TW201408486A - 太陽電池保護片以及太陽電池模組 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種輕量、且於耐衝擊性試驗等可靠性試驗中的耐久性優異、且能以低成本製造的太陽電池模組。本發明的太陽電池模組具備：太陽電池單元、包埋太陽電池單元的密封構件、前面保護構件及背面保護構件，且在密封構件的溫度為20℃~40℃的範圍內的儲存彈性模數為6×107 Pa以上、且1×109 Pa以下，且在背面保護構件的溫度自20℃變為25℃時平均線膨脹係數為40 ppm/℃以下，上述平均線膨脹係數為長度方向及寬度方向的線膨脹係數的平均值。本發明的太陽電池保護片是在由選自(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的至少一種透光性樹脂材料而得的透明樹脂片的表面上，積層含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物的黏接層而成的積層體。

Description

太陽電池保護片以及太陽電池模組
本發明是有關於一種太陽電池保護片以及太陽電池模組。
先前的太陽電池模組具有以下結構：在太陽光的入射面側配置有透明的前面保護構件，在背面側配置有白色或黑色等的背面保護構件，在這兩構件之間配置有透明的密封構件及太陽電池單元。通常，作為配置於入射面側的透明的前面保護構件，採用太陽光線的透射率高、且機械強度優異的強化玻璃。
另外，近年來，以輕量化為目的而研究了使用透明的樹脂片作為前面保護構件。例如，專利文獻1中揭示，使用厚度為3mm以上、且4mm以下的玻璃環氧基板或紙環氧基板作為背面保護構件，並且使用丙烯酸系樹脂及聚碳酸酯樹脂的至少一種作為前面保護構件的太陽電池模組。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-266958號公報
然而，包含強化玻璃的前面保護構件與包含樹脂材料的前面保護構件相比而言比重高，因此作為太陽電池模組的質量增加。設置有此種太陽電池模組的建築物有時需要加強工程。另外，使用包含強化玻璃的前面保護構件的太陽電池模組，搭載於車輛時，有導致耗油增加的可能性，而且，由於車輛的振動而有強化玻璃破裂的可能性。
另外，在專利文獻1所揭示的太陽電池模組中，使用厚度為3mm以上、且4mm以下的玻璃環氧基板或紙環氧基板作為背面保護構件，因此並未達到大幅的輕量化。
而且，專利文獻1中，並未對作為前面保護構件的丙烯酸系樹脂及聚碳酸酯樹脂的厚度等各構件所必需的物性的詳細內容進行明確記載。作為背面保護構件而列舉的玻璃環氧基板或紙環氧基板的平均線膨脹係數為10ppm/℃~40ppm/℃，相對於此，用作入射面側的保護層的丙烯酸系樹脂或聚碳酸酯樹脂的平均線膨脹係數為70ppm/℃~140ppm/℃而非常大。因此，若不將背面保護構件的平均線膨脹係數及厚度、以及前面保護構件的平均線膨脹係數及厚度調整為適度的值，則有在製造階段在太陽電池模組中產生翹曲的可能性。
本發明的目的在於提供一種輕量、且於耐衝擊性試驗等可靠性試驗中的耐久性優異、且能以低成本製造的太陽電池模組。
上述課題藉由以下本發明[1]~本發明[15]而解決。
[1]一種太陽電池模組，其具備太陽電池單元、包埋太陽電池單元的密封構件、前面保護構件及背面保護構件，且在密封構件的溫度為20℃~40℃的範圍內的儲存彈性模數為6×107Pa以上、且1×109Pa以下，且在背面保護構件的溫度自20℃變為25℃時平均線膨脹係數為40ppm/℃以下，上述平均線膨脹係數為長度方向及寬度方向的線膨脹係數的平均值。
[2]如上述[1]所述的太陽電池模組，其中前面保護構件與密封構件經由黏接層而積層，上述黏接層含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物。
[3]如上述[1]所述的太陽電池模組，其中前面保護構件是在透明樹脂片的表面上積層黏接層而成的積層體，上述透明樹脂片是由選自(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的至少一種透光性樹脂材料而得的，上述黏接層含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物。
[4]如上述[1]至[3]中任一項所述的太陽電池模組，其中密封構件含有具有烯烴單元及其他可共聚合的單體單元的熱塑性樹脂。
[5]如上述[4]所述的太陽電池模組，其中烯烴單元為乙烯單元。
[6]如上述[1]至[5]中任一項所述的太陽電池模組，其中背面保護構件的每單位面積的質量為6kg/m2以下。
[7]如上述[1]至[6]中任一項所述的太陽電池模組，其中 背面保護構件包含纖維強化材料。
[8]如上述[7]所述的太陽電池模組，其中纖維強化材料為玻璃布(glass cloth)。
[9]如上述[1]至[8]中任一項所述的太陽電池模組，其中背面保護構件包含黏合劑樹脂。
[10]如上述[9]所述的太陽電池模組，其中黏合劑樹脂為環氧樹脂。
[11]如上述[1]至[10]中任一項所述的太陽電池模組，其中太陽電池單元配置於比太陽電池模組的中立面更靠近前面保護構件側。
[12]一種太陽電池保護片，其是在透明樹脂片的表面上積層黏接層而成的，上述透明樹脂片是由選自(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的至少一種透光性樹脂材料而得的，上述黏接層含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物。
[13]如上述[12]所述的太陽電池保護片，其中透明樹脂片的厚度為0.03mm以上、且0.6mm以下。
[14]如上述[12]或[13]所述的太陽電池保護片，其中具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物中的具有可與羧基反應的官能基的單體單元的含量，在黏接層中的全部聚合物的單體單元100莫耳%中，為0.5莫耳%以上、且30莫耳%以下。
[15]一種太陽電池模組，其依序積層如下而成，即， 太陽電池保護片，其如上述[12]至[14]中任一項所述；前面保護構件側的密封構件，其作為主成分含有選自乙烯-不飽和羧酸共聚物及乙烯-不飽和羧酸共聚物的離子聚合物(ionomer)的至少1種；太陽電池單元；背面保護構件側的密封構件；背面保護構件。
本發明的太陽電池模組為輕量，可抑制翹曲，於耐衝擊性試驗等可靠性試驗中的耐久性優異，且能以低成本製造，適合於家庭用途、車載用途、小型設備用途等各種用途。
10‧‧‧太陽電池模組
11‧‧‧前面保護構件
12‧‧‧透明樹脂片
13‧‧‧黏接層
14‧‧‧密封構件
15‧‧‧密封構件
16‧‧‧太陽電池單元
17‧‧‧背面保護構件
18‧‧‧電極材料
20‧‧‧前面保護構件
21‧‧‧太陽電池保護片材
22‧‧‧PET膜片
23‧‧‧密封構件片材
24‧‧‧脫模用玻璃布片
30‧‧‧背面保護構件
40‧‧‧太陽電池單元
80‧‧‧中立面
y‧‧‧距離
圖1是本發明的太陽電池模組的一個實施方式的示意剖面圖。
圖2是表示本發明的太陽電池模組中的中立面的概念的示意圖。
圖3是太陽電池單元配置於比中立面更靠近前面保護構件側的太陽電池模組的示意剖面圖。
圖4是太陽電池單元配置於比中立面更靠近背面保護構件側的太陽電池模組的示意剖面圖。
圖5是表示密封材料的因溫度變化所致的儲存彈性模數的變化的圖。
圖6是表示用以獲得黏接性評價所用的黏接性評價用試驗片的積層結構的圖。
以下，對本發明的太陽電池模組進行詳細地說明。另外，本說明書中，「(共)聚合物」是指選自「均聚物」及「共聚物」的至少一種。「(甲基)丙烯基」是指選自「丙烯基」及「甲基丙烯基」的至少一種，「(甲基)丙烯酸酯」是指選自「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」的至少一種。
[太陽電池模組]
本發明的太陽電池模組具備：太陽電池單元、包埋太陽電池單元的密封構件、前面保護構件及背面保護構件。在密封構件的溫度為20℃~40℃的範圍內的儲存彈性模數為6×107Pa以上、且1×109Pa以下，且在背面保護構件的溫度自20℃變為25℃時平均線膨脹係數為40ppm/℃以下，上述平均線膨脹係數為長度方向及寬度方向的線膨脹係數的平均值。該太陽電池模組具有：依序積層前面保護構件、包埋太陽電池單元的密封構件、及背面保護構件而成的結構。
就使前面保護構件與密封構件的黏接性良好的觀點而言，本發明的太陽電池模組較佳為：前面保護構件與密封構件經由含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物的黏接層而積層。
另外，就前面保護構件表現優異的透明性的觀點、且使 前面保護構件與密封構件的黏接性良好的觀點而言，本發明的太陽電池模組較佳為：前面保護構件是在透明樹脂片的表面上積層黏接層而成的積層體，上述透明樹脂片是由選自(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的至少一種透光性樹脂材料而得的，上述黏接層含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物。
圖1是示意性表示本發明的一個實施方式的太陽電池模組的剖面的圖。如圖1所示，太陽電池模組10由前面保護構件11、前面保護構件側的密封構件14、太陽電池單元16、背面保護構件側的密封構件15、背面保護構件17、及電極材料18構成。前面保護構件11例如為透明樹脂片12與黏接層13的積層體。
詳細而言，在太陽光線入射的受光面側(表面側)設置前面保護構件11，在與受光面側對向的面(背面側)上設置背面保護構件17。在前面保護構件11與背面保護構件17之間，自受光面側起依序積層前面保護構件側的密封構件14、太陽電池單元16、背面保護構件側的密封構件15。另外，電極材料18成為可與太陽電池模組的外部連接的狀態。
[太陽電池單元]
太陽電池單元若為利用半導體的光電動勢效果而發電者，則並無特別限定，可使用先前以來所公知者。就發電性能與製造成本的平衡的觀點而言，太陽電池單元較佳為結晶系矽單元。作為太陽電池單元，例如亦可使用：配線構件遍佈於單元的 表面背面的兩面的如圖1所示的配線形式的單元。
[密封構件]
密封構件是包埋太陽電池單元的構件。密封構件在溫度為20℃~40℃的範圍內的儲存彈性模數為6×107Pa以上、且1×109Pa以下。作為密封構件，較佳為可將太陽電池單元密封，並具有絕緣性的透明樹脂。就提高太陽光的利用效率的觀點而言，密封構件的總透光率較佳為85%以上，更佳為90%以上。由於密封構件在溫度為20℃~40℃的範圍內的儲存彈性模數為6×107Pa以上、且1×109Pa以下，因此太陽電池模組的耐衝擊性良好。
作為構成密封構件的密封材料，例如可列舉：含有具有烯烴單元及其他可共聚合的單體單元的熱塑性樹脂者。另外，作為烯烴單元，例如可列舉乙烯單元。作為密封材料，具體可列舉以下者。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙烯-乙烯酯共聚物；乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸異丁酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸正丁酯共聚物等乙烯-不飽和羧酸酯共聚物；乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸異丁酯-(甲基)丙烯酸共聚物等乙烯-不飽和羧酸共聚物及其離子聚合物；低密度聚乙烯等。
這些中，作為較佳者，可列舉：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-不飽和羧酸酯共聚物及低密度聚乙烯。
作為密封構件的形狀，例如可列舉片及液狀物。
作為密封構件，例如可列舉：厚度為0.2mm以上、且 1.0mm以下的片。
本發明中，為了使前面保護構件與前面保護構件側的密封構件的密接性良好，較佳為經由含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物的「黏接層」，積層前面保護構件11與前面保護構件側的密封構件14。此時，作為前面保護構件側的密封構件，例如可列舉：含有選自乙烯-不飽和羧酸共聚物及乙烯-不飽和羧酸共聚物的離子聚合物的至少一種作為主成分者。另外，關於「黏接層」，於下文闡述。
作為乙烯-不飽和羧酸共聚物的原料的不飽和羧酸，例如可列舉(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸及衣康酸。作為用以獲得乙烯-不飽和羧酸共聚物的離子聚合物的離子源，例如可列舉：鋰、鈉、鉀等鹼金屬；鎂、鈣等鹼土金屬；及鋅。作為乙烯-不飽和羧酸共聚物的離子聚合物，較佳為離子源對不飽和羧酸單元的中和度為90%以下者，更佳為10%~85%者。
作為前面保護構件側的密封構件，就防止高溫時的密封構件的變形或流動的觀點而言，並且就提高太陽光的利用效率的觀點而言，較佳為80℃時的儲存彈性模數為1×105pa以上、且在波長為400nm~800nm的範圍內的總透光率為80%以上者。
本發明中，背面保護構件側的密封構件15可與前面保護構件側的密封構件14相同，亦可不同，可根據目的進行任意選擇。
[前面保護構件]
前面保護構件是於本發明的太陽電池模組的太陽光的入射面側的密封構件的表面所積層的保護構件。前面保護構件具有防止因設置太陽電池模組時等的刮痕損傷而密封構件層露出，而防止太陽電池模組的漏電的作用。另外，前面保護構件具有：對太陽電池模組賦予能耐受野外的長期使用的耐候性的作用、及作為為太陽電池單元阻斷來自外部的水分或氧氣等的障壁層的作用。
作為前面保護構件，例如可列舉：由透光性樹脂材料而得的透明樹脂片。透明樹脂片只要總透光率高即可，種類並無特別限定。就提高太陽光的利用效率的觀點而言，前面保護構件的在波長為400nm~800nm的範圍內的總透光率較佳為85%以上，更佳為90%以上。
作為透光性樹脂材料，例如可列舉以下材料。(甲基)丙烯酸系樹脂、氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二酯等聚酯樹脂、苯乙烯樹脂、纖維素樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、烯烴樹脂、聚醯胺樹脂、氯乙烯樹脂、聚甲基丙烯醯亞胺樹脂等。這些中，作為前面保護構件，就透光性的觀點而言，並且就耐候性的觀點而言，較佳為由選自(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的至少一種透光性樹脂材料而得的透明樹脂片。
作為(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的具體例，可列舉：包含1種或2種以上的以下單體單元的(共)聚 合物。(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸酯系單體；(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸1,1,2,2-四氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-五氟戊酯等氟取代(甲基)丙烯酸酯系單體；偏二氟乙烯等氟碳系單體；乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸環氧乙烷改質二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(3-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基)丙烷、1,2-雙(3-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)乙烷、1,4-雙(3-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)丁烷、二羥甲基三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A的環氧乙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A的環氧丙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、羥基新戊酸新戊二醇二(甲 基)丙烯酸酯、二乙烯苯、亞甲基雙丙烯醯胺等二官能性單體；季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧丙烷改質三丙烯酸酯、異氰尿酸環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯等三官能性單體；琥珀酸/三羥甲基乙烷/丙烯酸的縮合反應混合物；二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯等四官能性以上的單體；2官能以上的丙烯酸胺基甲酸酯；2官能以上的聚酯丙烯酸酯等。
作為構成前面保護構件的透明樹脂片的厚度，較佳為0.03mm以上、且0.6mm以下。藉由將透明樹脂片的厚度設為0.03mm以上，而有可抑制在密封構件層的表面層壓透明樹脂片時的褶皺的產生的傾向，並且有可防止因設置本發明的太陽電池模組時等的刮痕損傷而密封構件層露出的傾向。另外，藉由將透明樹脂片的厚度設為0.03mm以上，而有使透明樹脂片的耐熱性及耐高溫高濕性良好，並可抑制太陽電池模組的表面的裂紋的傾向。另外，藉由將透明樹脂片的厚度設為0.6mm以下，而有抑制太陽電池模組的質量的增加，並可抑制太陽電池單元的破裂、或電極材料的應變或斷線的產生的傾向。透明樹脂片的厚度的上限值更佳為0.2mm以下。
透明樹脂片中，在不使前面保護構件的總透光率降低的範圍內，可含有使用有機材料、或玻璃等無機材料的纖維強化材 料。作為纖維強化材料的形態，例如可列舉：單向材料、布、不織布、毛(wool)、氈(mat)及短纖維(切斷纖維(cut fiber)、碎纖維(milled fiber))。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
透明樹脂片可為1層結構，亦可為2層或3層以上的多層結構。另外，可使構成透明樹脂片的透光性樹脂材料的組成在厚度方向發生階段性地變化。例如在透明樹脂片為配置氟系樹脂層作為表面層的多層結構時，可賦予作為氟樹脂的特性的耐候性或防污性。作為形成多層結構的方法，例如可列舉：共擠出法。
前面保護構件可含有橡膠系聚合物。作為橡膠系聚合物，例如可列舉所謂的被稱為核殼型聚合物的多段聚合物，即在獲得用以形成橡膠層的橡膠層用聚合物(核)後，獲得用以形成接枝層的接枝層形成用聚合物(殼)。
橡膠層用聚合物可設為1段聚合物或多段聚合物。橡膠層用聚合物的玻璃轉移溫度(以下稱為「Tg」)較佳為25℃以下。另外，在本發明中，Tg是指依據JIS K7121測定而得的溫度。另外，可根據目的在Tg超過25℃的硬質聚合物粒子的存在下獲得橡膠層用聚合物而形成橡膠層。
作為形成橡膠層的橡膠成分的種類，例如可列舉使以下單體聚合而得的橡膠。(甲基)丙烯酸烷基酯系單體、矽酮系單體、苯乙烯系單體、腈系單體、共軛二烯系單體、生成胺基甲酸酯鍵的單體、乙烯系單體、丙烯系單體、異丁烯系單體等。
構成橡膠層的橡膠系聚合物可藉由交聯劑形成交聯 鍵。另外，在構成橡膠層的橡膠系聚合物與構成和該橡膠層鄰接的層的聚合物之間，可藉由交聯劑形成化學鍵。另外，橡膠系聚合物可為3層或4層以上的積層結構。
作為橡膠層所含的聚合物，例如可列舉由以下單體製造的(共)聚合物。(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸環己酯等烷基的碳數為1~8的(甲基)丙烯酸烷基酯，苯乙烯，丙烯腈等。
作為上述交聯劑，例如可列舉以下者。乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等烷二醇二(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、二乙烯苯、順丁烯二酸二烯丙酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯及肉桂酸烯丙酯。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
作為接枝層形成用聚合物的製造時所使用的接枝用單體，例如可列舉以下者。(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等烷基的碳數為1~8的(甲基)丙烯酸烷基酯；(甲基)丙烯酸環己酯等環烷基的碳數為3~8的(甲基)丙烯酸環烷酯；苯乙烯 等芳香族乙烯系化合物；及丙烯腈等氰化乙烯。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
接枝層形成用聚合物(殼)的玻璃轉移溫度Tg較佳為以高於橡膠層用聚合物(核)的Tg的方式進行選擇，例如橡膠層用聚合物的Tg為-50℃~20℃，接枝層形成用聚合物的Tg為50℃~100℃。
本發明中，前面保護構件中可含有紫外線吸收劑或光穩定劑等耐光穩定劑。作為紫外線吸收劑，例如可列舉：水楊酸(Salicylic Acid)化合物、二苯甲酮化合物及氰基丙烯酸酯化合物。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。作為光穩定劑，例如可列舉：如雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯般的受阻胺系光穩定劑。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
前面保護構件中，根據需要可含有阻燃劑、塑化劑、抗靜電劑、脫模劑、染料、顏料、耐熱性提高劑、結晶核劑、流動性改良劑、導電性賦予劑、界面活性劑、相溶化劑、防霧劑、發泡劑、抗菌劑、及螢光劑等各種添加劑。
對於前面保護構件，為了對表面賦予防污性能或耐擦傷性、而且為了控制與密封構件層的黏接性等，而可實施電漿處理、電暈處理、塗佈材料的塗佈等表面處理。
本發明中，較佳為經由含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物的黏接層，積層密封構件與前面保護構件。
[黏接層]
黏接層在太陽電池模組中具有將前面保護構件與密封構件接合的作用。黏接層例如是含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物(以下有時稱為「黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B」或「聚合物B」)的層。
黏接層能以黏接性膜或黏接性片等形態用作與前面保護構件不同的構件。本發明的太陽電池模組中，前面保護構件與密封構件經由該黏接性膜等黏接層而接合。另外，黏接層可用作將黏接層與透明樹脂片積層而成的積層體。本發明中，該積層體被稱為「附有黏接層的前面保護構件」或「太陽電池保護片」。
作為黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B，例如可列舉含有50質量%以上的(甲基)丙烯酸酯單體單元者。作為可與羧基反應的官能基，例如可列舉：縮水甘油基、噁唑啉基及異氰酸酯基。聚合物B可含有至少1種可與羧基反應的官能基。
作為黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B，例如可列舉以下者。含有具有縮水甘油基的單體單元、具有噁唑啉基的單體單元、或具有異氰酸酯基的單體單元的(共)聚合物；含有這些單體單元的至少1種及其他單體單元的共聚物；以及選自這些的(共)聚合物的至少2種的混合物。聚合物B可藉由使具有可與羧基反應的官能基的單體(以下有時稱為「黏接層用(甲基)丙烯酸系單體b」或「單體b」)、或者該單體b與其他單體的單體混合物聚合而得。
作為具有縮水甘油基的單體，例如可列舉以下者。(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油基乙酯、衣康酸縮水甘油酯等不飽和羧酸酯；及烯丙基縮水甘油醚、2-甲基烯丙基縮水甘油醚、苯乙烯-對縮水甘油醚等不飽和縮水甘油醚。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。這些中，就反應性的方面而言，較佳為(甲基)丙烯酸縮水甘油酯。
作為具有噁唑啉基的單體，例如可列舉以下者。2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉及2-異丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。這些中，2-異丙烯基-2-噁唑啉在工業上容易獲得，而較佳。
作為具有異氰酸酯基的單體，例如可列舉以下者。2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氟酸酯、二甲苯-1,4-二異氟酸酯、二甲苯-1,3-二異氰酸酯、四甲基二甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,2'-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4'-二苯醚二異氰酸酯、2-硝基二苯基-4,4'-二異氰酸酯、2,2'-二苯基丙烷-4,4'-二異氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、4,4'-二苯基丙烷二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、萘-1,4-二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯、3,3'-二甲氧基二苯基-4,4'-二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯；四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、十亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯；及異佛爾酮二異氰酸酯、氫化甲 苯二異氰酸酯、氫化二甲苯二異氰酸酯、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯、氫化四甲基二甲苯二異氰酸酯等脂環族二異氰酸酯。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
作為其他單體，例如可列舉以下者。(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、衣康酸等不飽和羧酸；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸酯；N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-第三丁基順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺衍生物；(甲基)丙烯腈等不飽和腈；甲基乙烯醚、乙基乙烯醚等乙烯醚；及乙烯、丙烯等烯烴。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
作為黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B的製造方法，可列舉公知的聚合方法。在本發明中，例如可列舉懸浮聚合法。懸浮聚合較佳為在鏈轉移劑的存在下進行。作為鏈轉移劑，例如可列舉：一級或二級巰基化合物。藉由使用一級或二級巰基化合物，而所得的黏接層的外觀或初始光澤變得良好。
作為一級或二級巰基化合物，例如可列舉以下者。正丁基硫醇、第二丁基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、正十八烷基硫醇等烷基硫醇；巰基乙酸2-乙基己酯、巰基乙酸甲氧基丁酯、三羥甲基丙烷三(巰基乙酸酯)等巰基乙酸酯；及β-巰基丙酸2-乙基己酯、β-巰基丙酸3-甲氧基丁酯、三羥甲基丙烷三(β-巰基丙酸酯)等巰基丙酸酯。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。這些中，較佳為鏈轉移常數大的正辛基硫醇、正十二烷基硫醇及巰基乙酸2-乙基己酯。
相對於用作具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物的原料的原料單體100質量份，一級或二級巰基化合物的使用量例如為0.1質量份以上、且10質量份以下。
在藉由懸浮聚合法製造黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B時，例如使添加了用作該聚合物B的原料的單體b、分散劑、聚合起始劑及鏈轉移劑者懸浮而製成水性懸浮液，並將該水性懸浮液加熱而使其聚合，而獲得包含該聚合物B的懸浮液。接著，將該懸浮液過濾、清洗及脫水，並將所得的過濾物乾燥，藉此可容易獲得粒狀聚合物B。
另外，通常藉由懸浮聚合法製造的粒狀(甲基)丙烯酸系聚合物，是質量平均粒徑為10μm~2,000μm左右、且幾乎接近圓球的一次粒子。另一方面，通常藉由乳化聚合法而製造、在聚合後進行凝聚或噴霧乾燥而得的粒狀(甲基)丙烯酸系聚合物，是質量平均一次粒徑為0.01μm~1μm左右的凝聚粒子。另外，在將 藉由塊狀聚合而得的聚合物的塊、或在溶液聚合後進行脫溶劑而得的聚合物的塊粉碎時，聚合物粒子的形狀會變得不一致，而可獲得粒度分佈廣的聚合物。
藉由懸浮聚合法而得的黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B的質量平均粒徑，較佳為30μm以上、且500μm以下。在聚合物B的質量平均粒徑為30μm以上時，微粉在大氣中的飛散會降低，製造步驟中的作業環境污染得到抑制，且可防止粉塵爆炸，並提高粒子的流動性，操作性良好。另外，在聚合物B的質量平均粒徑為500μm以下時，懸浮聚合時的聚合物粒子的分散穩定性良好。聚合物B的質量平均粒徑更佳為80μm以上、且300μm以下。
作為藉由懸浮聚合法製造黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B時所使用的分散劑，例如可列舉以下者。聚(甲基)丙烯酸的鹼金屬鹽、(甲基)丙烯酸的鹼金屬鹽與(甲基)丙烯酸酯的共聚物、(甲基)丙烯酸磺基烷基酯的鹼金屬鹽與(甲基)丙烯酸酯的共聚物、聚苯乙烯磺酸的鹼金屬鹽、苯乙烯磺酸的鹼金屬鹽與(甲基)丙烯酸酯的共聚物、皂化度為70莫耳%~100莫耳%的聚乙烯醇及甲基纖維素。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。這些中，較佳為懸浮聚合時的分散穩定性良好的(甲基)丙烯酸磺基烷基酯的鹼金屬鹽與(甲基)丙烯酸酯的共聚物。
上述水性懸浮液中的分散劑的含量較佳為0.002質量%以上、且5質量%以下。在分散劑的含量為0.002質量%以上時， 懸浮聚合時的分散穩定性良好。另外，在分散劑的含量為5質量%以下時，所得的聚合物的清洗、脫水、及乾燥容易，且聚合物粒子的流動性良好。分散劑的含量更佳為0.01質量%以上、且1質量%以下。另外，為了提高懸浮聚合時的分散穩定性，可在水性懸浮液中添加碳酸鈉、硫酸鈉、硫酸錳等電解質。
上述懸浮聚合時的聚合溫度較佳為30℃以上、且130℃以下。在聚合溫度為30℃以上時，可在相對短的時間內製造聚合物。另外，在聚合溫度為130℃以下時，懸浮聚合時的分散穩定性會提高。懸浮聚合時的聚合溫度更佳為50℃以上、且100℃以下。
作為上述懸浮聚合時所使用的聚合起始劑，例如可列舉以下者。2,2'-偶氮雙異丁腈、2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物；過氧化月桂醯、過氧化硬脂醯、過氧化苯甲醯、過氧化二碳酸雙(4-第三丁基環己基)酯、過氧化2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、過氧化2-乙基己酸第三己酯、過氧化2-乙基己酸第三丁酯、過氧化異丙基單碳酸第三己酯、過氧化異丙基單碳酸第三丁酯等有機過氧化物；及過氧化氫、過硫酸鈉、過硫酸銨等無機過氧化物。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
相對於上述原料單體100質量份，聚合起始劑的使用量較佳為0.05質量份以上、且10質量份以下。在聚合起始劑的使用量為0.05質量份以上時，可提高原料單體的聚合速度，並在相對短的時間內製造聚合物。另外，在聚合起始劑的使用量為10質量份以下時，會緩和聚合發熱，且容易控制聚合溫度。聚合起始劑 的使用量更佳為0.1質量份以上、且5質量份以下。
黏接層根據需要可與黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B一起含有黏合劑樹脂。
作為成為黏合劑樹脂的原料的黏合劑樹脂用單體，例如可列舉以下者。(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、衣康酸等不飽和羧酸；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸酯；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等芳香族乙烯系單體；及(甲基)丙烯腈等不飽和腈。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B的質量平均分子量(以下稱為「Mw」)較佳為20,000以上、且60,000以下。在聚合物B的Mw為20,000以下時，會與其相溶。在聚合物B的Mw為60,000以上時，就提高後述的黏接層用聚合物溶液的塗附性或防止黏接層的凝聚破壞的觀點而言，較佳為添加Tg為55℃以上的黏合劑樹脂。
聚合物B中的具有可與羧基反應的官能基的單體單元的含量，在黏接層中的全部聚合物的單體單元100莫耳%中，較佳為0.5莫耳%以上、且30莫耳%以下。藉由將上述單體單元的含量設為0.5莫耳%以上、且30莫耳%以下，而可使前面保護構件與密封構件的黏接性良好。上述單體單元的含量的上限值更佳為20莫耳%以下，尤佳為10莫耳%以下。
就本發明的太陽電池模組的製造時的作業效率或製造成本降低的觀點而言，黏接層的厚度較佳為0.1μm~20μm，更佳為1μm~10μm。
[太陽電池保護片]
本發明的太陽電池保護片是在由選自(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的至少一種透光性樹脂材料而得的透明樹脂片的表面上，積層含有黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B的黏接層而成的積層體。
作為在透明樹脂片的表面積層黏接層的方法，例如可列舉以下方法：將使黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物B溶解於稀釋溶劑中而成的黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物溶液塗附於透明樹脂片的表面後，使稀釋溶劑揮發而獲得黏接層。以下，有時將黏接層用(甲基)丙烯酸系聚合物溶液稱為「聚合物溶液B'」。
聚合物溶液B'在25℃時的黏度較佳為40mPa．s以下。若聚合物溶液B'的黏度為40mPa．s以下，則聚合物溶液B'的塗附性良好，且可獲得無不均的黏接層。另外，就聚合物溶液B'的塗 附膜的乾燥效率的觀點而言，聚合物溶液B'的黏度較佳為10mPa．s以上。
作為稀釋溶劑，例如可列舉以下者。甲苯、二甲苯、苯等芳香族系溶劑；甲醇、乙醇、異丙醇(isopropanol)、異丙醇(isopropyl alcohol)、正丁醇、2-丁醇等醇系溶劑；二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、二噁烷、環己酮、四氫呋喃、甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone，MEK)、丙酮、二乙醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯、氯仿、二氯乙烷及二氯甲烷。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。
作為將聚合物溶液B'塗附於透明樹脂片的表面的方法，例如可列舉以下的方法。逆輥法、凹版塗佈法、吻合塗佈法、模塗法、輥刷法、噴塗法、氣刀塗佈法、線棒塗佈法、管刮刀(pipe doctor)法、含浸塗佈法及淋幕式塗佈法。
聚合物溶液B'在透明樹脂片的表面上的塗附量較佳為1g/m2~10g/m2。聚合物溶液B'的塗附膜的厚度較佳為0.1μm~30μm，更佳為0.5μm~15μm。作為使稀釋溶劑自形成於透明樹脂片的表面上的聚合物溶液B'的塗附膜揮發而形成黏接層的方法，例如可列舉：藉由烘箱的加熱乾燥法。
[背面保護構件]
本發明中，背面保護構件是在溫度自20℃變為25℃時平均線膨脹係數為40ppm/℃以下的片，上述平均線膨脹係數為長度方向及寬度方向的線膨脹係數的平均值。由於背面保護構件的平均線膨脹係數為40ppm/℃以下，因此可抑制太陽電池模組的翹 曲，在溫度循環試驗或冷凝冷凍試驗時，可抑制太陽電池單元的破裂、及配線構件的應變或斷線產生。平均線膨脹係數較佳為35ppm/℃以下。另外，就材料的獲得的容易性的方面而言，背面保護構件的平均線膨脹係數較佳為1ppm/℃以上。
就使本發明的太陽電池模組輕量化的觀點而言，背面保護構件的每單位面積的質量較佳為6kg/m2以下，更佳為5.6kg/m2以下，特佳為5.2kg/m2以下。另外，所謂「單位面積」，是指背面保護構件的平面中的單位面積。
背面保護構件的厚度較佳為6mm以下。藉由將背面保護構件的厚度設為6mm以下，而可使太陽電池模組輕量化。另外，就發揮保護功能的觀點而言，背面保護構件的厚度較佳為0.2mm以上。
背面保護構件可使用包含黏合劑樹脂的成形物。作為黏合劑樹脂，例如可列舉：環氧樹脂、聚醯胺樹脂、酚樹脂、飽和聚酯等熱硬化性樹脂，及丙烯酸系樹脂等熱塑性樹脂。
作為背面保護構件，可使用包含纖維強化材料的成形物。作為此種成形物的一個形態，可列舉：包含纖維強化材料與黏合劑樹脂的複合化物、或將纖維強化材料壓縮成形的片。
作為纖維強化材料的形態，例如可列舉：單向材料、布、不織布、毛、氈及短纖維(切斷纖維、碎纖維)，可根據用途進行適當選擇。作為纖維強化材料的種類，例如可列舉以下者。以E-玻璃、C-玻璃、S-玻璃、NE-玻璃及T-玻璃為代表的玻璃纖維；碳 纖維、芳族聚醯胺纖維、硼纖維、氧化鋁纖維以及碳化矽纖維。這些可單獨使用，亦可併用2種以上。另外，亦可將2種以上進行混成化。纖維強化材料較佳為無機物，較佳為玻璃布。
背面保護構件可含有阻燃劑或用以賦予耐候性的助劑。
作為背面保護構件的具體例，可列舉：包含玻璃布與環氧樹脂的玻璃環氧片。
[太陽電池模組的製造]
作為本發明的太陽電池模組的一個實施方式的結晶矽太陽電池模組，例如可藉由以下製造步驟(1)~製造步驟(4)而製造。
(1)將相互鄰接的太陽電池單元16的電極材料18電性連接。
(2)積層前面保護構件11、前面保護構件側的密封構件14的片、太陽電池單元16、背面保護構件側的密封構件15的片及背面保護構件17，而獲得積層物。
(3)將積層物在真空中加熱、壓製，而獲得太陽電池模組10。
(4)實施太陽電池模組10的製品檢查。
就對自前面保護構件側施加的衝擊力的耐性的觀點而言，本發明的太陽電池模組較佳為太陽電池單元配置於比太陽電池模組的中立面更靠近前面保護構件側。所謂「中立面」，是指在自片的一個面施加應力時，拉伸應力、壓縮應力均不產生，而不承受負載的面。圖2是示意性表示自該圖紙(紙面)內的上方向下方對片施加應力的狀態，一點鏈線表示中立面80。由於太陽電 池模組的橫截面與中立面80的相交線為「中立軸」，因此藉由求出各橫截面的中立軸，而可求出中立面80。
根據材料力學的組合梁理論，自如積層體般的積層有多種彈性模數不同的材料的組合梁的基準線至中立軸為止的距離y，藉由以下式(1)而得出。即，將組合梁的上邊設為基準線時，y為距上邊的距離。
[數式1] y=ΣEiBi/ΣEiAi…(1)
式(1)中的各符號表示以下。
Ei：第i層的構件的彎曲彈性模數、 Bi：第i層的構件的剖面一次矩、 Ai：第i層的構件的剖面積。
對作為多種材料的積層體的太陽電池模組，自前面的法線方向施加應力時，中立面存在於太陽電池模組的內部。圖3表示太陽電池單元相對於太陽電池模組的中立面80的位置而存在於前面保護構件側的狀態。若自該太陽電池模組的前面保護構件側施加應力，則太陽電池單元受到壓縮應力。圖4表示太陽電池單元相對於太陽電池模組的中立面80的位置而存在於背面保護構件側的狀態。若自該太陽電池模組的前面保護構件側施加應力，則太陽電池單元受到拉伸應力。
就可抑制太陽電池模組的翹曲的方面而言，本發明的太陽電池模組較佳為太陽電池單元配置於比太陽電池模組的中立面 更靠近前面保護構件側。
就太陽電池模組的輕量化、耐久性的提高、及製造成本的降低的觀點而言，本發明的太陽電池模組較佳為：將使用本發明的太陽電池保護片的前面保護構件、使用含有選自乙烯-不飽和羧酸共聚物及乙烯-不飽和羧酸共聚物的離子聚合物的至少1種作為主成分的前面保護構件側的密封構件、太陽電池單元、背面保護構件側的密封構件、以及背面保護構件依序黏接而成的太陽電池模組。
[實施例]
以下，藉由實施例對本發明進行說明。另外，以下，「份」及「%」分別表示「質量份」及「質量%」。在實施例之前，對評價方法及製造例進行說明。作為評價方法，對[1]太陽電池模組的構件的評價法及[2]太陽電池模組的評價法進行說明。作為製造例，對[製造例1]軟質密封構件片的製造例、[製造例2]分散劑的製造例、及[製造例3~製造例6]具有可與羧基反應的官能基的甲基丙烯酸系聚合物p1~甲基丙烯酸系聚合物p4的製造例進行說明。
[1]太陽電池模組的構件的評價
[1-1]平均線膨脹係數
前面保護構件與背面保護構件的平均線膨脹係數是使用熱機械分析裝置(理學電氣(股)製造、商品名：Thermo Plus TMA8310)進行測定。使用長度為15mm及寬度為5mm的測定 用樣品，將升溫速度設為5℃/分鐘，在溫度為20℃及25℃時測量長度方向與寬度方向的樣品長度。另外，使用石英製基準樣品作為基準樣品對固持器的膨脹量進行修正。使用以下的式(2)，算出長度方向與寬度方向的線膨脹係數，並將其算術平均值作為平均線膨脹係數。
[數式2] 線膨脹係數=(1/Lt1)×(Lt2-Lt1)/(t2-t1)…(2)
Lt1：20℃時的樣品長度(mm)、Lt2：25℃時的樣品長度(mm)、t2：25(℃)、t1：20(℃)。
[1-2]儲存彈性模數
密封構件的儲存彈性模數(單位：MPa)是使用黏彈性測定裝置(SII奈米科技(SII NanoTechnology)(股)製造、商品名：EXSTAR DMS6100)進行測定。首先，將密封材料在溫度為135℃或150℃下熱壓製而製作厚度為0.9mm的片，將該片切割而製作寬度為5mm及長度為50mm的試驗片。接著，在下述條件下進行測定，並在溫度為20℃~40℃的範圍內求出儲存彈性模數的最高值與最低值。
<測定條件>
變形模式：拉伸測定、 頻率：1Hz、測定溫度：-50℃~200℃、升溫速度：2℃/分鐘。
[1-3]太陽電池保護片的黏接性
該評價是評價前面保護構件(太陽電池保護片)與密封構件的黏接性者。
(1)黏接性評價用試驗片的製作
首先，準備以下尺寸(長度×寬度)的片材或膜片。
．太陽電池保護片材：200mm×200mm、．密封構件片材：200mm×200mm、．聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)膜片：60mm×200mm。
如圖6所示，獲得由太陽電池保護片材21與密封構件片材23夾持PET膜片22的積層體L1。此時，太陽電池保護片材21是以其黏接層與密封構件片材23及PET膜片22接觸的方式將黏接層的面配置於下方。另外，長度為60mm的PET膜片是以長度為50mm的部分(圖6中的左側的50mm的部分)不與太陽電池保護片材21及密封構件片材23的積層部重疊的方式配置。
接著，如圖6所示，以上述積層物L1不被擠出的方式，將該積層體L1藉由2片500mm×500mm的脫模用玻璃布片24(本多產業(股)製造、商品名：HONDAFLOH FABRIC)夾持，而獲得積層體L2。
將積層體L2設置於太陽電池模組貼合機((股)NPC製造、商品名：LM-50X50-S)的熱板上，在真空下在150℃下以10.3kPa真空壓接15分鐘，而獲得積層體L3。接著，自積層體L3將2片玻璃布片24剝離，而獲得積層體L4。接著，由積層體L4獲得長度250mm×寬度15mm的短條狀黏接性評價用試驗片L5。
(2)黏接性的評價
在Instron拉伸試驗機(日本英斯特朗有限公司(Instron Japan company limited)製造、商品名：5567)的試驗片的固定部位，以上述試驗片的密封構件片材成為上面的方式固定試驗片的整個面。接著，藉由夾具夾持試驗片的PET膜片22的端部。然後，在剝離角180°及拉伸速度200mm/分鐘的條件下拉伸該夾具，而測定太陽電池保護片材與密封構件片材的黏接力，按照下述基準評價太陽電池保護片與密封構件的黏接性。
A：黏接力為8N/15mm以上、且小於15N/15mm，黏接性良好。
B：黏接力為5N/15mm以上、且小於8N/15mm，黏接性稍有不良。
C：黏接力為0N/15mm以上、且小於5N/15mm，黏接性不良。
[2]太陽電池模組的評價
對太陽電池模組實施以下所示的耐衝擊性試驗、溫度循環試驗及高溫高濕試驗，在各試驗中評價以下所示的外觀、龜裂 的有無及發電特性。
[2-1]耐衝擊性試驗
耐衝擊性試驗是將1組太陽電池模組設置於落錘試驗機的夾具上，使質量為227g±2g、直徑為38mm的鋼球自1m的高度自由落下，使其落下至蓋玻璃的中心點的試驗。
(1)外觀的評價
目視確認試驗後的太陽電池模組中的太陽電池單元的破裂或褶皺的有無，按照下述基準評價外觀。
等級A：未發現太陽電池單元的破裂、褶皺或翹曲。
等級B：發現太陽電池單元的破裂、褶皺及翹曲的至少1種。
(2)龜裂的有無的評價
將試驗後的太陽電池模組設置於太陽電池電致發光(Electroluminescence，EL)攝影裝置(艾伊特斯(ITES)(股)製造、商品名：PVX100)的樣品台上。接著，連接電極後通電，對太陽電池單元的表面的狀態進行攝影，按照下述基準評價龜裂的有無。
等級A：不太見到鋼球落下點中的打痕及以其為中心的裂縫、及認為由於因鋼球落下引起的整個模組的應變導致的圓形裂縫。
等級B：見到大量鋼球落下點中的打痕及以其為中心的裂縫、及認為由於因鋼球落下引起的整個模組的應變導致的圓形裂縫。
(3)發電特性的評價
使用太陽模擬器(Solar Simulator)(NPC(股)製造、商品名：NMT-50×50-20MS)，在25℃的環境下、強度為1,000W/m2的條件下，測定試驗前的太陽電池模組的最大電力值P1及試驗後的太陽電池模組的最大電力值P2。根據這些測定值，算出最大電力值的降低率[100(P1-P2)/P1](%)，並按照下述基準評價發電特性。
等級A：最大電力值的降低率為5%以下。
等級B：最大電力值的降低率超過5%。
[2-2]溫度循環試驗
溫度循環試驗是以下的試驗。將1組太陽電池模組在-40℃下靜置10分鐘後，升溫至85℃，並靜置10分鐘。然後，降溫至-40℃，並靜置10分鐘。將上述處理設為1個循環，重複50個循環。
關於評價方法，除了上述(2)太陽電池單元表面的龜裂的有無的評價基準為下述內容以外，與上述[2-1]的情形相同。
等級A：太陽電池單元未發現龜裂。
等級B：太陽電池單元發現龜裂。
[2-3]高溫高濕試驗
高溫高濕試驗是將1組太陽電池模組在溫度為85℃、相對濕度為85%的環境下靜置1,000小時的試驗。外觀、龜裂的有無及發電特性的評價方法與上述[2-2]的情形相同。
[製造例1]
在混合了甲基丙烯酸甲酯(三菱麗陽(Mitsubishi Rayon)(股)製造、含有聚合抑制劑2.5ppm)25份、丙烯酸正丁酯(東京化成(股)製造)20份及2-乙基己氧基二乙二醇丙烯酸酯(東亞合成(股)製造、商品名：ARONIX M120)30份的混合物中，添加丙烯酸系共聚物的紛體(三菱麗陽(股)製造、商品名：BR-107、BMA/MMA=60：40、Mw60,000)25份使其溶解，而獲得漿液(syrup)。在該漿液中添加作為聚合起始劑的Irgacure184(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)(股)製造)1份使其溶解，藉由減壓脫泡除去漿液中的溶存氧氣。另一方面，準備2片聚對苯二甲酸乙二酯製片(東洋紡績(股)製造、商品名：A4100、以下稱為「PET片」)。
將上述漿液流延至1片PET片上，在其上載置另一PET片，夾持流延的混合物而將整體的厚度調整為0.5mm，照射1小時的峰值照度為2.2mW/cm2的化學燈而使漿液中的單體聚合，而獲得厚度為450μm的軟質密封構件片(s1)。該軟質密封構件片(s1)是在滾球黏性(ball tack)試驗中，即便在斜面20度下滾球亦不停止的黏性低、容易操作的片。
[製造例2]
在具備攪拌機、冷卻管及溫度計的容量為1200L的反應容器內，投入17%氫氧化鉀水溶液61.6份、甲基丙烯酸甲酯(三菱麗陽(股)製造、商品名：ACRYESTER M)19.1份及去離子水 19.3份。接著，在室溫下攪拌反應容器內的反應液，確認發熱峰值後，接著攪拌4小時。然後，將反應容器內的反應液冷卻至室溫而獲得甲基丙烯酸鉀水溶液。
接著，在具備攪拌機、冷卻管及溫度計的容量為1050L的反應容器內，投入去離子水900份、甲基丙烯酸2-磺基乙酯鈉(三菱麗陽(股)製造、商品名：ACRYESTER SEM-Na)60份、上述甲基丙烯酸鉀水溶液10份及甲基丙烯酸甲酯(三菱麗陽(股)製造、商品名：ACRYESTER M)12份並攪拌，一邊將反應容器內的空氣進行氮氣置換，一邊將液溫升溫至50℃。在其中添加作為聚合起始劑的2,2'-偶氮雙(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽(和光純藥工業(股)製造、商品名：V-50)0.08份，接著將液溫升溫至60℃。升溫後，使用滴加泵以0.24份/分鐘的速度連續滴加75分鐘的甲基丙烯酸甲酯(三菱麗陽(股)製造、商品名：ACRYESTER M)至反應容器內。然後，一邊攪拌反應容器內的反應液，一邊在溫度60℃下保持6小時後，冷卻至室溫(25℃)，而獲得作為透明的水溶液的固體成分為10%的分散劑(d1)。
[製造例3]
在具備攪拌機、回流冷卻器、溫度計及氮氣導入口的容量為10L的反應容器內，投入甲基丙烯酸甲酯(三菱麗陽(股)製造、商品名：ACRYESTER M)98份、丙烯酸甲酯(三菱化學(股)製造、商品名：Acrylic Acid Methyl)1份、甲基丙烯酸縮水甘油酯(三菱麗陽(股)製造、商品名：ACRYESTER G)1份、 作為鏈轉移劑的正辛基硫醇(和光純藥工業(股)製造)0.5份、作為起始劑的過氧化二月桂醯(日油(股)製造、商品名：PEROYL L)0.5份及去離子水200份。
將反應容器內的空氣藉由氮氣充分地置換後，一邊攪拌反應容器內的溶液，一邊添加分散劑(d1)0.2份及硫酸鈉(和光純藥工業(股)製造)0.3份。接著，在氮氣氣流中將反應容器內的溶液加熱至溫度為80℃而開始懸浮聚合。確認聚合發熱後，將液溫升溫至95℃，接著保持30分鐘而獲得包含聚合物的懸浮液。
藉由網眼為45μm的尼龍製過濾布過濾該懸浮液，藉由去離子水清洗過濾物後進行脫水，在溫度為30℃下乾燥16小時，而獲得具有可與羧基反應的官能基的甲基丙烯酸系聚合物(p1)。該甲基丙烯酸系聚合物(p1)的Mw為52,000，分子量分佈為1.9。另外，甲基丙烯酸系聚合物(p1)中的具有可與羧基反應的官能基的單體單元的含量為0.7莫耳%。
[製造例4]
將甲基丙烯酸甲酯設為94份、將丙烯酸甲酯設為1份及將甲基丙烯酸縮水甘油酯設為5份，除此以外，以與製造例3相同的方式，獲得具有可與羧基反應的官能基的甲基丙烯酸系聚合物(p2)。該甲基丙烯酸系聚合物(p2)的Mw為61,000，分子量分佈為2.0。
[製造例5]
將甲基丙烯酸甲酯設為89份、將丙烯酸甲酯設為1份 及將甲基丙烯酸縮水甘油酯設為10份，除此以外，以與製造例3相同的方式，獲得具有可與羧基反應的官能基的甲基丙烯酸系聚合物(p3)。該甲基丙烯酸系聚合物(p3)的Mw為51,000，分子量分佈為2.0。
[製造例6]
在具備攪拌機、回流冷卻器、溫度計及氮氣導入口的容量為10L的反應容器內中，添加去離子水145份、硫酸鈉(和光純藥工業(股)製造)0.1份及分散劑(d1)0.5份並攪拌，而製成水溶液。
接著，添加甲基丙烯酸甲酯(三菱麗陽(股)製造、商品名：ACRYESTER M)80份、甲基丙烯酸縮水甘油酯(三菱麗陽(股)製造、商品名：ACRYESTER G)20份、作為鏈轉移劑的正十二烷基硫醇(和光純藥工業(股)製造)1.9份及作為聚合起始劑的過氧化月桂醯(日油(股)製造)1.9份，而製成分散液。
將反應容器內的空氣藉由氮氣充分地置換後，一邊攪拌反應容器內的分散液一邊升溫至70℃，使其反應約1.5小時。接著，一邊攪拌反應容器內的分散液，一邊升溫至溫度95℃並保持1小時後，冷卻至溫度30℃而獲得包含聚合物的懸浮液。
藉由網眼為45μm的尼龍製過濾布過濾該懸浮液，藉由去離子水清洗過濾物後進行脫水，在30℃下乾燥16小時，而獲得具有可與羧基反應的官能基的甲基丙烯酸系聚合物(p4)。該甲基丙烯酸系聚合物(p4)的Mw為15,000，分子量分佈為2.5。
[實施例1]
混合甲基丙烯酸系聚合物(p1)15份、甲苯25.5份及MEK 59.5份，而獲得固體成分濃度為15%的黏接層用聚合物溶液。接著，以塗附厚度為12μm的方式，以6mm/秒的速度，使用棒塗機(松尾產業(股)製造、商品名：K303機動塗佈機(CONTROL COATER))，將所得的黏接層用聚合物溶液塗附於厚度為125μm的丙烯酸系樹脂膜(三菱麗陽(股)製造、商品名：HBS006)的單面上。將所得的積層體在溫度為80℃下乾燥10分鐘，而獲得在透明樹脂片的表面上積層有厚度為2μm的黏接層(b1)的太陽電池保護片。
由該太陽電池保護片製作長度為200mm、寬度為200mm的太陽電池保護片材。另外，由厚度為450μm的乙烯-不飽和羧酸共聚物的離子聚合物片(塔瑪泊利(Tamapoly)(股)製造、商品名：HM-52)製作長度為200mm、寬度為200mm的密封構件片材。另外，由厚度為100μm的PET膜(東洋紡績(股)製造、商品名：A4100)製作長度為200mm、寬度為60mm的PET膜片。
使用這些片材及膜片，根據上述[1-3]的記載，製作黏接性評價用試驗片並評價太陽電池保護片的黏接性，結果黏接性為良好。將所得的結果表示於表1。另外，表1中的縮寫符號是指表2所示的化合物或材料。
[實施例2及實施例3]
使用表1所記載者作為具有可與羧基反應的官能基的甲 基丙烯酸系聚合物，除此以外，以與實施例1相同的方式，獲得具有黏接層(b2)或黏接層(b3)的太陽電池保護片，並評價其黏接性。將評價結果表示於表1。
[實施例4]
使用在甲基丙烯酸系聚合物(p4)7.5份中混合了作為黏合劑樹脂的丙烯酸系樹脂珠粒(三菱麗陽(股)製造、商品名：Dianal BR-80)7.5份的混合物，代替甲基丙烯酸系聚合物(p1)15份，來作為黏接層用聚合物。除此以外，以與實施例1相同的方式，獲得具有黏接層(b4)的太陽電池保護片，並評價其黏接性。將評價結果表示於表1。另外，構成黏接層的聚合物的總質量中的具有可與羧基反應的官能基的單體b單元的含量為7.2莫耳%。
[比較例1]
將黏接層中的具有可與羧基反應的官能基的烯烴聚合物(阿科瑪(Arkema)(股)製造、商品名：LOTADER AX-8900)10份、甲苯27份及MEK63份混合，而獲得固體成分濃度為10%的黏接層用聚合物溶液。
接著，使用所得的黏接層用聚合物溶液，以與實施例1相同的方式，獲得具有黏接層(b5)的太陽電池保護片，並評價其黏接性。將評價結果表示於表1。由於使用具有可與羧基反應的官能基的烯烴聚合物作為黏接層，因此太陽電池保護片的黏接性不良。
[比較例2]
該比較例是使用不具有黏接層的丙烯酸系樹脂膜作為太陽電池保護片的例子。自丙烯酸系樹脂膜(三菱麗陽(股)製造、商品名：HBS006)切出長度為200mm、寬度為200mm的膜，將其作為太陽電池保護片，而製作黏接性評價用試驗片。
除此以外的條件與實施例1相同，並評價太陽電池保護片的黏接性。將評價結果表示於表1。由於未使用黏接層而將太陽電池保護片與密封構件積層，因此黏接性不良。
[比較例3]
該比較例是使用不具有黏接層的PET膜作為太陽電池保護片的例子。使用厚度為100μm的PET膜(東洋紡績(股)製造、商品名：A4100)作為太陽電池保護片，而製作黏接性評價用試驗片。除此以外的條件與實施例1相同，並評價太陽電池保護片的黏接性。將評價結果表示於表1。由於未使用黏接層，因此太陽電池保護片的黏接性不良。
[實施例5]
[1.太陽電池保護片的製作]
以與實施例4相同的方式，獲得在作為透明樹脂片的厚度為125μm的丙烯酸系樹脂膜(三菱麗陽(股)製造、商品名：HBS006)的表面上積層了厚度為2μm的黏接層(b4)的太陽電池保護片。
[2.太陽電池模組的製作]
準備下述表3所示的前面保護構件(上述太陽電池保護片)、密封構件、太陽電池單元及背面保護構件。
接著，依序積層前面保護構件(太陽電池保護片)的黏接層的面、密封構件片、太陽電池單元、密封構件片及背面保護構件，而獲得積層物。將該積層物進一步藉由2片500mm×500mm的脫模用玻璃布片(本多產業(股)製造、商品名：HONDAFLOH FABRIC)夾持，而獲得5層的積層體。
將所得的積層體設置於太陽電池模組貼合機(NPC(股)製造、商品名：LM-50X50-S)的熱板上，在真空下在溫度為150℃下以10.3kPa真空壓接處理15分鐘。接著，自該積層體剝離脫模用玻璃布片而獲得太陽電池模組。同樣地製造合計3個太陽電池模組。
[3.太陽電池模組的評價]
使用上述各太陽電池模組，實施上述[2-1]耐衝擊性試驗、[2-2]溫度循環試驗及[2-3]高溫高濕試驗並評價。將評價結果表示於表4。耐衝擊性試驗、溫度循環試驗後及高溫高濕試驗後的 外觀及龜裂的評價全為等級A。另外，發電特性的評價亦全為等級A，維持了由JIS標準規定的最大電力值的降低率的基準值(耐衝擊性試驗：5%以內、溫度循環試驗：5%以內、高溫高濕試驗：10%以內)。
[比較例4]
使用丙烯酸系樹脂膜(三菱麗陽(股)製造、商品名：HBS006)代替具有黏接層(b4)的太陽電池保護片來作為前面保護構件，及使用製造例1中所得的軟質密封構件片(s1)作為密封構件。除此以外，以與實施例5相同的方式，製作太陽電池模組並評價。將評價結果表示於表4。由於密封構件的儲存彈性模數過低，因此評價結果為不良。
[比較例5]
使用丙烯酸系樹脂膜(三菱麗陽(股)製造、商品名：HBS006)代替具有黏接層(b4)的太陽電池保護片來作為前面保護構件，並使用乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(C.I.化成(股)製造、商品名：CIKcap)作為密封構件。除此以外，以與實施例5相同的方式，製作太陽電池模組並評價。將評價結果表示於表4。由於密封構件的儲存彈性模數過低，因此在耐衝擊性試驗中產生龜裂，並且高溫高濕試驗中的外觀不良。
[比較例6]
使用太陽電池用半強化玻璃(AGC費布利科技(AGC-Fabritech)(股)製造)作為前面保護構件、使用乙烯/乙 酸乙烯酯共聚物(C.I.化成(股)製造、商品名：CIKcap)作為密封構件、使用背片(MA包裝(股)製造、商品名：PTD250)作為背面保護構件。除此以外，以與實施例5相同的方式，製作太陽電池模組並評價。將評價結果表示於表4。由於密封構件的儲存彈性模數過低，因此在耐衝擊性試驗中產生龜裂，並且高溫高濕試驗中的外觀不良。
[產業上之可利用性]
本發明的太陽電池模組可用於家庭用太陽光發電系 統、車載用太陽光發電系統、產業用太陽光發電系統等中。
10‧‧‧太陽電池模組
11‧‧‧前面保護構件
12‧‧‧透明樹脂片
13‧‧‧黏接層
14‧‧‧密封構件
15‧‧‧密封構件
16‧‧‧太陽電池單元
17‧‧‧背面保護構件
18‧‧‧電極材料

Claims (15)

  1. 一種太陽電池模組，其具備太陽電池單元、包埋太陽電池單元的密封構件、前面保護構件及背面保護構件，且在上述密封構件的溫度為20℃~40℃的範圍內的儲存彈性模數為6×107Pa以上、且1×109Pa以下，且在上述背面保護構件的溫度自20℃變為25℃時平均線膨脹係數為40ppm/℃以下，上述平均線膨脹係數為長度方向及寬度方向的線膨脹係數的平均值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的太陽電池模組，其中上述前面保護構件與上述密封構件經由黏接層而積層，上述黏接層含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的太陽電池模組，其中上述前面保護構件是在透明樹脂片的表面上積層黏接層而成的積層體，上述透明樹脂片是由選自(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的至少一種透光性樹脂材料而得的，上述黏接層含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的太陽電池模組，其中上述密封構件含有具有烯烴單元及其他可共聚合的單體單元的熱塑性樹脂。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的太陽電池模組，其中上述烯烴單元為乙烯單元。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的太陽電池模組，其中上述背面保護構件的每單位面積的質量為6kg/m2以 下。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的太陽電池模組，其中上述背面保護構件包含纖維強化材料。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的太陽電池模組，其中上述纖維強化材料為玻璃布。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的太陽電池模組，其中上述背面保護構件包含黏合劑樹脂。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的太陽電池模組，其中上述黏合劑樹脂為環氧樹脂。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的太陽電池模組，其中上述太陽電池單元配置於比上述太陽電池模組的中立面更靠近上述前面保護構件側。
  12. 一種太陽電池保護片，其是在透明樹脂片的表面上積層黏接層而成，上述透明樹脂片是由選自(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及氟樹脂的至少一種透光性樹脂材料而得的，上述黏接層含有具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的太陽電池保護片，其中上述透明樹脂片的厚度為0.03mm以上、且0.6mm以下。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述的太陽電池保護片，其中上述具有可與羧基反應的官能基的(甲基)丙烯酸系聚合物中的具有可與羧基反應的官能基的單體單元的含量，在上述黏接層中的全部聚合物的單體單元100莫耳%中，為0.5莫耳%以上、 且30莫耳%以下。
  15. 一種太陽電池模組，其依序積層如下而成，即，太陽電池保護片，其如申請專利範圍第12項至第14項中任一項所述；前面保護構件側的密封構件，其作為主成分含有選自乙烯-不飽和羧酸共聚物及乙烯-不飽和羧酸共聚物的離子聚合物的至少1種；太陽電池單元；背面保護構件側的密封構件；背面保護構件。
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