KR20220056213A - 태양 전지 봉지재용 수지 조성물, 태양 전지 봉지재, 태양 전지 봉지재의 제조 방법 및 태양 전지 모듈 - Google Patents

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가나 구키타
노리히코 사토
모토아키 이소카와
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미츠이·다우 폴리케미칼 가부시키가이샤
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Abstract

태양 전지 봉지재를 형성하기 위해 이용되는 수지 조성물로서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)를 포함하고, 상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)가 2종 이상인 금속 이온을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.

Description

태양 전지 봉지재용 수지 조성물, 태양 전지 봉지재, 태양 전지 봉지재의 제조 방법 및 태양 전지 모듈
본 발명은, 태양 전지 봉지재용 수지 조성물, 태양 전지 봉지재, 태양 전지 봉지재의 제조 방법 및 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근, 클린 에너지로서 태양광 발전의 보급이 진행되고 있다. 태양광 발전은, 실리콘 셀 등의 반도체(태양 전지 소자)를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환한다. 태양 전지 소자의 장기 신뢰를 도모하기 위해, 태양 전지 소자를 봉지재로 사이에 끼워, 태양 전지 소자를 보호함과 함께, 태양 전지 소자로의 이물의 혼입이나 수분 등의 침입을 막고 있다.
태양 전지 소자를 봉지하는 태양 전지 봉지재는, 태양 전지 소자의 보호재로서 기능하는 것이므로, 태양광에 의해 모듈 온도가 높아졌다고 해도 유동하기 어려운 내크리프성이 요구된다. 또한, 태양 전지의 변환 효율을 저하시키지 않기 위해, 투명성(광선 투과성)이 높은 것이 요구되고 있다. 그 외, 태양 전지 모듈 부재를 장기간 보호하기 위해, 저투습성, 고체적 저항, 내열성, 내후성, 고접착성 등의 모든 특성이 요구되고 있다.
이와 같은 태양 전지 봉지재에 관한 기술로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1(일본공개특허 특개2014-95083호 공보) 및 특허 문헌 2(일본공개특허 특개2013-177506호 공보)에 기재된 것을 들 수 있다.
특허 문헌 1에는, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 및 에틸렌-지방족 불포화 카르본산 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종의 수지 (A)와, 상기 수지 (A) 및 에틸렌-지방족 불포화 카르본산 에스테르 공중합체 이외의 열가소성의 수지 (B)를 함유하는 수지 시트로서, 상기 수지 (A)는, 멜트 플로우 레이트의 값이 0.3g~30g이며, 상기 수지 (B)로 이루어지는 내층과, 상기 내층에 적층된 상기 수지 (A)로 이루어지는 표면층을 구비하는 태양 전지 봉지 수지 시트가 기재되어 있다.
특허 문헌 2에는, 수지를 연화시켜 밀착시키는 태양 전지용 수지 봉지 시트로서, 상기 수지 봉지 시트가, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌-지방족 불포화 카르본산 공중합체 및 에틸렌-지방족 불포화 카르본산 에스테르 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 전리성 방사선 가교형 수지를 포함하고, 상기 전리성 방사선 가교형 수지에 전리성 방사선을 조사함으로써 겔분율을 2~65질량%로 하고, 90℃에서의 열수축률이 15% 이하인 태양 전지용 수지 봉지 시트가 기재되어 있다.
일본공개특허 특개2014-95083호 공보 일본공개특허 특개 2013-177506호 공보
태양 전지 봉지재의 각종 특성에 대하여 요구되는 기술 수준은, 점점 높아지고 있다. 본 발명자들은, 열가소성 수지를 이용한 태양 전지 봉지재에 관한 것이며, 이하와 같은 과제를 찾아냈다.
우선, 열가소성 수지를 이용한 태양 전지 봉지재는, 열가소성 수지의 융점 이상에서의 내크리프성이 뒤떨어진다. 열가소성 수지의 융점을 높게 설계함으로써, 내크리프성을 개선한 경우, 투명성이 악화되어버리는 경우가 있는 것이 명백해졌다. 즉, 본 발명자들은, 종래의 열가소성 태양 전지 봉지재에는, 투명성 및 내크리프성을 밸런스 좋게 향상시킨다고 하는 관점에 있어서, 개선의 여지가 있는 것을 발견했다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 투명성 및 내크리프성의 성능 밸런스가 우수한 태양 전지 봉지재를 얻는 것이 가능한 태양 전지 봉지재용 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토를 거듭했다. 그 결과, 2종 이상의 금속 이온을 포함하는 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체를 조합함으로써, 상기 트레이드 오프의 관계를 개선할 수 있고, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성 및 내크리프성을 밸런스 좋게 향상시킬 수 있는 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명에 의하면, 이하에 나타내는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물, 태양 전지 봉지재, 태양 전지 봉지재의 제조 방법 및 태양 전지 모듈이 제공된다.
[1]
태양 전지 봉지재를 형성하기 위해 이용되는 수지 조성물로서,
에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)를 포함하고,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)가 2종 이상의 금속 이온을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[2]
상기 [1]에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 금속 이온이 리튬 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온, 은 이온, 구리 이온, 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 아연 이온, 알루미늄 이온, 바륨 이온, 베릴륨 이온, 스트론튬 이온, 주석 이온, 납 이온, 철 이온, 코발트 이온 및 니켈 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[3]
상기 [1] 또는 [2]에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 금속 이온이 제 1 금속 이온 및 상기 제 1 금속 이온과는 상이한 제 2 금속 이온을 포함하고,
상기 제 1 금속 이온이 나트륨 이온, 리튬 이온, 칼륨 이온 및 마그네슘 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 이온을 포함하며,
상기 제 2 금속 이온이 아연 이온, 구리 이온, 철 이온, 알루미늄 이온, 은 이온, 코발트 이온 및 니켈 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 이온을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[4]
상기 [3]에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 중의 상기 제 1 금속 이온의 몰수를 가수로 곱한 값에 대한 상기 제 2 금속 이온의 몰수를 가수로 곱한 값의 비가 0.10 이상 10.0 이하인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[5]
상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 함유량이, 상기 태양 전지 봉지재용 수지 조성물의 전체를 100질량%로 하였을 때, 10.0질량% 미만인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[6]
상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
실란 커플링제 (C)를 더 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[7]
상기 [6]에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 실란 커플링제 (C)가 아미노기를 가지는 실란 커플링제를 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[8]
상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)가, 에틸렌과 불포화 카르본산과의 2원계 공중합체의 아이오노머 (A1) 및 에틸렌과 불포화 카르본산과 불포화 카르본산 에스테르와의 3원계 공중합체의 아이오노머 (A2)를 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[9]
상기 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 불포화 카르본산이 아크릴산 및 메타크릴산으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[10]
상기 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)는 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜·아세트산 비닐 공중합체, 및 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜·(메타)아크릴산 에스테르 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[11]
상기 [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)에 있어서, 상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 불포화 카르본산으로부터 유도되는 구성 단위가 5질량% 이상 35질량% 이하인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[12]
상기 [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 중화도가 5% 이상 95% 이하인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[13]
상기 [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 적어도 일부의 카르복시기와, 상기 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 적어도 일부의 에폭시기가 반응하여 가교 구조가 형성되는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
[14]
상기 [1] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
하기 방법에 의해 측정되는 헤이즈가 3.5% 미만인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
(방법)
상기 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 의해 구성된 120㎜×75㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 막을 120㎜×75㎜×3.2㎜의 유리판으로 사이에 끼우고, 진공 라미네이터에 의해 150℃, 3분 진공 보지(保持), 0.1MPa(게이지압)로 5분간 프레스를 행하여, 접합 유리를 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 접합 유리의 헤이즈를 JIS K7136:2000에 준하여 헤이즈 미터에 의해 측정한다.
[15]
상기 [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
하기 방법에 의해 측정되는 유리판에 대한 접착 강도가 10N/15㎜ 이상인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
(방법)
상기 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 의해 구성된 120㎜×75㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 막을 120㎜×75㎜×3.9㎜의 유리판의 주석면에 적층하고, 진공 라미네이터에 의해 160℃, 690초 진공 보지, 0.06MPa(게이지압)로 15분간 프레스를 행하고, 상기 막을 상기 유리판의 주석면에 접착시킨다. 이어서, 인장 속도 100㎜/분으로 상기 막을 상기 유리판으로부터, 필 각도 180°로 떼어 내고, 최대 응력을 유리판에 대한 접착 강도(N/15㎜)로서 산출한다.
[16]
상기 [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 있어서,
하기 방법에 의해 측정되는 크리프 거리가 5㎜ 미만인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
(방법)
상기 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 의해 구성된 180㎜×160㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 막 2매를 겹쳐, 180㎜×180㎜×3.2㎜의 플로트 유리로 2cm 어긋나게 하여 끼우고, 진공 라미네이터에 의해 150℃, 3분 진공 보지, 0.1MPa(게이지압)로 5분간 프레스를 행하여, 접합 유리를 얻는다. 이어서, 얻어진 접합 유리의 일방을 고정하고, 다른 일방의 유리가 자유롭게 변위할 수 있도록 하여, 105℃, 200시간 경과 후의 유리의 변위 길이를 측정한다.
[17]
상기 [1] 내지 [16] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 의해 구성된 층을 포함하는 태양 전지 봉지재.
[18]
상기 [1] 내지 [16] 중 어느 하나에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물을 시트상(狀)으로 압출하는 공정을 포함하는 태양 전지 봉지재의 제조 방법.
[19]
태양 전지 소자와,
상기 태양 전지 소자를 봉지하기 위한 상기 [17]에 기재된 태양 전지 봉지재에 의해 구성된 봉지 수지층을 구비하는 태양 전지 모듈.
본 발명에 의하면, 투명성 및 내크리프성의 성능 밸런스가 우수한 태양 전지 봉지재를 얻는 것이 가능한 태양 전지 봉지재용 수지 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 실시 형태의 태양 전지 모듈의 구조의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다. 도면은 개략도이며, 실제의 치수 비율과는 일치하지 않는다. 또한, 수치 범위의 「X~Y」는 특별히 언급이 없으면, X 이상 Y 이하를 나타낸다. 또한, (메타)아크릴이란 아크릴 혹은 메타크릴을 의미한다.
1. 태양 전지 봉지재용 수지 조성물
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물(이하, 수지 조성물 (P)라고도 부른다.)은, 태양 전지 봉지재를 형성하기 위해 이용되는 수지 조성물로서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)를 포함하고, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)가 2종 이상의 금속 이온을 포함한다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 열가소성 수지를 이용한 태양 전지 봉지재에 관하여, 내크리프성을 개선하려고 하면, 투명성이 악화되어버리는 경우가 있는 것이 밝혀졌다. 즉, 본 발명자들은, 열가소성 수지를 이용한 태양 전지 봉지재에는, 투명성 및 내크리프성을 밸런스 좋게 향상시킨다고 하는 관점에 있어서, 개선의 여지가 있는 것을 찾아냈다.
본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토를 거듭했다. 그 결과, 2종 이상의 금속 이온을 포함하는 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)를 조합함으로써, 상기 트레이드 오프의 관계를 개선할 수 있고, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성 및 내크리프성을 밸런스 좋게 향상시킬 수 있는 것을 찾아냈다.
즉, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)는 2종 이상의 금속 이온을 포함하는 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)를 포함함으로써, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성 및 내크리프성의 성능 밸런스를 양호하게 할 수 있다.
이 이유는 명확하지 않지만, 이하의 이유가 생각된다.
우선, 수지 조성물 (P)가, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)를 포함함으로써, 얻어지는 태양 전지 봉지재에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 적어도 일부의 카르복시기와, 상기 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 적어도 일부의 에폭시기가 반응하여 가교 구조가 형성된다. 이에 따라, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 기계적 특성이나 내열성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 태양 전지 봉지재의 내크리프성을 향상시킬 수 있다.
또한, 통상은, 수지 조성물이 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)를 포함하면, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)와의 가교 반응에 의해, 얻어지는 태양 전지 봉지재에 겔이 발생하기 쉬워진다. 그 때문에, 통상은, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성이나 외관이 악화되기 쉽다. 그러나, 본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)는 2종 이상의 금속 이온을 포함하기 때문에, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)와의 급격한 가교 반응을 억제할 수 있어, 가교 반응을 완만하게 진행시킬 수 있다. 이에 따라, 겔의 발생을 억제할 수 있고, 그 결과, 태양 전지 봉지재의 투명성 및 외관을 양호하게 할 수 있다.
이상의 이유로부터, 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물을 이용함으로써, 투명성 및 내크리프성의 성능 밸런스가 우수한 태양 전지 봉지재를 얻을 수 있다고 생각된다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)와의 합계 함유량은, 수지 조성물 (P)의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 60질량% 이상, 보다 바람직하게는 70질량% 이상, 더 바람직하게는 80질량% 이상, 특히 바람직하게는 90질량% 이상이다. 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)와의 합계 함유량이 상기 범위 내이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성, 내크리프성, 절연성, 강성, 내수성(耐水性), 기계적 특성, 내열성, 취급성, 가공성, 및 얻어지는 태양 전지 모듈의 PID 내성 등의 밸런스를 보다 한층 양호한 것으로 할 수 있다.
이하, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)를 구성하는 각 성분에 대하여 설명한다.
<에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)>
본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)는, 에틸렌과, 불포화 카르본산의 적어도 1종을 공중합한 중합체에 대하여, 카르복실기의 적어도 일부를 금속 이온으로 중화한 수지이다. 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체로서는, 에틸렌과 불포화 카르본산을 포함하는 공중합체나, 에틸렌과 불포화 카르본산과 불포화 카르본산 에스테르를 포함하는 공중합체 등을 예시할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 불포화 카르본산으로서는, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 2-에틸아크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 무수 말레산, 무수 푸마르산, 무수 이타콘산, 말레산 모노메틸, 말레산 모노에틸 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 상기 불포화 카르본산은, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 생산성이나 위생성 등의 관점에서, 아크릴산 및 메타크릴산으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 불포화 카르본산은 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 또한, 1종 단독 또는 2종 이상의 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머에, 추가로 아크릴산이나 메타크릴산 등의 상기 불포화 카르본산을 구성 단위로서 함유하는 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체를 더해 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)로 할 수도 있다.
2종 이상의 금속 이온을 포함하는 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머에 대하여, 추가로 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체를 더해 아이오노머 (A)로 함으로써 수지 조성물 (P)의 가공성(제막성)을 양호하게 유지하면서, 보다 높은 접착성을 발현하여, 투명성 및 내수성의 성능 밸런스를 더 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 특히 바람직한 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체는, 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합체 및 에틸렌·(메타)아크릴산·(메타)아크릴산 에스테르 공중합체이다.
본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 에틸렌으로부터 유도되는 구성 단위는, 바람직하게는 65질량% 이상 95질량% 이하, 보다 바람직하게는 75질량% 이상 92질량% 이하이다.
에틸렌으로부터 유도되는 구성 단위가 상기 하한값 이상이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 내열성이나 기계적 강도, 내수성, 가공성 등을 보다 양호하게 할 수 있다. 또한, 에틸렌으로부터 유도되는 구성 단위가 상기 상한값 이하이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성이나 유연성, 접착성 등을 보다 양호하게 할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 불포화 카르본산으로부터 유도되는 구성 단위는, 바람직하게는 5질량% 이상 35질량% 이하, 보다 바람직하게는 8질량% 이상 25질량% 이하이다.
불포화 카르본산으로부터 유도되는 구성 단위가 상기 하한값 이상이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성이나 유연성, 접착성 등을 보다 양호하게 할 수 있다. 또한, 불포화 카르본산으로부터 유도되는 구성 단위가 상기 상한값 이하이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 내열성이나 기계적 강도, 내수성, 가공성 등을 보다 양호하게 할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)에는, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 0질량% 이상 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 0질량% 이상 25질량% 이하의 그 밖의 공중합성 모노머로부터 유도되는 구성 단위가 포함되어 있어도 된다. 그 밖의 공중합성 모노머로서는 불포화 에스테르, 예를 들면, 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐 등의 비닐에스테르; (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 이소부틸, (메타)아크릴산 n-부틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실 등의 불포화 카르본산 에스테르 등을 들 수 있다. 그 밖의 공중합체 모노머로부터 유도되는 구성 단위가 상기 범위 내에 포함되어 있으면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 유연성이 향상되는 점에서 바람직하다.
본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 금속 이온으로서는, 예를 들면, 리튬 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온, 은 이온, 구리 이온, 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 아연 이온, 알루미늄 이온, 바륨 이온, 베릴륨 이온, 스트론튬 이온, 주석 이온, 납 이온, 철 이온, 코발트 이온 및 니켈 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상을 들 수 있다.
또한, 본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 금속 이온은, 제 1 금속 이온 및 제 1 금속 이온과는 상이한 제 2 금속 이온을 포함하고, 제 1 금속 이온이 나트륨 이온, 리튬 이온, 칼륨 이온 및 마그네슘 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 이온을 포함하고, 제 2 금속 이온이 아연 이온, 구리 이온, 철 이온, 알루미늄 이온, 은 이온, 코발트 이온 및 니켈 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 이온을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
제 1 금속 이온 및 제 2 금속 이온의 양방을 포함함으로써, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)와의 급격한 가교 반응을 보다 한층 억제할 수 있고, 그 결과, 태양 전지 봉지재의 가공성을 향상시킬 수 있고, 또한, 태양 전지 봉지재 시트 중에 생성되는 겔의 발생을 억제할 수 있으며, 그 결과, 태양 전지 봉지재의 투명성 및 외관을 보다 한층 양호하게 할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 금속 이온이 제 1 금속 이온 및 제 2 금속 이온을 포함하는 경우, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 중의 제 1 금속 이온의 몰수를 가수로 곱한 값에 대한 제 2 금속 이온의 몰수를 가수로 곱한 값의 비((제 2 금속 이온의 몰수×제 2 금속 이온의 가수)/(제 1 금속 이온의 몰수×제 1 금속 이온의 가수))는, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성 및 내수성의 밸런스를 보다 양호하게 하는 관점에서, 0.10 이상인 것이 바람직하고, 0.15 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.20 이상인 것이 더 바람직하다.
또한, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 중의 제 1 금속 이온의 몰수를 가수로 곱한 값에 대한 제 2 금속 이온의 몰수를 가수로 곱한 값의 비는, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성 및 내수성의 밸런스를 보다 양호하게 하는 관점에서, 10.0 이하인 것이 바람직하고, 5.0 이하인 것이 보다 바람직하며, 4.0 이하인 것이 더 바람직하고, 3.0 이하인 것이 보다 더 바람직하며, 2.5 이하인 것이 특히 바람직하다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)는, 예를 들면, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 1과, 아이오노머 1과는 상이한 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 2를 포함하는 구성으로 할 수 있다.
이에 따라, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 1과 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 2와의 혼합비를 조정함으로써, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 중의 제 1 금속 이온과 제 2 금속 이온과의 비율을 용이하게 조정할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)는, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 유연성, 투명성 및 내크리프성의 밸런스를 보다 양호하게 하는 관점에서, 에틸렌과 불포화 카르본산과의 2원계 공중합체의 아이오노머 (A1) 및 에틸렌과 불포화 카르본산과 불포화 카르본산 에스테르와의 3원계 공중합체의 아이오노머 (A2)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 에틸렌과 불포화 카르본산과의 2원계 공중합체의 아이오노머 (A1)의 함유량은, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 유연성, 투명성 및 내크리프성의 밸런스를 보다 양호하게 하는 관점에서, 수지 조성물 (P) 중의 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 함유량을 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 40질량% 이상 99질량% 이하, 보다 바람직하게는 50질량% 이상 95질량% 이하, 더 바람직하게는 60질량% 이상 90질량% 이하이다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 에틸렌과 불포화 카르본산과 불포화 카르본산 에스테르와의 3원계 공중합체의 아이오노머 (A2)의 함유량은, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 유연성, 투명성 및 유연성의 밸런스를 보다 양호하게 하는 관점에서, 수지 조성물 (P) 중의 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 함유량을 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 1질량% 이상 60질량% 이하, 보다 바람직하게는 5질량% 이상 50질량% 이하, 더 바람직하게는 10질량% 이상 40질량% 이하이다.
에틸렌과 불포화 카르본산과 불포화 카르본산 에스테르와의 3원계 공중합체의 아이오노머 (A2) 중의 불포화 카르본산 에스테르의 함유량은, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 0질량% 초과 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 1질량% 이상 25질량% 이하, 더 바람직하게는 3질량% 이상 20질량% 이하이다.
에틸렌과 불포화 카르본산과 불포화 카르본산 에스테르와의 3원계 공중합체의 아이오노머 (A2) 중의 불포화 카르본산 에스테르로서는, 예를 들면, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 이소부틸, (메타)아크릴산 n-부틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 (메타)아크릴산 이소부틸 및 (메타)아크릴산 n-부틸로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 중화도는 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 유연성이나 접착성, 기계적 강도, 가공성 등을 보다 양호하게 하는 관점에서, 95% 이하가 바람직하고, 90% 이하가 보다 바람직하며, 80% 이하가 더 바람직하다.
또한, 본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 중화도는 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성이나 내열성, 내수성 등을 보다 양호하게 하는 관점에서, 5% 이상이 바람직하고, 10% 이상이 보다 바람직하며, 15% 이상이 더 바람직하다.
여기서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 중화도는, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체 중에 포함되는 전(全) 카르복실기 중, 금속 이온에 의해 중화되어 있는 카르복실기의 비율(%)을 가리킨다.
본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 각 중합 성분을 고온, 고압하에서 라디칼 공중합함으로써 얻을 수 있다. 또한, 본 실시 형태와 관련된 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)는, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체와 금속 화합물을 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 또한, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)는 시판되고 있는 것을 이용해도 된다.
본 실시 형태에 있어서, JIS K7210:1999에 준거하여, 190℃, 2160g 하중의 조건으로 측정되는, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 멜트 매스 플로우 레이트(MFR)는, 0.01g/10분 이상 50g/10분 이하인 것이 바람직하고, 0.1g/10분 이상 30g/10분 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.1g/10분 이상 19g/10분 이하인 것이 특히 바람직하다. MFR이 상기 하한값 이상이면, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 가공성을 보다 한층 양호하게 할 수 있다. MFR이 상기 상한값 이하이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 내열성이나 기계적 강도 등을 보다 한층 양호하게 할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P) 중의 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 함유량으로서는, 수지 조성물 (P)의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 50.0질량% 이상 99.9질량% 이하, 보다 바람직하게는 70.0질량% 이상 99.5질량% 이하, 더 바람직하게는 80.0질량% 이상 99.5질량% 이하, 보다 더 바람직하게는 90.0질량% 이상 99.0질량% 이하이다. 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 함유량이 상기 범위 내임으로써, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성, 내크리프성, 층간 접착성, 절연성, 강성, 내수성, 및 얻어지는 태양 전지 모듈의 PID 내성 등의 성능 밸런스를 보다 한층 양호하게 할 수 있다.
<에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)>
에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)로서는, 예를 들면, 글리시딜기 함유 에틸렌계 공중합체를 들 수 있다.
글리시딜기 함유 에틸렌계 공중합체로서는, 예를 들면, 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜·아세트산 비닐 공중합체, 및 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜·(메타)아크릴산 에스테르 공중합체 등으로부터 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다.
에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)는, (메타)아크릴산 글리시딜, 비닐글리시딜에테르, 1,2-에폭시-4-비닐시클로헥산, 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타크릴레이트 등의 중합성기와 에폭시기를 가지는 모노머를 에틸렌과 공중합함으로써 얻어진다. 또한, 에틸렌계 공중합체에 에폭시기를 가지는 모노머를 그래프트 중합시켜 에폭시기를 도입해도 된다.
에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B) 중의 (메타)아크릴산 글리시딜 등의 모노머에 유래의 구성 단위의 함유 비율은, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 2질량% 이상 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 3질량% 이상 25질량% 이하, 더 바람직하게는 3질량% 이상 15질량% 이하이다.
(메타)아크릴산 글리시딜 등의 모노머에 유래의 구성 단위의 함유 비율이 상기 하한값 이상이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 내크리프성이나 태양 전지 모듈의 층간 접착성이 보다 양호해지고, 태양 전지 봉지재의 투명성과 유연성도 보다 양호해진다. 또한 상기 상한값 이하이면, 태양 전지 봉지재의 가공성이 향상된다.
또한, 「(메타)아크릴산 글리시딜」이란, 메타크릴산 글리시딜 및 아크릴산 글리시딜의 일방 또는 양방을 나타낸다.
에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)에 있어서의 「에틸렌계 공중합체」란, 에틸렌에 유래하는 구성 단위가 주성분인 것을 말한다. 또한, 여기서의 「주성분」이란, 전 구성 단위의 중에서 「에틸렌 유래의 구성 단위」의 함유량이 가장 많은 것을 말한다. 예를 들면, 에틸렌과 (메타)아크릴산 글리시딜과 아세트산 비닐과의 각각에 유래하는 구성 단위로 이루어지는 공중합체의 경우에는, 에틸렌 유래의 구성 단위의 비율이, (메타)아크릴산 글리시딜 유래의 구성 단위나 아세트산 비닐 유래의 구성 단위보다 큰 것을 말한다.
에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)에 있어서의 「에틸렌 유래의 구성 단위」가 차지하는 비율은, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 40질량% 이상, 보다 바람직하게는 50질량% 이상, 더 바람직하게는 55질량% 이상이고, 또한, 바람직하게는 90질량% 이하, 보다 바람직하게는 80질량% 이하, 더 바람직하게는 75질량% 이하이다. 이 때, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체는, 에틸렌 및 에폭시기를 가지는 모노머 이외의 다른 모노머 단위를 더 포함할 수 있다.
다른 모노머로서는, 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐 등의 비닐에스테르; 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 에타크릴산 에스테르, 크로톤산 에스테르, 푸마르산 에스테르, 말레산 에스테르, 무수 말레산 에스테르, 이타콘산 에스테르, 무수 이타콘산 에스테르 등의 불포화 카르본산 에스테르 등을 들 수 있다. 에스테르기로서는 탄소수 1~12의 알킬에스테르기를 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 메틸에스테르, 에틸에스테르, n-프로필에스테르, 이소프로필에스테르, n-부틸에스테르, 이소부틸에스테르, 세컨더리-부틸에스테르, 2-에틸헥실에스테르, 이소옥틸에스테르 등의 알킬에스테르기를 예시할 수 있다.
이들 중에서도 아세트산 비닐 및 (메타)아크릴산 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
구체적으로는, 에틸렌에 유래의 구성 단위와, (메타)아크릴산 글리시딜에 유래의 구성 단위를 함유하는 공중합체 외에, 이 2개의 구성 단위 외에, 추가로 아세트산 비닐에 유래의 구성 단위 및 (메타)아크릴산 에스테르에 유래의 구성 단위의 적어도 일방을 함유하는 공중합체를 들 수 있다.
아세트산 비닐 등의 비닐에스테르에 유래의 구성 단위 및 (메타)아크릴산 에스테르 등의 불포화 카르본산 에스테르에 유래의 구성 단위의 함유 비율은, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 40질량% 이하인 것이 바람직하고, 30질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 태양 전지 봉지재의 투습도가 저하되어 방습성을 보다 한층 양호한 것으로 할 수 있다.
아세트산 비닐 등의 비닐에스테르에 유래의 구성 단위 및 (메타)아크릴산 에스테르 등의 불포화 카르본산 에스테르에 유래의 구성 단위의 함유 비율의 하한값은, 특별히 제한은 없지만, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 5질량% 이상, 보다 바람직하게는 10질량% 이상, 더 바람직하게는 15질량% 이상이다. 나아가서는, 아세트산 비닐 등의 비닐에스테르에 유래의 구성 단위 또는 (메타)아크릴산 에스테르 등의 불포화 카르본산 에스테르에 유래의 구성 단위의 함유 비율은, 5~40질량%의 범위가 바람직하고, 또한 10~30질량%의 범위가 바람직하며, 특히 15~30질량%의 범위가 바람직하다.
에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)는, 1종을 단독으로 또는 공중합비 등의 상이한 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P) 중의 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 함유량으로서는, 수지 조성물 (P)의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 10.0질량% 미만, 보다 바람직하게는 5.0질량% 이하, 더 바람직하게는 3.0질량% 이하이다. 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 함유량이 상기 범위 내임으로써, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 내크리프성, 투명성, 접착성, 방습성, 절연성, 유연성, 내열성 및 가공성의 성능 밸런스를 보다 한층 양호한 것으로 할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P) 중의 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 함유량의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 0.1질량% 이상이어도 되고, 0.5질량% 이상이어도 된다.
<실란 커플링제 (C)>
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)는, 얻어지는 태양 전지 모듈의 층간 접착성을 보다 한층 양호하게 하는 관점에서, 실란 커플링제 (C)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태와 관련된 실란 커플링제 (C)로서는, 예를 들면, 비닐기, 아미노기 또는 에폭시기와, 알콕시기와 같은 가수분해기를 가지는 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 비닐트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, N-2(아미노에틸) 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸) 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 및 N-페닐-3-아미노프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 실란 커플링제 (C)는 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
이들 중에서도, 얻어지는 태양 전지 모듈의 층간 접착성을 보다 한층 양호하게 하는 관점에서, 아미노기를 가지는 실란 커플링제, 디메톡시기를 가지는 실란 커플링제 및 트리메톡시기를 가지는 실란 커플링제가 바람직하고, 아미노기 및 디메톡시기를 가지는 실란 커플링제가 보다 바람직하다.
아미노기를 가지는 실란 커플링제를 이용함으로써, 얻어지는 태양 전지 모듈의 층간 접착성을 보다 한층 양호하게 할 수 있는 이유는 명확하지 않지만, 아미노기를 가지는 실란 커플링제의 아미노기가 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체 중의 금속에 배위함으로써, 실란 커플링제가 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체에 고정화됨과 함께, 실란 커플링제에 있어서의 다른 일방의 관능기인 알콕시기가 유리 등의 기재 표면의 관능기와 반응하는 점에서, 유리 등과의 접착성이 보다 한층 우수한 태양 전지 봉지재를 얻을 수 있다고 생각된다.
본 실시 형태와 관련된 아미노기를 가지는 실란 커플링제로서는, 예를 들면, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노메틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노메틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노메틸)-3-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-(2-아미노메틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란의 염산염, N-(2-아미노메틸)-8-아미노옥틸트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-8-아미노옥틸트리메톡시실란, N-(2-아미노메틸)-8-아미노옥틸트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-8-아미노옥틸트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 실란 커플링제 (C)의 함유량은, 얻어지는 태양 전지 모듈의 층간 접착성을 보다 한층 양호하게 하는 관점에서, 수지 조성물 (P)의 전체를 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 0.001질량% 이상 5질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.005질량% 이상 2질량% 이하, 더 바람직하게는 0.01질량% 이상 1질량% 이하이다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 아미노기를 가지는 실란 커플링제의 함유량은, 얻어지는 태양 전지 모듈의 층간 접착성을 보다 한층 양호하게 하는 관점에서, 수지 조성물 (P) 중의 실란 커플링제 (C)의 함유량을 100질량%로 하였을 때, 바람직하게는 30질량% 이상 100질량% 이하, 보다 바람직하게는 50질량% 이상 100질량% 이하, 더 바람직하게는 70질량% 이상 100질량% 이하이다.
<그 밖의 성분>
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에 있어서, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A), 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B) 및 실란 커플링제 (C) 이외의 성분을 함유시킬 수 있다. 그 밖의 성분으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 가소제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 파장 변환제, 대전 방지제, 계면활성제, 착색제, 광안정제, 발포제, 윤활제, 결정 핵제, 결정화 촉진제, 결정화 지연제, 촉매 실활제, 열선 흡수제, 열선 반사제, 방열제, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기 충전제, 유기 충전제, 내충격성 개량제, 슬립제, 가교제, 가교 조제, 점착 부여제, 가공 조제, 이형제, 가수 분해 방지제, 내열 안정제, 안티 블로킹제, 방담(防曇)제, 난연제, 난연 조제, 광확산제, 항균제, 방미제, 분산제나 그 밖의 수지 등을 들 수 있다. 그 밖의 성분은 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
<헤이즈>
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 하기 방법에 의해 측정되는 헤이즈가 3.5% 미만인 것이 바람직하고, 3.0% 미만인 것이 보다 바람직하다. 상기 헤이즈가 상기 상한값 미만이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성을 보다 양호하게 할 수 있다.
이와 같은 헤이즈를 달성하기 위해서는, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 중의 금속 이온의 종류나, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P) 중의 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 및 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 종류나 비율 등을 적절히 조정하면 된다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)의 상기 헤이즈의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.01% 이상이다.
(방법)
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성된 120㎜×75㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 막을 120㎜×75㎜×3.2㎜의 유리판으로 사이에 끼우고, 진공 라미네이터에 의해 150℃, 3분 진공 보지, 0.1MPa(게이지압)로 5분간 프레스를 행하여, 접합 유리를 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 접합 유리의 헤이즈를 JIS K7136:2000에 준하여 헤이즈 미터에 의해 측정한다.
<크리프 거리>
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서 하기 방법에 의해 측정되는 크리프 거리가 5㎜ 미만인 것이 바람직하고, 1㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 크리프 거리가 상기 상한값 이하이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 내크리프성을 보다 양호하게 할 수 있다.
이와 같은 크리프 거리를 달성하기 위해서는, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 중의 금속 이온의 종류나, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P) 중의 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 및 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 종류나 비율 등을 적절히 조정하면 된다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)의 상기 크리프 거리의 하한값은 0㎜이 바람직하다.
(방법)
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성된 180㎜×160㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 막 2매를 겹쳐, 180㎜×180㎜×3.2㎜의 플로트 유리로 2cm 어긋나게 하여 사이에 끼우고, 진공 라미네이터에 의해 150℃, 3분 진공 보지, 0.1MPa(게이지압)로 5분간 프레스를 행하여, 접합 유리를 얻는다. 이어서, 얻어진 접합 유리의 일방을 고정하고, 다른 일방의 유리가 자유롭게 변위할 수 있도록 하여, 105℃, 200시간 경과 후의 유리의 변위 길이를 측정한다.
<유리판에 대한 접착 강도>
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 있어서, 하기 방법에 의해 측정되는 유리판에 대한 접착 강도가 10N/15㎜ 이상인 것이 바람직하고, 20N/15㎜ 이상인 것이 보다 바람직하며, 30N/15㎜ 이상인 것이 특히 바람직하다. 상기 유리판에 대한 접착 강도가 하한값 이상이면, 얻어지는 태양 전지 모듈의 층간 접착성을 보다 양호하게 할 수 있다.
이와 같은 유리판에 대한 접착 강도를 달성하기 위해서는, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P) 중의 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 및 실란 커플링제 (C)의 함유량이나 종류 등을 적절히 조정하면 된다.
(방법)
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성된 120㎜×75㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 막을 120㎜×75㎜×3.9㎜의 유리판의 주석면에 적층하여, 진공 라미네이터에 의해 160℃, 690초 진공 보지, 0.06MPa(게이지압)로 15분간 프레스를 행하고, 상기 막을 상기 유리판의 주석면에 접착시킨다. 이어서, 인장 속도 100㎜/분으로 상기 막을 상기 유리판으로부터, 필 각도 180°로 떼어 내고, 최대 응력을 유리판에 대한 접착 강도(N/15㎜)로서 산출한다.
2. 태양 전지 봉지재
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재는, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성되는 층을 포함한다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재는, 단층 구성이어도 되고, 2층 이상의 다층 구성이어도 된다.
보다 구체적으로는, 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재는, 1층의 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성되는 층으로 이루어지는 단층 구성의 막이어도 되고, 2층 이상의 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성되는 층으로 이루어지는 다층 구성의 막이어도 되며, 적어도 1층의 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성되는 층과 적어도 1층의 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성되는 층 이외의 다른 층을 가지는 다층 구성의 막이어도 된다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재가 다층 구성인 경우, 2개의 외층(이하, 접착층이라고도 불린다.)을 적층한 2층 구성으로서, 외층의 적어도 1층이 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성된 2층 구성인 것, 혹은, 중간층과 당해 중간층을 사이에 끼우도록 그 양면에 형성된 2개의 외층을 포함하는 3층 구성으로서, 외층 및 중간층의 적어도 1층이 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성된 3층 구성인 것이 바람직하고, 투명성 및 접착성을 양립하는 관점에서 상기 3층 구성이 보다 바람직하며, 외층 및 중간층이 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성된 3층 구성인 것이 특히 바람직하다.
본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성되는 층을 복수층 가지는 다층 구성의 막에 있어서는, 각 층의 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)의 조성이나 함유되는 아이오노머의 종류(예를 들면, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 공중합비, 중화도, 금속 이온의 종류 등)는 동일해도 상이한 것이어도 된다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재의 두께는, 예를 들면, 0.001㎜ 이상 10㎜ 이하, 바람직하게는 0.01㎜ 이상 5㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.05㎜ 이상 2㎜ 이하이다.
태양 전지 봉지재의 두께가 상기 하한값 이상이면, 태양 전지 봉지재의 기계적 강도를 보다 양호하게 할 수 있다. 또한, 태양 전지 봉지재의 두께가 상기 상한값 이하이면, 얻어지는 태양 전지 봉지재의 투명성이나 층간 접착성을 보다 양호하게 할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재가 다층 구성인 경우, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)에 의해 구성되는 층은 외층에 이용되어도 되고, 중간층에 이용되어도 된다.
또한, 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재가 외층과 중간층을 포함하는 경우, 외층의 두께는 임의이지만, 외층의 두께 a로서는, 1㎛~500㎛의 범위인 것이 바람직하고, 10㎛~500㎛의 범위인 것이 보다 바람직하며, 20㎛~300㎛의 범위인 것이 특히 바람직하다.
상기 두께 a는, 1㎛ 이상임으로써, 접착 강도를 보다 향상시킬 수 있고, 500㎛ 이하임으로써, 투명성이 보다 우수하다.
또한, 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재가 외층과 중간층을 포함하는 경우, 투명성의 점에서는 전 층 두께에 차지하는 중간층의 두께는 두꺼워도 된다. 구체적으로는, 중간층의 두께 b로서는, 바람직한 총 두께인 0.1㎜~10㎜의 범위로부터, 상기 외층의 바람직한 두께 a를 뺀 범위 내에서 자유롭게 설정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재가 외층과 중간층을 포함하는 경우, 외층(두께 a)과 중간층(두께 b)과의 두께의 비(a/b)는, 1/20~5/1이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1/15~3/1이며, 더 바람직하게는 1/10~3/1이다. 여기서, 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재가 외층을 2개 포함하는 경우, 외층의 두께 a는, 2개의 외층의 두께의 평균값이다.
외층 및 중간층의 두께의 비(a/b)가 상기 범위 내에 있으면, 접착성 및 투명성이 보다 향상된다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 제조 방법을 이용할 수 있다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 프레스 성형법, 압출 성형법, T 다이 성형법, 사출 성형법, 압축 성형법, 캐스트 성형법, 캘린더 성형법, 인플레이션 성형법 등을 이용할 수 있다. 이들 중에서도 압출 성형법이 바람직하다. 즉, 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재는, 예를 들면, 본 실시 형태와 관련된 수지 조성물 (P)를 시트상으로 압출하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 압출 공정에 있어서의 가공 온도는 특별히 한정되지 않지만, 가교 반응을 억제하는 관점에서, 220℃ 미만이 바람직하고, 200℃ 미만이 보다 바람직하다.
3. 태양 전지 모듈
도 1은, 본 발명과 관련된 실시 형태의 태양 전지 모듈(1)의 구조의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 모듈(1)은, 예를 들면, 태양 전지 소자(3)와, 태양 전지 소자(3)를 봉지하기 위한 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재에 의해 구성된 봉지 수지층(5)을 구비한다. 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 모듈(1)은, 필요에 따라, 추가로 태양광이 입사되는 기판(2), 보호재(4) 등을 구비하고 있어도 된다. 또한, 태양광이 입사되는 기판(2)을, 단순히 기판(2)이라고 칭하는 경우도 있다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 모듈(1)은, 예를 들면, 기판(2) 상에, 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재에 의해 봉지된 태양 전지 소자(3)를 고정함으로써 제작할 수 있다.
이와 같은 태양 전지 모듈(1)로서는, 다양한 타입의 것을 예시할 수 있다. 예를 들면, 기판/봉지재/태양 전지 소자/봉지재/보호재와 같이 태양 전지 소자의 양측으로부터 봉지재로 사이에 끼우는 구성의 것; 유리 등의 기판의 표면 상에 미리 형성된 태양 전지 소자를, 기판/태양 전지 소자/봉지재/보호재와 같이 구성하는 것; 기판의 내주면 상에 형성된 태양 전지 소자, 예를 들면 불소 수지계 시트 상에 어모퍼스 태양 전지 소자를 스퍼터링 등으로 제작한 것의 위에 봉지재와 보호재를 형성시키는 구성의 것; 등을 들 수 있다.
또한, 보호재(4)는, 태양광이 입사되는 기판(2)을 태양 전지 모듈(1)의 상부로 하였을 때, 태양 전지 모듈(1)의 기판(2)측과는 반대측, 즉 하부에 구비되기 때문에, 하부 보호재라고 칭하는 경우도 있다.
태양 전지 소자(3)로서는, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 어모퍼스 실리콘 등의 실리콘계, 갈륨-비소, 구리-인듐-셀레늄, 구리-인듐-갈륨-셀레늄, 카드뮴-텔루륨 등의 III-V족이나 II-VI족 화합물 반도체계 등의 각종 태양 전지 소자를 이용할 수 있다. 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재는, 특히 어모퍼스 실리콘 태양 전지 소자, 및 어모퍼스 실리콘과 단결정 실리콘의 헤테로 접합 타입 태양 전지 소자의 봉지에 유용하다.
태양 전지 모듈(1)에 있어서는, 복수의 태양 전지 소자(3)는, 인터커넥터(6)를 개재하여 전기적으로 직렬로 접속되어 있다.
본 실시 형태와 관련된 태양 전지 모듈(1)을 구성하는 기판(2)으로서는, 유리, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 불소 함유 수지 등을 예시할 수 있다.
보호재(4)(하부 보호재)로서는, 금속이나 각종 열가소성 수지 필름 등의 단체 혹은 다층의 시트이며, 예를 들면, 주석, 알루미늄, 스테인리스스틸 등의 금속, 유리 등의 무기 재료, 폴리에스테르, 무기물 증착 폴리에스테르, 불소 함유 수지, 폴리올레핀 등의 1층 혹은 다층의 시트를 예시할 수 있다. 본 실시 형태와 관련된 태양 전지 봉지재는, 이들의 기판(2) 또는 보호재(4)에 대하여 양호한 접착성을 나타낸다.
태양 전지 모듈(1)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 이하의 방법을 들 수 있다.
우선, 인터커넥터(6)를 이용하여 전기적으로 접속한 복수의 태양 전지 소자(3)를 태양 전지 봉지재로 사이에 끼우고, 추가로 이들 태양 전지 봉지재를 기판(2)과 보호재(4)로 사이에 끼워, 적층체를 제작한다. 이어서, 적층체를 가열·가압하여, 각 부재간을 접착함으로써, 태양 전지 모듈(1)이 얻어진다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 서술하였지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 상기 이외의 다양한 구성을 채용할 수도 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(1) 평가 방법
[크리프 시험]
실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 조성물에 의해 구성된 막을 180㎜×160㎜×0.4㎜의 사이즈로 재단했다. 이어서, 얻어진 막 2매를 겹쳐, 180㎜×180㎜×3.2㎜의 플로트 유리로 2cm 어긋나게 하여 사이에 끼우고, 진공 라미네이터에 의해 150℃, 3분 진공 보지, 0.1MPa(게이지압)로 5분간 프레스를 행하여, 접합 유리를 얻었다. 또한, 유리를 어긋나게 하는 거리는, 9kg/m2의 전단 응력이 막에 발생하도록 조정했다. 이어서, 얻어진 접합 유리의 일방을 고정하고, 다른 일방의 유리가 자유롭게 변위하도록 하여, 105℃로 설정한 순환식 고온 건조기(산요전기주식회사제, 제품명: MOV-212F)에 투입했다. 투입하여 200시간 경과 후의 유리의 변위 길이를 측정하고, 이하의 기준에 의해 실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 조성물의 크리프 내성을 평가했다.
A(우수): 크리프 거리가 1㎜ 이하
B(양호): 크리프 거리가 1㎜ 초과 5㎜ 미만
C(불량): 크리프 거리가 5㎜ 이상
[광학 특성]
실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 조성물에 의해 구성된 막을 120㎜×75㎜×0.4㎜의 사이즈로 재단했다. 이어서, 얻어진 막을 120㎜×75㎜×3.2㎜의 백판 유리로 사이에 끼우고, 진공 라미네이터에 의해 150℃, 3분 진공 보지, 0.1MPa(게이지압)로 5분간 프레스를 행하여, 접합 유리를 얻었다. 이어서, 얻어진 접합 유리의 헤이즈를 JIS K7136:2000에 준하여 헤이즈 미터(스가시험기주식회사제, 제품명: 헤이즈 미터 HZ-V3)에 의해 측정했다. 이어서, 이하의 기준에 의해 실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 조성물의 광학 특성을 평가했다.
A(우수): 헤이즈가 3.0% 미만
B(양호): 헤이즈가 3.0% 이상 3.5%미만
C(불량): 헤이즈가 3.5% 이상
[성막품의 외관 관찰]
실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 조성물을 제막할 때, 닙롤에 의한 압력을 제하(除荷)한 상태에서 얻어진 막 외관을 육안에 의해 관찰했다. 이어서, 이하의 기준에 의해 실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 조성물의 제막 외관을 평가했다.
A(우수): 평활 또한 균일한 외관
B(양호): MD 방향에 따른 성형 불균일이 인지됨
C(불량): MD 방향에 따른 성형 불균일 및 현저한 겔 발생이 인지됨
[층간 접착성]
실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 조성물에 의해 구성된 막을 120㎜×75㎜×0.4㎜의 사이즈로 재단했다. 이어서, 얻어진 상기 막을 120㎜×75㎜×3.9㎜의 플로트 유리의 주석면에 적층하고, 진공 라미네이터에 의해 160℃, 690초 진공 보지, 0.06MPa(게이지압)로 15분간 프레스를 행하고, 상기 막을 상기 유리판의 주석면에 접착시켰다. 이어서, 인장 속도 100㎜/분으로 상기 막을 상기 유리판으로부터, 필 각도 180°로 떼어 내고, 최대 응력을 유리판에 대한 접착 강도(N/15㎜)로서 산출했다. 이어서, 이하의 기준에 의해 실시예 및 비교예에서 얻어진 수지 조성물의 접합 유리에 있어서의 층간 접착성을 평가했다.
A(우수): 유리판에 대한 접착 강도가 30N/15㎜ 이상
B(양호): 유리판에 대한 접착 강도가 10N/15㎜ 이상 30N/15㎜미만
C(불량): 유리판에 대한 접착 강도가 10N/15㎜미만
(2) 재료
태양 전지 봉지재의 제조에 이용한 재료의 상세는 이하와 같다.
<수지>
수지-A: 에틸렌·메타크릴산 공중합체(메타크릴산 함량: 15질량%)의 Zn 아이오노머(중화도: 23%, MFR(JIS K7210:1999에 준거하여, 190℃, 2160g 하중의 조건으로 측정): 5g/10분)
수지-B: 에틸렌·메타크릴산공중합체(메타크릴산 함량: 15질량%)의 Zn 아이오노머(중화도: 21%, MFR(JIS K7210:1999에 준거하여, 190℃, 2160g 하중의 조건으로 측정): 16g/10분)
수지-C: 에틸렌·메타크릴산·i-부틸아크릴레이트 공중합체(메타크릴산 함량: 10질량%, i-부틸아크릴레이트 함량: 10질량%)의 Zn 아이오노머(중화도: 70%, MFR(JIS K7210:1999에 준거하여, 190℃, 2160g 하중의 조건으로 측정): 1g/10분)
수지-D: 에틸렌·메타크릴산 공중합체(메타크릴산 함량: 15질량%)의 Na 아이오노머(중화도: 54%, MFR(JIS K7210:1999에 준거하여, 190℃, 2160g 하중의 조건으로 측정): 0.9g/10분)
수지-E: 에틸렌·n-부틸아크릴레이트·글리시딜메타크릴레이트 공중합체(n-부틸아크릴레이트 함량: 21질량%, 글리시딜메타크릴레이트 함량: 9질량%, MFR(JIS K7210:1999에 준거하여, 190℃, 2160g 하중의 조건으로 측정): 8g/10분)
수지-F: 에틸렌·n-부틸아크릴레이트·글리시딜메타크릴레이트 공중합체(n-부틸아크릴레이트 함량: 28질량%, 글리시딜메타크릴레이트 함량: 5.3질량%, MFR(JIS K7210:1999에 준거하여, 190℃, 2160g 하중의 조건으로 측정): 12g/10분)
<실란 커플링제>
SCA: 아미노기를 가지는 실란 커플링제(N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란)
[실시예 1~3 및 비교예 1~4]
표 1에 나타내는 배합 비율로, 각 재료를 160℃에서 용융 혼련하여, 수지 조성물을 각각 얻었다. 이어서, 얻어진 수지 조성물을 압출기 다이 출구 수지 온도 160℃, 가공 속도 1.2~1.3m/min의 조건으로 압출 성형함으로써, 두께 0.4㎜의 시트상의 태양 전지 봉지재를 각각 얻었다. 여기서, 표 1에 있어서, 실란 커플링제 (SCA) 및 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체(수지-E, 수지-F)의 배합량의 단위(phr)는, 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머의 합계를 100질량부로 하였을 때의 질량부를 나타낸다.
얻어진 태양 전지 봉지재에 대하여 상기의 평가를 각각 행했다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
실시예 1~3의 태양 전지 봉지재는 투명성, 내크리프성, 층간 접착성 및 외관의 성능 밸런스가 우수했다. 이에 비하여, 비교예 1~4의 태양 전지 봉지재는 투명성, 내크리프성, 층간 접착성 및 외관의 성능 밸런스가 뒤떨어지고 있었다.
이 출원은, 2019년 8월 30일에 출원된 일본특허출원 특원2019-158111호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두를 여기에 포함한다.
1 태양 전지 모듈
2 기판
3 태양 전지 소자
4 보호재
5 봉지 수지층
6 인터커넥터

Claims (19)

  1. 태양 전지 봉지재를 형성하기 위해 이용되는 수지 조성물로서,
    에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)와, 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)를 포함하고,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)가 2종 이상의 금속 이온을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 금속 이온이 리튬 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온, 은 이온, 구리 이온, 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 아연 이온, 알루미늄 이온, 바륨 이온, 베릴륨 이온, 스트론튬 이온, 주석 이온, 납 이온, 철 이온, 코발트 이온 및 니켈 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 금속 이온이 제 1 금속 이온 및 상기 제 1 금속 이온과는 상이한 제 2 금속 이온을 포함하고,
    상기 제 1 금속 이온이 나트륨 이온, 리튬 이온, 칼륨 이온 및 마그네슘 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 이온을 포함하며,
    상기 제 2 금속 이온이 아연 이온, 구리 이온, 철 이온, 알루미늄 이온, 은 이온, 코발트 이온 및 니켈 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 이온을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A) 중의 상기 제 1 금속 이온의 몰수를 가수로 곱한 값에 대한 상기 제 2 금속 이온의 몰수를 가수로 곱한 값의 비가 0.10 이상 10.0 이하인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 함유량이, 상기 태양 전지 봉지재용 수지 조성물의 전체를 100질량%로 하였을 때, 10.0질량% 미만인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    실란 커플링제 (C)를 더 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 실란 커플링제 (C)가 아미노기를 가지는 실란 커플링제를 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)가, 에틸렌과 불포화 카르본산과의 2원계 공중합체의 아이오노머 (A1) 및 에틸렌과 불포화 카르본산과 불포화 카르본산 에스테르와의 3원계 공중합체의 아이오노머 (A2)를 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)를 구성하는 불포화 카르본산이 아크릴산 및 메타크릴산으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)는 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜·아세트산 비닐 공중합체, 및 에틸렌·(메타)아크릴산 글리시딜·(메타)아크릴산 에스테르 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)에 있어서, 상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체를 구성하는 구성 단위의 전체를 100질량%로 하였을 때, 불포화 카르본산으로부터 유도되는 구성 단위가 5질량% 이상 35질량% 이하인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 중화도가 5% 이상 95% 이하인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에틸렌·불포화 카르본산계 공중합체의 아이오노머 (A)의 적어도 일부의 카르복시기와, 상기 에폭시기 함유 에틸렌계 공중합체 (B)의 적어도 일부의 에폭시기가 반응하여 가교 구조가 형성되는 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 방법에 의해 측정되는 헤이즈가 3.5% 미만인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
    (방법)
    상기 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 의해 구성된 120㎜×75㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 막을 120㎜×75㎜×3.2㎜의 유리판으로 사이에 끼우고, 진공 라미네이터에 의해 150℃, 3분 진공 보지, 0.1MPa(게이지압)로 5분간 프레스를 행하여, 접합 유리를 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 접합 유리의 헤이즈를 JIS K7136:2000에 준하여 헤이즈 미터에 의해 측정한다.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 방법에 의해 측정되는 유리판에 대한 접착 강도가 10N/15㎜ 이상인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
    (방법)
    상기 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 의해 구성된 120㎜×75㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 상기 막을 120㎜×75㎜×3.9㎜의 유리판의 주석면에 적층하고, 진공 라미네이터에 의해 160℃, 690초 진공 보지, 0.06MPa(게이지압)로 15분간 프레스를 행하고, 상기 막을 상기 유리판의 주석면에 접착시킨다. 이어서, 인장 속도 100㎜/분으로 상기 막을 상기 유리판으로부터, 필 각도 180°로 떼어 내고, 최대 응력을 유리판에 대한 접착 강도(N/15㎜)로서 산출한다.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 방법에 의해 측정되는 크리프 거리가 5㎜ 미만인 태양 전지 봉지재용 수지 조성물.
    (방법)
    상기 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 의해 구성된 180㎜×160㎜×0.4㎜의 막을 얻는다. 이어서, 얻어진 막 2매를 겹쳐, 180㎜×180㎜×3.2㎜의 플로트 유리로 2cm 어긋나게 하여 사이에 끼우고, 진공 라미네이터에 의해 150℃, 3분 진공 보지, 0.1MPa(게이지압)로 5분간 프레스를 행하여, 접합 유리를 얻는다. 이어서, 얻어진 접합 유리의 일방을 고정하고, 다른 일방의 유리가 자유롭게 변위할 수 있도록 하여, 105℃, 200시간 경과 후의 유리의 변위 길이를 측정한다.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물에 의해 구성된 층을 포함하는 태양 전지 봉지재.
  18. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 봉지재용 수지 조성물을 시트상으로 압출하는 공정을 포함하는 태양 전지 봉지재의 제조 방법.
  19. 태양 전지 소자와,
    상기 태양 전지 소자를 봉지하기 위한 제 17 항에 기재된 태양 전지 봉지재에 의해 구성된 봉지 수지층을 구비하는 태양 전지 모듈.
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