のカレンダーロールにだけに抱きつかず、二本のカレンダーロールに別れて抱きつく状態を意味する。また、「剥離不良」とは、粘着性が高く、ロールに張り付いて剥がれない状態を意味する。
○:泣き別れおよび剥離不良が発生せず、カレンダーロール加工ができた場合
△:泣き別れまたは剥離不良が発生するが、なんとかカレンダーロール加工ができた場合
×:泣き別れおよび剥離不良が激しく、カレンダーロール加工が不可能であった場合
後述のカレンダーロール条件下でカレンダー成形後のシート外観を評価した。
○:フローマークなし、凹凸がなし、および厚みが均一
△:フローマーク、厚みムラ、または凹凸が若干あり
×:フローマーク、厚みムラ、および凹凸が激しい
(合成例1)
撹拌羽根を備えた内容積50Lの連続重合器の一つの供給口に、共触媒としてメチルアルミノキサンのトルエン溶液を8mmol/hr、主触媒としてビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドのヘキサンスラリーを0.025mmol/hr、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液を0.6mmol/hrの割合で供給し、さらに触媒溶液と重合溶媒の合計が20L/hrとなるように脱水精製したノルマルヘキサンを連続的に供給した。同時に重合器の別の供給口に、エチレンを3kg/hr、1−ブテンを15kg/hr、水素を1.5NL/hrの割合で連続供給し、重合温度90℃、全圧3MPaG、滞留時間1.0時間の条件下で連続溶液重合を行った。重合器で生成したエチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン/トルエン混合溶液は、重合器の底部に設けられた排出口を介して連続的に排出させ、エチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン/トルエン混合溶液が150〜190℃となるように、ジャケット部が3〜25kg/cm2スチームで加熱された連結パイプに導いた。なお、連結パイプに至る直前には、触媒失活剤であるメタノールが注入される供給口が付設されており、約0.75L/hrの速度でメタノールを注入してエチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン/トルエン混合溶液に合流させた。スチームジャケット付き連結パイプ内で約190℃に保温されたエチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン/トルエン混合溶液は、約4.3MPaGを維持するように、連結パイプ終端部に設けられた圧力制御バルブの開度の調整によって連続的にフラッシュ槽に送液された。なお、フラッシュ槽内への移送においては、フラッシュ槽内の圧力が約0.1MPaG、フラッシュ槽内の蒸気部の温度が約180℃を維持するように溶液温度と圧力調整バルブ開度設定が行われた。その後、ダイス温度を180℃に設定した単軸押出機を通し、水槽にてストランドを冷却し、ペレットカッターにてストランドを切断し、ペレットとしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は2.0kg/hrであった。物性を表1に示す。
主触媒として[ジメチル(t−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)シラン]チタンジクロライドのヘキサン溶液を0.012mmol/hr、共触媒として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)ボレートのトルエン溶液を0.05mmol/hr、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液を0.4mmol/hrの割合でそれぞれ供給するとともに、1−ブテンを5kg/hr、水素を95NL/hrの割合で供給した以外は、前述の合成例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は1.3kg/hrであった。物性を表1に示す。
主触媒としてビス(p−トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(1,1,4,4,7,7,10,10−オクタメチル−1,2,3,4,7,8,9,10−オクタヒドロジベンズ(b,h)−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドのヘキサン溶液を0.003mmol/hr、共触媒としてメチルアルミノキサンのトルエン溶液を3.0mmol/hrの割合でそれぞれ供給したこと;エチレンを4.3kg/hrの割合で供給したこと;1−ブテンの代わりに1−オクテンを6.4kg/hrの割合で供給したこと;1−オクテンと触媒溶液と重合溶媒として用いる脱水精製したノルマルヘキサンの合計が20L/hrとなるように脱水精製したノルマルヘキサンを連続的に供給したこと;水素を10NL/hrの割合で供給したこと;および重合温度を130℃にしたこと以外は、合成例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は4.1kg/hrであった。物性を表1に示す。
水素を100NL/hrの割合で供給したこと以外は、合成例2と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は1.2kg/hrであった。物性を表1に示す。
水素を9NL/hrの割合で供給したこと以外は、合成例3と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は4.0kg/hrであった。物性を表1に示す。
エチレンを2.5kg/hr、1−ブテンを21kg/hr、水素を1.2NL/hrの割合でそれぞれ供給したこと以外は、合成例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は1.9kg/hrであった。物性を表1に示す。
1−ブテンを12kg/hr、水素を1.2NL/hrの割合でそれぞれ供給したこと以外は、合成例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は2.3kg/hrであった。物性を表1に示す。
撹拌羽根を備えた内容積2Lのガラス製の連続重合器の一つの供給口に、共触媒としてエチルアルミニウムセスキクロリドのヘキサン溶液を40mmol/hr、主触媒としてジクロロエトキシバナジウムオキシドのヘキサン溶液を2.0mmol/hrの割合で供給し、触媒溶液と重合溶媒との合計が2L/hrとなるように脱水精製したノルマルヘキサンを連続的に供給した。同時に重合器の別の供給口に、エチレンを180NL/hr、1−ブテンを85NL/hr、水素を4NL/hrの割合で連続供給し、重合温度30℃、常圧、滞留時間0.5時間の条件下で連続溶液重合を行った。重合器で生成したエチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン/トルエン混合溶液は、重合器の底部に設けられた排出口を介して連続的に排出させた。触媒失活剤であるメタノールの供給口から、エチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン混合溶液に、約0.2mL/minの速度でメタノールを注入してエチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン混合溶液に合流させた。このエチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン混合溶液2Lを、内容積5Lの攪拌羽を供えたガラス容器に取り、0.5Nの希塩酸を約5mL、純水2Lを添加し、攪拌した後、水相を分離した。その後、純水を2L添加し、同様に攪拌と水相分離を5回行いエチレン・α−オレフィン共重合体中の触媒残渣を脱灰した。脱灰処理後のエチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン混合溶液は、130℃の真空乾燥機にて、乾燥し、エチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は250g/hrであった。物性を表1に示す。
共触媒としてメチルアルミノキサンのトルエン溶液を33mmol/hrの割合で供給したこと以外は、合成例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は2.0kg/hrであった。物性を表1に示す。
共触媒としてメチルアルミノキサンのトルエン溶液を40mmol/hrの割合で供給したこと以外は、合成例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体を得た。収量は2.1kg/hrであった。物性を表1に示す。
(実施例1)
合成例1のエチレン・α−オレフィン共重合体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0.6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、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。
エチレン系組成物の配合を、表2に示す配合としたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてカレンダーシート(太陽電池封止材シート)を得た。得られたシートの各種評価結果を表2に示す。
エチレン系組成物の配合を、表2に示す配合としたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてカレンダーシート(太陽電池封止材シート)を得た。得られたシートの各種評価結果を表2に示す。
表3に示す配合とした以外は、前述の実施例1と同様にして太陽電池封止材シートを得た。得られたシートの各種評価結果を表3に示す。
実施例8に記載の太陽電池封止材を用い、単結晶セルを18セル直列接続した小モジュールを作製し、評価した。ガラスには、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を用いた。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。このセルを、銅箔に共晶ハンダを表面コートした銅リボン電極を用い、18セル直列接続した。バックシートとして、シリカ蒸着PET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セルからの取り出し部位にカッタ−ナイフで約2cm切り込みを入れ、18セル直列接続したセルのプラス端子とマイナス端子を取り出した。その後、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。ラミネート後、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。さらにバックシートから取り出した端子部分の切れ込み部位にRTVシリコーンを付与して硬化させた。
実施例10記載の太陽電池封止材を用いた以外は実施例14と同様に試験した。本実施例における、Pmaxの低下は0.5%以下であり良好な結果であった。
実施例9記載の封止材を用いた以外は実施例14と同様に試験を行った。24時間電圧を印加した後のPmaxの低下は0.5%以下であり、良好な結果であった。
(変性ポリビニルアセタール樹脂の合成)
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℃にした状態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、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後、さらに35重量%塩酸を64g添加しながら50℃まで昇温した。その後、4時間攪拌して反応を完結させ、変性ポリビニルアセタール樹脂の分散液を得た。得られた分散液を冷却し、30重量%水酸化ナトリウム水溶液により分散液のpHを7.5まで中和した。ろ過後、対ポリマー20倍量の蒸留水で水洗/乾燥して平均重合度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、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、変性ポリビニルアセタール樹脂組成物を得た。得られた組成物を、真空ラミネーターを用い、厚み0.5mmの25×25センチの開口部をもつSUS製の金属枠を用いて枠の内部のシートをセットし熱盤温度100℃で真空時間3分加圧時間10分にて平坦なシートを作製した。
このシート体積固有抵抗は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。このシートを用い、ラミネーターの熱盤温度を125℃に設定した以外は、実施例12と同様にモジュールを作製し、同様に高圧印加試験を実施した。
24時間電圧を印加した後のPmaxの低下量は6%であり、特性劣化が生じた。
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 (13)
- 以下の要件a1)〜a4)、a7)およびa8)を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体を主成分として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%であるとともに、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10〜20mol%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2g/10分以上、10g/10分未満である。
a3)ASTM D1505に準拠して測定される密度が0.865〜0.884g/cm3である。
a4)ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が60〜85である。
a7)13C−NMRスペクトルおよび下記式(1)から求められるB値が0.9〜1.5である。
a8)13C−NMRスペクトルにおける、Tααに対するTαβの強度比(Tαβ/Tαα)が1.5以下である。
B値=[POE]/(2×[PO]×[PE]) ・・・(1)
(式(1)中、
[PE]はエチレン・α−オレフィ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(モル分率)を示し、
[PO]はエチレン・α−オレフィ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の割合(モル分率)を示し、
[POE]は全dyad連鎖に含まれるα−オレフィン・エチレン連鎖の割合(モル分率)を示す) - 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)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)前記エチレン・α−オレフィン共重合体中のアルミニウム元素の含有量が10〜500ppmである。 - 前記エチレン・α−オレフィン共重合体が以下の要件a6)をさらに満たす請求項2に記載の太陽電池封止材。
a6)前記エチレン・α−オレフィン共重合体中のアルミニウム元素の含有量が10〜500ppmである。 - 前記エチレン・α−オレフィン共重合体100重量部に対し、1分間半減期温度が100〜170℃の範囲にある有機過酸化物を0.1〜3重量部さらに含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン・α−オレフィン共重合体100重量部に対し、シランカップリング剤0.1〜5重量部を含むエチレン系樹脂組成物からなる請求項1〜5のいずれか一項に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン系樹脂組成物は、前記エチレン・α−オレフィン共重合体100重量部に対し、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6に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン系樹脂組成物は、前記エチレン・α−オレフィン共重合体100重量部に対し、架橋助剤を0.05〜5重量部さらに含む請求項6または7に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン・α−オレフィン共重合体の、
a9)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の範囲にある請求項1〜8のいずれか一項に記載の太陽電池封止材。 - 前記エチレン・α−オレフィン共重合体の、
a10)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以下である請求項1〜9のいずれか一項に記載の太陽電池封止材。 - 前記エチレン・α−オレフィン共重合体の、
a11)酢酸メチルへの抽出量が5.0重量%以下である請求項1〜10のいずれか一項に記載の太陽電池封止材。 - シート状である請求項1〜11のいずれか一項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、
太陽電池素子と、
請求項1〜12のいずれか一項に記載の太陽電池封止材の架橋体であり、かつ、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層と、
を備えた太陽電池モジュール。
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