JPWO2015111702A1

JPWO2015111702A1 - 太陽電池用封止膜及びこれを用いた太陽電池

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Publication number: JPWO2015111702A1
Application number: JP2015559130A
Authority: JP
Inventors: 晃吉武; 央尚片岡
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2017-03-23
Also published as: CN106414592A; WO2015111702A1; US20170005214A1

Abstract

メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む太陽電池用封止膜であって、使用前の封止膜の保管時における接着力の低下が抑制された太陽電池用封止膜、及びこれを用いた太陽電池を提供する。メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む組成物からなる太陽電池用封止膜であって、前記組成物が、さらに水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含み、前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする太陽電池用封止膜、及びこれを用いた太陽電池。

Description

本発明は、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体を含む太陽電池用封止膜に関し、特に、保管時に接着保持力の低下が生じ難く、且つ透明性に優れる太陽電池用封止膜に関する。

従来から、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、製造コスト削減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。そして、太陽電池は、高い電気出力を得るために、通常、銅箔等の導電性部材からなるインターコネクタ１５により複数の太陽電池用セル１４を接続して用いられ、太陽電池用セル１４の絶縁性を確保するために絶縁性の高い封止膜１３Ａ、１３Ｂが用いられている。

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が形成され、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。

近年、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体（以下、単に「エチレン−α−オレフィン共重合体」ともいう）を含む組成物からなる太陽電池用封止材が開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１においては、特定の物性を有するエチレン−α−オレフィン共重合体を含み、光安定化剤及び紫外線吸収剤を含む組成物からなる封止材が、耐熱性、透明性、柔軟性、耐久性に優れ、黄変が抑制され、長期間安定した光変換効率を維持することができることが記載されている。また、その封止材に有機過酸化物を含有させることにより、比較的短時間で架橋して十分な接着力を有するため、太陽電池モジュールの製造コストが低減でき、生産性に優れ、製造コストを低減することができること、さらに、その封止材にシランカップリング剤を含有させることにより、ガラス基板に対する接着力が向上することが開示されている。

特開２０１２−４４１５３号公報

しかしながら、本発明者らの検討によると、エチレン−α−オレフィン共重合体を含み、さらに有機過酸化物やシランカップリング剤を含有させた太陽電池用封止膜において、封止膜を製造後、速やかに太陽電池の製造に使用した場合には十分な接着力を示すが、その封止膜を使用前に長期間保管しておいた場合は、接着力が低下することが分かった。このような接着力の低下は、一般的な太陽電池用封止膜に用いられるエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を用いても生じる場合があるが、エチレン−α−オレフィン共重合体を用いた場合は、ＥＶＡの場合と比較して低下し易かった。この要因としては明確ではないが、有機過酸化物やシランカップリング剤のブリードアウト（添加剤の浸み出し）や、ブリードアウトしたシランカップリング剤が加水分解されたり、ゲル化が生じ易いことが考えられる。

したがって、本発明の目的は、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む太陽電池用封止膜であって、使用前の封止膜の保管時における接着力の低下が抑制された太陽電池用封止膜、及びこれを用いた太陽電池を提供することにある。

上記目的は、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む組成物からなる太陽電池用封止膜であって、前記組成物が、さらに水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含み、前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上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。水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを配合することにより、封止膜の使用前の保管時における接着力の低下を防止することができる。また、水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムの配合量を上記の範囲にすることで、太陽電池用封止膜に必須な透明性を確保すると共に、上記の保管時の安定性の向上効果を十分に発揮することができる。

本発明の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）前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積が３０〜２００ｍ^２／ｇである。
（２）前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積が５０〜１６０ｍ^２／ｇである。
（３）前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムの平均粒径が、０．１〜１０μｍである。水酸化マグネシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子の平均粒径が大き過ぎると、封止膜の透明性が低下する場合があり、小さ過ぎると、水酸化マグネシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子の分散性が低下する場合がある。
（４）前記エチレン−α−オレフィン共重合体の、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準じて、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が、１〜１０ｇ／１０分である。成形性に優れる組成物とすることができる。
（５）前記太陽電池用封止膜の架橋後のＪＩＳＫ７１０５に準じて測定したヘイズ値が５．０以下であり、且つ波長４００〜１１００ｎｍの光線透過率が９０．５％以上である。特に透明性が高い封止膜であり、高い光変換効率を発揮する太陽電池を得ることができる。

また、上記目的は、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含み、さらにＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含む組成物から太陽電池用封止膜を製造する方法であって、カレンダ成形を用いることを特徴とする製造する方法によって達成できる。この場合、特に、前記エチレン−α−オレフィン共重合体の、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準じて、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が、１〜１０ｇ／１０分であることが好ましい。これにより、さらに保管時の安定性が高い封止膜とすることができる。

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によって達成される。

さらに、上記目的は、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む組成物からなる太陽電池用封止膜の、保管時における接着力の低下を抑制する方法であって、前記組成物に、さらにＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含ませることを特徴とする方法によって達成される。これにより、太陽電池用封止膜の透明性を損なうことなく、太陽電池用封止膜を太陽電池の製造に使用する前に長期間保管した場合であっても、接着力の低下を抑制することができる。

本発明においては、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む太陽電池用封止膜が、さらに所定の範囲のＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムが配合されているので、透明性を損なうことなく、保管時における接着力の低下が抑制されている。従って、本発明の太陽電池は、製造計画の自由度が高く、不良品の発生が低減され、コスト的に有利であり、且つ高品質な太陽電池である。

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、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む組成物からなり、その組成物は、さらにＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含む。後述する実施例で示す通り、水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを配合することにより、封止膜の使用前の保管時における接着力の低下を防止することができる。これは、封止膜に水酸化マグネシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子が含まれることにより、封止膜の使用前の保管時における前記有機過酸化物やシランカップリング剤のブリードアウトが防止され、且つブリードアウトしたシランカップリング剤の加水分解及びゲル化が抑制されるためと考えられる。また、水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムの配合量を上記の範囲にすることで、太陽電池用封止膜に必須な透明性を確保すると共に、上記の保管時の安定性の向上効果を十分に発揮することができる。組成物における水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムの含有量は、前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０２〜０．１質量部が好ましく、０．０３〜０．０９質量部が更に好ましく、０．０５〜０．０９が特に好ましい。

本発明において、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）又は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、特に制限はなく、市販の粒子状のものを適宜用いることができる。水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムの平均粒径は、大き過ぎると、効果が局所的になり易くなる場合があり、小さ過ぎると、組成物中の分散性が低下する場合があり、有機過酸化物やシランカップリング剤のブリードアウトの防止効果等が十分発揮されない場合がある。したがって、水酸化マグネシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子の平均粒径は、０．１〜１０μｍが好ましく、０．１〜９μｍがより好ましく、０．１〜８μｍが更に好ましく、３〜８μｍが特に好ましい。

なお、水酸化マグネシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子の平均粒径は、レーザ回折散乱式粒度分布測定法により求められるメジアン径をいう。

水酸化マグネシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子のＢＥＴ比表面積は３０ｍ^２／ｇ以上であり、好ましくは３０〜２００ｍ^２／ｇであり、より好ましくは５０〜１６０ｍ^２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ未満であるとガラスとの接着力を長期間維持できない場合があり、ＢＥＴ比表面積が大きすぎると、組成物中の分散性の低下に伴い、光透過性が低下する場合がある。

以下に、本発明の組成物の材料について詳述する。

［メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体］
本発明の組成物に含まれるエチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレン由来の構成単位を主成分とし、更に炭素数３〜１２のα−オレフィン、例えば、プロピレン、１−ブテン、１-へキセン、１−オクテン、４−メチルペンテン−１、４−メチル−へキセン−１、４，４−ジメチル−ペンテン−１等由来の１種又は複数種の構成単位を有するエチレン−α−オレフィン共重合体（ターポリマー等も含む）であり、いわゆるメタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン（ｍ−ＬＬＤＰＥ）を含む。エチレン−α−オレフィン共重合体の具体例としては、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体、エチレン−４−メチル−ペンテン−１共重合体、エチレン−ブテン−ヘキセンターポリマー、エチレン−プロピレン−オクテンターポリマー、エチレン−ブテン−オクテンターポリマー等が挙げられる。エチレン−α−オレフィン共重合体におけるα−オレフィンの含有量は、５〜４０質量％が好ましく、１０〜３５質量％がより好ましく、１５〜３０質量％が更に好ましい。α−オレフィンの含有量が少ないと太陽電池用封止膜の柔軟性や耐衝撃性が十分でない場合があり、多過ぎると耐熱性が低い場合がある。

エチレン−α−オレフィン共重合体を重合するメタロセン触媒としては、公知のメタロセン触媒を用いれば良く、特に制限はない。メタロセン触媒は、一般に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の遷移金属をπ電子系のシクロペンタジエニル基又は置換シクロペンタジエニル基等を含有する不飽和環状化合物で挟んだ構造の化合物であるメタロセン化合物と、アルキルアルミノキサン、アルキルアルミニウム、アルミニウムハライド、アルキルアルミニウムルハライド等のアルミニウム化合物等の助触媒とを組合せたものである。メタロセン触媒は、活性点が均一であるという特徴があり（シングルサイト触媒）、通常、分子量分布が狭く、各分子のコモノマー含有量がほぼ等しい重合体が得られる。

本発明において、エチレン−α−オレフィン共重合体の密度（ＪＩＳＫ７１１２に準ずる。以下同じ）は、特に制限はないが、０．８６０〜０．９３０ｇ／ｃｍ^３が好ましく、更に０．８６０〜０．９００ｇ／ｃｍ^３が好ましい。また、エチレン−α−オレフィン共重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）（ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準ずる）は、特に制限はないが、封止膜の成形性の点で、１ｇ／１０分以上が好ましく、特に、後述のようにカレンダ成形により封止膜を製造する場合は、１〜１０ｇ／１０分がより好ましく、２〜５ｇ／１０分が更に好ましい。なお、ＭＦＲは、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件で測定されたものである。

本発明において、エチレン−α−オレフィン共重合体は市販のものを使用することもできる。例えば、日本ポリエチレン社製のハーモレックスシリーズ、カーネルシリーズ、プライムポリマー社製のエボリューシリーズ、住友化学社製のエクセレンＧＭＨシリーズ、エクセレンＦＸシリーズ等が挙げられる。

[有機過酸化物]
本発明の太陽電池用封止膜の組成物に含まれる有機過酸化物は、加熱により反応させることで、エチレン−α−オレフィン共重合体を架橋することができる。これにより、太陽電池用封止膜と他の部材とを十分に接着させることができ、透明性が高い封止膜とすることができる。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、保管時の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。

有機過酸化物としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキシン、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、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α，α'−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔ−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−ビス（ｔ−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（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、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、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−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、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。有機過酸化物として、特に、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、又は２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンが好ましい。これにより、良好に架橋され、優れた接着性、透明性を有する太陽電池用封止膜が得られる。

本発明の太陽電池用封止膜の組成物に使用する有機過酸化物の含有量は、エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．２〜３質量部、特に好ましくは０．３〜１．５質量部である。有機過酸化物の含有量は、少な過ぎると架橋硬化時において架橋速度が低下する場合があり、多過ぎるとブリードアウトが生じる恐れがある。

[シランカップリング剤]
前記シランカップリング剤は、太陽電池用封止膜とガラス基板等の他の部材との接着力向上剤として作用する。前記シランカップリング剤としては、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、３−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、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２−（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、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−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、３−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に使用する前記シランカップリング剤の含有量はエチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して好ましくは０．１〜０．７質量部、さらに好ましくは０．１〜０．６５質量部、特に好ましくは０．１〜０．５質量部である。シランカップリング剤の含有量は、少な過ぎると接着力が十分でない場合があり、多過ぎるとブリードアウトが生じる恐れがある。

［架橋助剤］
本発明の太陽電池用封止膜の組成物においては、必要に応じて、架橋助剤を含有させてもよい。架橋助剤は、エチレン−α−オレフィン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ものである。

架橋助剤の含有量は、エチレン−α−オレフィン共重合体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、更に接着性に優れる太陽電池用封止膜が得られる。

架橋助剤（一般に、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。

[その他]
本発明の太陽電池用封止膜の組成物においては、本発明の効果が損なわれない範囲で、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等の他のポリマーを含有させても良い。また、種々の物性（機械的強度、接着性、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、紫外線吸収剤、光安定化剤、老化防止剤、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１種又は２種以上含有させてもよい。

［太陽電池用封止膜］
本発明の太陽電池用封止膜を製造するには、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、エチレン−α−オレフィン共重合体を、上記の各材料とともにスーパーミキサー（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調製し、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。

本発明においては、太陽電池用封止膜の製造方法として、上記組成物からカレンダ成形する方法が好ましい。この場合、上述のように、エチレン−α−オレフィン共重合体のＭＦＲは１〜１０ｇ／１０分が好ましく、２〜５ｇ／１０分が更に好ましい。これにより、さらに保管時の安定性が高い封止膜とすることができる。本発明の方法で得られた封止膜は、太陽電池を製造する際のラミネート性やハンドリング性が良好である。

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。なお、製膜時の加熱温度は、有機過酸化物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、４０〜９０℃、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、特に制限されず、用途によって適宜設定することができる。一般に、５０μｍ〜２ｍｍの範囲である。

本発明の太陽電池用封止膜は、水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムの配合による透明性の低下が抑制されているので、特に透明性が高い封止膜とすることができる。したがって、本発明の太陽電池用封止膜の架橋後のヘイズ値（ＪＩＳＫ７１０５（２０００年）に準ずる）は５．０以下であることが好ましく、３．０以下であることが更に好ましい。また、封止膜の架橋後の波長４００〜１１００ｎｍの光線透過率は９０．５％以上であることが好ましい。これにより、高い光変換効率を発揮する太陽電池を得ることができる。

なお、本発明は、メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む太陽電池用封止膜の、保管時における接着力の低下を抑制する方法を提供することでもある。即ち、
メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む組成物からなる太陽電池用封止膜の、保管時における接着力の低下を抑制する方法であって、
前記組成物に、さらに水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含ませることを特徴とする方法である。

これにより、太陽電池用封止膜の透明性を損なうことなく、太陽電池用封止膜を太陽電池の製造に使用する前に長期間保管した場合であっても、接着力の低下を抑制することができる。本発明の方法の好ましい態様は、上記の本発明の太陽電池用封止膜の場合と同様である。

［太陽電池］
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が封止された構造を含んでいれば、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接着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等が挙げられる。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。本発明の太陽電池は、透明性を損なうことなく保管時における接着力の低下が抑制された本発明の太陽電池用封止膜が使用されているので、製造計画の自由度が高く、不良品の発生が低減され、コスト的に有利であり、且つ高品質な太陽電池である。

太陽電池用セル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、複数の太陽電池用セル１４（銅箔等の導電性部材からなるインターコネクタ１５により接続されている）、裏面側封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２をこの順で積層し、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。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及び裏面側封止膜１３Ｂに含まれるエチレン−α−オレフィン共重合体を架橋させることができ、表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂを介して、表面側透明保護部材１１、裏面側保護部材１２、及び太陽電池用セル１４を一体化させて、太陽電池用セル１４をより十分に封止することができる。

本発明の太陽電池用封止膜は、上記太陽電池用封止膜を用いていれば、図１に示したような単結晶又は多結晶のシリコン結晶系の太陽電池セルを用いた太陽電池だけでなく、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、裏面側保護部材を積層し、接着一体化させた構造、裏面側保護部材の表面上に形成された太陽電池素子上に、表面側封止膜、表面側透明保護部材を積層し、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、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。なお、本発明において、太陽電池用セルや薄膜太陽電池素子を総称して太陽電池素子という。

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。

裏面側保護部材１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリアミド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でも良い。

なお、本発明の太陽電池用封止膜は、太陽電池（薄膜太陽電池を含む）の表面側及び／又は裏面側に用いられる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、および太陽電池用セルなどの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。

１．太陽電池用封止膜の調製
表１に示す配合で、各材料をロールミルに供給し、８５℃で混練して太陽電池用封止膜の組成物を調製した。この組成物を８５℃でカレンダ成形し、放冷して太陽電池用封止膜（厚さ０．５ｍｍ）を作製した。

２．評価方法
（１）封止膜の接着力の保管時の安定性
各太陽電池用封止膜サンプル（長さ１０００ｍｍ×幅１５０ｍｍ）を保管前と保管後（１４日後）について接着力を評価した。保管は、サンプルを包装せずにむき身の状態で、温度４０℃、湿度９０ＲＨ％の恒温器中で１４日間放置することにより行った。接着力は、ガラス基板（厚さ３ｍｍ）／封止膜／離型ＰＥＴフィルム（厚さ０．７５μｍ）をこの順で積層し、９０℃、１０分間仮圧着し、オーブン中で１５５℃、４５分間加熱してエチレン−α−オレフィン共重合体を架橋させた。次いで、ガラス基板と封止膜との間を一部剥離して、封止膜を１８０°折り返して引張試験機（島津製作所社製、オートグラフ）を用いて引張速度１００ｍｍ／分における引き剥がし力を測定し、ガラス接着力[Ｎ／ｃｍ]とした（１８０°折り返しピール試験）。
（２）光線透過率
上記（１）の各太陽電池用封止膜サンプルにおいて、保管期間０日のサンプルを（１）と同様に架橋させた試料について、波長４００〜１１００ｎｍの光線透過率を分光光度計（Ｕ−４１００（日立製作所社製））を用いてスペクトル測定を行い、その平均値を光線透過率（％）とした。
（３）ヘイズ値
（２）と同一の試料について、ＪＩＳＫ７１０５（２０００年）に従って、ヘイズメーター（日本電色工業株式会社製ＮＤＨ２０００型）を用いてヘイズ値（％）を測定した。

３．評価結果
評価結果を下記表に示す。

上記表に示したように、本発明の範囲で水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを配合した封止膜は、保管期間が長期間になっても、接着力の低下が抑制され、且つヘイズ値及び光線透過率の結果から高い透明性を有していた。それに対し、水酸化マグネシウムを配合していない、あるいは極微量のみ配合した比較例１、２及び７は、保管期間が長期間になると接着力が低下した。一方、水酸化マグネシウムの配合量が多い、比較例３、４及び８は、ヘイズ値が顕著に上昇し、透明性が損なわれていた。また、水酸化マグネシウムと同様な塩基性水酸化物である水酸化アルミニウムを配合した比較例５では、保管時における接着力の低下を抑制することはできなかった。

本発明により、太陽電池用封止膜の透明性を損なうことなく、保管時における接着力の低下が抑制されているので、不良品の発生が低減され、高品質な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
１５インターコネクタ

Claims

メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む組成物からなる太陽電池用封止膜であって、
前記組成物が、さらに水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含み、
前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積が３０〜２００ｍ^２／ｇである請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積が５０〜１６０ｍ^２／ｇである請求項１又は２に記載の太陽電池用封止膜。
前記水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムの平均粒径が、０．１〜１０μｍである請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜。
前記エチレン−α−オレフィン共重合体の、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準じて、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が、１〜１０ｇ／１０分である請求項１〜４の何れか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架橋後のＪＩＳＫ７１０５に準じて測定したヘイズ値が５．０以下であり、且つ波長４００〜１１００ｎｍの光線透過率が９０．５％以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含み、さらにＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２ｇ／ｇ以上である水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含む組成物から太陽電池用封止膜を製造する方法であって、カレンダ成形を用いることを特徴とする製造する方法。
前記エチレン−α−オレフィン共重合体の、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準じて、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が、１〜１０ｇ／１０分である請求項７に記載の太陽電池用封止膜の製造方法。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池用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。
メタロセン触媒を用いて重合されたエチレン−α−オレフィン共重合体、有機過酸化物及びシランカップリング剤を含む組成物からなる太陽電池用封止膜の、保管時における接着力の低下を抑制する方法であって、
前記組成物に、さらにＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である水酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを前記エチレン−α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０１〜０．１質量部含ませることを特徴とする方法。