(57)【要約】【課題】「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤーを太陽電池素子に固定する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」を、耐熱性とモールディング性の両立という基本性能を保持したまま、更に、集電ワイヤー等に対する長期に亘る密着耐久性にも優れたものとすること。【解決手段】耐熱層６１と、少なくともいずれか一方の最表面に配置されている封止層６２と、を含んでなり、耐熱層６１は、融点１５０℃以上の熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、封止層６２は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９３０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、封止層６２に、シラン成分が含まれている、集電ワイヤー固定フィルム６とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルムであって、
耐熱層と、少なくともいずれか一方の最表面に配置されている封止層と、を含んでなり、
前記耐熱層は、融点１５０℃以上の熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、
前記封止層は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９３０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、
前記封止層に、シラン成分が含まれている、集電ワイヤー固定フィルム。
【請求項２】
前記耐熱層のベース樹脂がポリエチレンテレフタレートである、請求項１に記載の、集電ワイヤー固定フィルム。
【請求項３】
前記封止層は、基材層と、前記集電ワイヤー固定フィルムの最表面に露出する接着層と、を含む多層構成であって、
前記基材層には、前記シラン成分が含まれておらず、前記接着層に、前記シラン成分が含まれている、請求項１又は２に記載の集電ワイヤー固定フィルム。
【請求項４】
前記シラン成分が、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体である、請求項１から３の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルム。
【請求項５】
前記シラン成分がシランカップリング剤である、請求項１から３の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルム。
【請求項６】
前記シランカップリング剤は、メルカプト基を有するシランカップリング剤である、請求項５に記載の集電ワイヤー固定フィルム。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルムを備える、マルチワイヤー接続方式の太陽電池モジュールであって、
複数の太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の表面に複数配置されている集電ワイヤーと、
複数の前記集電ワイヤーを被覆して前記太陽電池素子の表面に積層されている前記集電ワイヤー固定フィルムと、
前記太陽電池素子を封止している封止材と、を備え、
前記集電ワイヤー固定フィルムの封止層に、複数の前記集電ワイヤーが埋まり込んでいる、
太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム、及び、それを用いた太陽電池モジュールに関する。詳しくは、マルチワイヤー方式で太陽電池素子が実装される太陽電池モジュールにおいて用いる集電ワイヤー固定フィルムと、それを用いて構成される太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池モジュールの層構成は、図１に示す太陽電池モジュール１と同様の層構成が一般的である。即ち、受光面側から、透明前面基板２、受光面側封止材３１、複数の太陽電池素子４、非受光面側封止材３２、及び、裏面保護シート５が順に積層された構成である。又、複数の太陽電池素子４については、通常、各素子の表面又は裏面に、複数の隣接する太陽電池素子を接続してこれらの各素子において発電した電気を集電するための導線が接続されている。太陽電池素子同士を電気的に接続するために配置されるこのような導線としては、従来、「バスバー」と称される幅２ｍｍ〜５ｍｍ程度の帯状の導線が用いられることが一般的であった。
【０００３】
複数の太陽電池素子を電気的に接合する導線は、太陽電池モジュールを構成する上で必須の構成要件である。しかしながら、一方で、太陽電池素子の受光面のうち、これらの導線によって被覆されている部分においては、太陽電池素子への太陽光の入光が物理的に遮られてしまう。これによる光利用効率の低下を最小化することが、単位面積当りの発電効率の向上が厳しく要求される太陽電池の開発競争の中で、切実な課題として認識されるようになっていた。
【０００４】
このような問題を解決するために、上述の帯状の導線（バスバー）に代えて、断面が略真円形である直径１００μｍ〜２００μｍ程度の多数の細線からなる集電ワイヤーを、太陽電池素子同士を電気的に接続する導線として用いる「マルチワイヤー接続」と称される太陽電池素子同士の接続構成が採用され始めている。この「マルチワイヤー接続」は、太陽電池モジュールの発電効率向上を可能とする技術として、今後の需要拡大が見込まれている（特許文献１、２参照）。
【０００５】
多数の細線（集電ワイヤー）による「マルチワイヤー接続」によって、太陽電池素子を電気的に接合する場合、各細線（集電ワイヤー）を、ハンダ処理等により太陽電池素子に固定することも可能ではあるが、図２に示すように、多数の集電ワイヤー６４を樹脂フィルム（「集電ワイヤー固定フィルム」６Ａ、６Ｂ）に埋込み、集電ワイヤー６４が埋め込まれたこの樹脂フィルム（「集電ワイヤー固定フィルム」）によって隣接する太陽電池素子４Ａ、４Ｂを電気的に接続する構造が、より好ましい接続構造として、今後、「マルチワイヤー接続」における主流の接続構造となっていくことが予想されている。
【０００６】
そして、「マルチワイヤー接続」を行うために用いる上記の樹脂フィルム（「集電ワイヤー固定フィルム」）には、過酷な使用環境に耐える「耐熱性」と、加熱圧着により多数の細線を安定的に埋め込み支持するための「モールディング性」という、一般的には相互に背反するものと考えられる物性の両立が要求される。尚、本明細書においては、集電ワイヤー固定フィルムを集電ワイヤー部分に加熱圧着する際における断面が略真円形である個々の細線（集電ワイヤー）の周囲に同フィルムの樹脂成分が隙間なく回り込む性質のことを、当該フィルムの「モールディング性」と称する。この「モールディング性」は、「集電ワイヤー固定フィルム」が集電ワイヤー部分を安定的に支持するために必須の性質である。
【０００７】
上記要求を満たすために、例えば、耐熱性に優れるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂からなる耐熱層と、モールディング性に優れるポリエチレン系樹脂からなる封止層と、が接着剤等によって接合されてなる多層構成の樹脂フィルムが、「マルチワイヤー接続」を行うための「集電ワイヤー固定フィルム」として用いられていた。
【０００８】
ここで、ポリエチレン系樹脂からなる上記の封止層には、モールディング性と併せて、集電ワイヤーや太陽電池素子に対する高い密着性も求められる。従来の集電ワイヤー固定フィルムにおいては、封止層の密着性についての要求を満たすために、封止層の表面にコロナ処理等の密着性を向上させるための表面処理を行うことが広く行われていた。
【０００９】
封止層の表面へのコロナ処理により、集電ワイヤー固定フィルムの集電ワイヤー等に対する製品完成後初期段階での密着性については、十分に向上させることができる。しかしながら、本発明者らは、長期に亘って過酷な湿熱環境下で安定的に作動し続けることを求められる太陽電池モジュールに要求される長期に亘る密着耐久性については、上記のような表面処理によっては必ずしも十分に担保されえないことを、新たな問題として認識するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００４／０２１４５５号
【特許文献２】国際公開第２０１７／０７６７３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記状況の下で開発されたものであり、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤーを太陽電池素子に固定する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」を、耐熱性とモールディング性の両立という基本性能を保持したまま、更に、集電ワイヤー等に対する長期に亘る密着耐久性にも優れたものとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、耐熱性と、モールディング性の両立を求められる「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」において、主としてモールディング性の発現に寄与する封止層に、表面処理ではなくて、シラン成分の添加によって、密着性を向上させることにより、より長期に亘って、「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」に優れた密着耐久性を備えさせることができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１３】
（１）  太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルムであって、耐熱層と、少なくともいずれか一方の最表面に配置されている封止層と、を含んでなり、前記耐熱層は、融点１５０℃以上の熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、前記封止層は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９３０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、前記封止層に、シラン成分が含まれている、集電ワイヤー固定フィルム。
【００１４】
（２）  前記耐熱層のベース樹脂がポリエチレンテレフタレートである、（１）に記載の、集電ワイヤー固定フィルム。
【００１５】
（３）  前記封止層は、基材層と、前記集電ワイヤー固定フィルムの最表面に露出する接着層と、を含む多層構成であって、前記基材層には、シラン成分が含まれておらず、前記接着層に、シラン成分が含まれている、（１）に記載の集電ワイヤー固定フィルム。
【００１６】
（４）  前記シラン成分が、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体である、（１）から（３）の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルム。
【００１７】
（５）  前記シラン成分がシランカップリング剤である、（１）から（３）の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルム。
【００１８】
（６）前記シランカップリング剤は、メルカプト基を有するシランカップリング剤である、（５）に記載の集電ワイヤー固定フィルム。
【００１９】
（７）  （１）から（６）の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルムを備える、マルチワイヤー接続方式の太陽電池モジュールであって、複数の太陽電池素子と、前記太陽電池素子の表面に複数配置されている集電ワイヤーと、複数の前記集電ワイヤーを被覆して前記太陽電池素子の表面に積層されている前記集電ワイヤー固定フィルムと、前記太陽電池素子を封止している封止材と、を備え、前記集電ワイヤー固定フィルムの封止層に、複数の前記集電ワイヤーが埋まり込んでいる、太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤーを太陽電池素子に固定する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」を、耐熱性とモールディング性の両立という基本性能を保持したまま、更に、集電ワイヤー等に対する長期に亘る密着耐久性にも優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の集電ワイヤー固定フィルムを用いて構成されている太陽電池モジュールの層構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルムを用いて電気的に接続されている太陽電池素子の「マルチワイヤー接続」による接続構造の説明に供する斜視図である。
【図３】図２の「マルチワイヤー接続」の接続構造の側面図である。
【図４】図１の太陽電池モジュールにおける集電ワイヤー固定フィルムへの集電ワイヤーの埋まり込みの態様を模式的に示す太陽電池モジュールの部分拡大断面図である。
【図５】本発明の集電ワイヤー固定フィルムの層構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の集電ワイヤー固定フィルム、及び、それを用いた太陽電池モジュールについて説明する。本発明は以下に記載される実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
＜集電ワイヤー固定フィルム＞
本発明の集電ワイヤー固定フィルム６は、図１に示す通り、太陽電池モジュール１において複数の太陽電池素子４同士を「マルチワイヤー接続」により電気的に接続する際に、この接続構造を構成する樹脂フィルムである。
【００２４】
図２及び図３に示す通り、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュール１における太陽電池素子４同士の接続は、多数の集電ワイヤー６４が埋め込まれた集電ワイヤー固定フィルム６Ａ、６Ｂを、太陽電池素子４Ａ、４Ｂの表面又は裏面に接合することにより行われる。
【００２５】
又、図４に示す通り、集電ワイヤー固定フィルム６を用いた「マルチワイヤー接続」においては、太陽電池素子４Ｂに接合される集電ワイヤー６４は、集電ワイヤー固定フィルム６Ｂの封止層６２にその大部分が埋めこまれており、同時に、その一部が、太陽電池素子４Ｂに導通可能に集電ワイヤー固定フィルム６Ｂの表面から露出している。そして、個々の集電ワイヤー６４は、当該露出部分において、太陽電池素子４Ｂの表面又は裏面の電極部分に接合されている。
【００２６】
尚、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュール１においては、太陽電池素子を電気的に接合する導線である集電ワイヤー６４が、従来のバスバー等の幅広の帯状の導線とは異なり、断面が略真円形状の細線である。このことにより、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュール１においては、太陽電池素子４の表面に入射する光を反射してしまうことになる導線部分の表面積をより小さくすることができる。又、非受光面側の各部材に反射した光のうち表面のガラス基板に再反射する等して太陽電池素子に到達することができる光の割合も高くなる。
【００２７】
但し、集電ワイヤー６４は、その断面が略真円形状である細線であるため、これを安定的に固定するためには、集電ワイヤー固定フィルム６に、従来の帯状の導線を固定する場合よりも、より優れたモールディング性が必要となる。
【００２８】
このため、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュール１を構成するために用いられる集電ワイヤー固定フィルム６は、図５に示す通り、耐熱性を有する樹脂基材からなる耐熱層６１に、モールディング性に優れる封止層６２が積層されてなる多層フィルムとされている。尚、封止層６２については、基材層６２１と特に金属密着性に優れる接着層６２２との二つの層で構成されていることがより好ましい。
【００２９】
上述の層構成からなる集電ワイヤー固定フィルム６は、総厚さが、４５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。又、耐熱層の厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、封止層６２の厚さは、４５μｍ以上１７０μｍ以下であることが好ましい。但し、これらの厚さ範囲は、一般的な「マルチワイヤー接続」構造における集電ワイヤー６４の直径が、概ね１００μｍ以上２００μｍ以下程度であることを前提とするものである。よって、集電ワイヤー固定フィルム６の厚さは、必ずしも、上記厚さ範囲内に限定されるものではない。例えば、封止層６２の厚さについては、埋め込み対象とする集電ワイヤー６４の直径等に応じて、適宜調整することにより、当該集電ワイヤー固定フィルムに必要なモールディング性を備えさせることができる。
【００３０】
［耐熱層］
集電ワイヤー固定フィルム６の耐熱層６１は、融点１５０℃以上の熱可塑性樹脂をベース樹脂とする。そのように耐熱性に優れる熱可塑性樹脂であり、耐熱層６１を形成するベース樹脂として用いることができる樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（融点：２５５℃）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）（融点：２３２℃）、ポリプロピレン（ＰＰ）（融点：１６８℃）、ポリカーボネート（ＰＣ）（融点：１５０℃）等を挙げることができる。
【００３１】
又、集電ワイヤー固定フィルム６の耐熱層６１を形成するベース樹脂としては、上記の熱可塑性樹脂の中でも、特に耐熱性に優れる樹脂でありながら、経済性や製造時の取り扱い性をも良好に保持することができる、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を好ましく用いることができる。
【００３２】
（耐光安定剤）
耐熱層６１には、上記のベース樹脂に加えて、更に、耐光安定剤が含有されることが好ましい。耐熱層６１に含有させる耐光安定剤としては、エチレンと特定化学構造のモノマーとを重合させた各種のヒンダードアミン系耐光安定剤を好ましく用いることができる。又、このヒンダードアミン系耐光安定剤として、環状アミノビニル化合物とエチレンとの共重合体からなり、分子量が３００００以上の巨大な分子構造からなる耐光安定剤を、特に好ましく用いることができる。
【００３３】
耐熱層６１中の上記の耐光安定剤の含有量は、３質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。耐光安定剤の上記含有量が、３質量％以上であることにより、耐熱層６１に、太陽電池モジュール用途の積層フィルムに要求される水準に対して、十分に好ましい耐光性を付与することができる。又、同含有量を１０質量％以下に止めることにより、耐光安定剤のブリードアウトによる透明性の低下や、多層フィルムの層間密着性の低下を回避することができる。
【００３４】
［封止層］
集電ワイヤー固定フィルム６の封止層６２は、柔軟性に優れるポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物により形成されていて、尚且つ、同層内には、シラン成分が含まれている。
【００３５】
又、封止層６２は、図５に示す通り、更に、基材層６２１と、集電ワイヤー固定フィルム６の最表面に露出する層である接着層６２２と、を含む２つの層により構成される多層構成であることがより好ましい。封止層６２がこのような多層構成である場合、接着層６２２のみに、シラン成分が含まれていることがより好ましい。
【００３６】
（ポリエチレン系樹脂）
封止層６２は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９３０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは、密度０．８８０ｇ／ｃｍ３以上０．９２０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする。ここで、ベース樹脂とは、当該樹脂層内の全樹脂成分中において含有量比が最も大きい樹脂のことをいい、樹脂成分中の含有量比が５０質量％以上であり、９０質量％以上であることが好ましい。尚、集電ワイヤー固定フィルム６の各層に含有される各樹脂の含有量比は、例えば、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）やＩＲ（赤外分光法）、ＮＭＲ（核磁気共鳴）で検出されるピーク比等から分析することができる。
【００３７】
又、封止層６２を形成するポリエチレン系樹脂は、そのうちの９０質量％以上１００質量％以下の樹脂が、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９１０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系α−オレフィン共重合体であることがより好ましい。封止層６２を形成する上記密度範囲内のポリエチレン系樹脂のうち、９０質量％以上がポリエチレン系α−オレフィン共重合体であることにより、耐熱層６１と封止層６２との密着性が向上し、これにより、多層構成のフィルムである集電ワイヤー固定フィルム６の耐久性が向上する。
【００３８】
本発明の集電ワイヤー固定フィルムの封止層を形成するための樹脂として好ましく用いることができるポリエチレン系α−オレフィン共重合体として、市場で入手可能なもの具体例としては、上記同様に、「タフマーＤＦ−７１０（商品名）／（三井化学社製）」、「タフマーＤＦ−１１９（商品名）／（三井化学社製）」、「タフマーＡ−１０８５Ｓ（商品名）／（三井化学社製）」、「タフマーＡ−４０７０Ｓ（商品名）／（三井化学社製）」、「タフマーＡ−４０８５Ｓ（商品名）／（三井化学社製）」、「タフマーＡ−４０９０Ｓ（商品名）／（三井化学社製）」、「カーネルＫＦ２６０Ｔ（商品名）／（日本ポリエチレン社製）」、「カーネルＫＦ２７０（商品名）／（日本ポリエチレン社製）」、「カーネルＫＦ３７０（商品名）／（日本ポリエチレン社製）」、「カーネルＫＦ３６０Ｔ（商品名）／（日本ポリエチレン社製）」、「カーネルＫＳ２４０Ｔ（商品名）／（日本ポリエチレン社製）」、「カーネルＫＳ３４０Ｔ（商品名）／（日本ポリエチレン社製）」、「カーネルＫＳ２６０（商品名）／（日本ポリエチレン社製）」、「エクセレンＶＬ１００（商品名）／（住友化学社製）」、「エクセレンＶＬ１０２（商品名）／（住友化学社製）」、「エクセレンＶＬ２００（商品名）／（住友化学社製）」、「エクセレンＦＸ２０１（商品名）／（住友化学社製）」、「エクセレンＦＸ３０１（商品名）／（住友化学社製）」、「エクセレンＦＸ３０７（商品名）／（住友化学社製）」、「エクセレンＦＸ３５２（商品名）／（住友化学社製）」、「エクセレンＦＸ３５１（商品名）／（住友化学社製）」、「エクセレンＦＸ３５７（商品名）／（住友化学社製）」等の市販製品を挙げることができる。
【００３９】
（シラン共重合体）
封止層６２に含まれることにより、封止層６２の集電ワイヤー６４等への長期密着耐久性を向上させるシラン成分は、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体であることが好ましい。
【００４０】
このシラン共重合体は、主鎖となる直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等に、エチレン性不飽和シラン化合物を側鎖としてグラフト重合してなるものである。このようなグラフト共重合体は、接着力に寄与するシラノール基の自由度が高くなるため、集電ワイヤー固定フィルム６の太陽電池モジュール１を構成する他の積層部材への接着性を向上することができる。
【００４１】
シラン共重合体において、主鎖となる直鎖低密度ポリエチレン等とグラフト重合させるエチレン性不飽和シラン化合物として、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリエチレンジオキシシラン、ビニルプロピオニルオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリカルボキシシランより選択される１種以上を使用することができる。尚、封止層６２中における、これらのエチレン性不飽和シラン化合物の含量であるグラフト量は、封止層６２の全樹脂成分の合計１００質量部に対して、０．００１質量部以上０．５質量部以下の範囲となるように調整することが好ましく、０．００３質量部以上０．１質量部以下とすることがより好ましい。上述のシラン共重合体については、このエチレン性不飽和シラン化合物の含量であるグラフト量が、上記の通り０．００１質量部以上０．５質量部以下の範囲の含有量範囲内となるように、上記のグラフト量とその添加量とを適宜調整して、封止層６２に含有させることにより、封止層６２の密着耐久性を十分に向上させることができる。
【００４２】
（シランカップリング剤）
封止層６２に含まれることにより、封止層６２の集電ワイヤー６４等への長期密着耐久性を向上させるシラン成分は、シランカップリング剤であってもよい。
【００４３】
シラン共重合体の封止層６２中の含有量は、シランカップリング剤の含有量は、封止層６２の全樹脂成分の合計１００質量部に対して、０．２５質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましい。封止層６２に、シランカップリング剤を上記の通り０．２５質量部以上含有させることにより、封止層６２の密着耐久性を十分に向上させることができる。尚、上記含有量を１０．０質量部以下とすることで、シランカップリング剤のブリードアウトを抑制することができる。
【００４４】
尚、封止層６２に含まれるシランカップリング剤は、メルカプト基を有するシランカップリング剤であることがより好ましい。封止層６２に含まれるシランカップリング剤を、メルカプト基を有するシランカップリング剤とすることで、特に、ＺｎＯ、Ｚｎ（Ｏ）Ｓ、ＣｄＳ及びＩｎ２Ｓ３からなる群より選ばれた少なくとも１種の化合物を含んでなる層、即ち、太陽電池素子４の表面層に対する、密着性及び長期密着耐久性を有意に向上させることができる。
【００４５】
メルカプト基を有するシランカップリング剤とは、一般式［Ｒ１−Ｓｉ（ＯＲ２）３］（Ｒ１はメルカプトアルキル基を、Ｒ２はアルキル基をそれぞれ表わす）で表されるものであり、例としては、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、６−メルカプトヘキサトリメトキシシラン等が挙げられる。尚、メルカプト系のシランカップリング剤は特に限定されず、公知のシランカップリング剤を好適に用いることができる。
【００４６】
（耐光安定剤）
封止層６２にも、耐熱層６１と同様に、上記のポリエチレン系樹脂に加えて、更に、耐光安定剤が含有されることが好ましい。封止層６２に含有される耐光安定剤としては、耐熱層６１と同様に、各種のヒンダードアミン系耐光安定剤、特に好ましくは、環状アミノビニル化合物とエチレンとの共重合体からなり、分子量が３００００以上の巨大な分子構造からなる耐光安定剤を、好ましく用いることができる。
【００４７】
封止層６２中の上記の耐光安定剤の含有量は、０．２質量％以上５質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上３質量％以下であることがより好ましい。耐光安定剤の上記含有量が、０．２質量％以上であることにより、主としてポリエチレンにより形成される封止層６２に、太陽電池モジュール用途の積層フィルムに要求される水準として、必要な水準の耐光性を付与することができる。又、同含有量を５質量％以下に止めることにより、耐光安定剤のブリードアウトによる透明性の低下や、多層フィルムの層間密着性の低下を回避することができる。
【００４８】
本発明の集電ワイヤー固定フィルム６の封止層６２に添加する耐光安定剤として好ましく用いることができる上述のヒンダードアミン系耐光安定剤としても、市場で入手可能なもの具体例としては、例えば、耐熱層６１と同様、「ＸＪ−１００Ｈ」（分子量：３５０００、日本ポリエチレン株式会社製）に代表される、高分子量タイプのヒンダードアミン系光安定剤を挙げることができる。
【００４９】
［集電ワイヤー固定フィルムの製造方法］
集電ワイヤー固定フィルムの製造方法は、耐熱層及び封止層を形成する樹脂組成物からなる樹脂フィルムを、接着剤で接合するドライラミネーション法によることができる。又、封止層を形成する樹脂組成物を、耐熱層を形成する成型済の樹脂フィルム上に加熱押し出しすることにより積層体を得るラミネーション法によることもできる。
【００５０】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュール１は、図１に示す基本構造を有する「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュールである。受光面側封止材３１及び非受光面側封止材３２は、いずれも主として太陽電池素子４を外部衝撃から保護する機能を発揮する樹脂シートである。又、特に受光面側封止材３１は、太陽光線を高い透過率で透過させるために透明なシートであることが求められる。これらの封止材３（３１、３２）としては、ポリエチレンやエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等各種のオレフィン系樹脂をベース樹脂とする封止材シートを適宜用いることができる。集電ワイヤー固定フィルム６の封止層６２或いは接着層６２２との密着性を高めるためには、ポリエチレン又はＥＶＡをベース樹脂とする封止材シートを、これらの各層の樹脂組成に応じて適宜選択すればよい。
【００５１】
太陽電池素子４としては、例えば、アモルファスシリコン型、結晶シリコン型等、「マルチワイヤー接続」が適用可能な太陽電池素子であれば、特に限定なく用いることができる。透明前面基板２、裏面保護シート５については、太陽電池モジュール用途の各部材として従来公知の部材を特に制限なく用いることができる。又、本発明の太陽電池モジュールは、上記部材以外の部材を必要に応じて更に含むものであってもよい。
【００５２】
［太陽電池モジュールの製造方法］
一般に太陽電池モジュールは、これを構成する太陽電池素子や封止材他の各部材を積層してなる積層体を加熱圧着して一体化する製法により製造することができる。各太陽電池素子間を集電ワイヤー固定フィルム６に埋め込まれた集電ワイヤー６４で接続する「マルチワイヤー接続」構造を含む太陽電池モジュール１を製造する場合においては、集電ワイヤー固定フィルム６の封止層６２に予め集電ワイヤー６４を埋込み、集電ワイヤー６４が埋め込まれた状態の集電ワイヤー固定フィルム６を太陽電池素子４に仮圧着した後、透明前面基板２、受光面側封止材３１、太陽電池素子４、非受光面側封止材３２、及び裏面保護シート５からなる各部材を順次積層してなる積層体を、真空吸引等により一体化する真空熱ラミネート加工を行う。真空熱ラミネート加工による場合、ラミネート温度は、１３０℃以上１７０℃以下の範囲内とすることが好ましい。又、ラミネート時間は、５分以上３０分以下の範囲内が好ましく、特に８分以上１５分以下の範囲内が好ましい。このようにして、上記各層を一体成形体として加熱圧着成形する際に、加熱によって封止層６２を形成する樹脂が、断面が略円形である集電ワイヤー６４の周囲に隙間なく回り込み、一体化後の太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤー固定フィルム６と集電ワイヤー６４との間に高い密着性が発現し、集電ワイヤー６４は極めて安定的に支持されることとなる。
【実施例】
【００５３】
以下の通り、実施例、比較例の各集電ワイヤー固定フィルムを作成して、本発明の効果を検証した。
【００５４】
＜集電ワイヤー固定フィルムの作成＞
下記の各樹脂材料を用いて、実施例及び比較例の集電ワイヤー固定フィルムを作製した。
【００５５】
（実施例）
実施例については、耐熱層を構成する樹脂フィルムとして下記の「ポリエチレンテレフタレートフィルム」を用い、封止層を構成する樹脂フィルムとしてシラン成分を含有する下記の「シラン変性ポリエチレンフィルム」を用い、両フィルムを、アクリル系接着剤によるドライラミネート法により接合して得た多層樹脂フィルムを実施例の集電ワイヤー固定フィルムとした。
各層及び全層の厚さは、耐熱層の厚さを１３μｍ、封止層の厚さを６３μｍ、両フィルム間の上記接着剤の厚み４μｍを含めた総厚さを８０μｍとした。
「ポリエチレンテレフタレートフィルム」
：融点２６０℃、厚さ１２μｍ、商品名「ルミラー（登録商標）Ｓ１０」（東レ株式会社製）
「シラン変性ポリエチレンフィルム」
：融点９３℃、密度０．９００ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが１．２ｇ／１０分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）９８質量部に対して、ビニルトリメトキシシラン２質量部と、ラジカル発生剤（反応触媒）としてのジクミルパーオキサイド０．１質量部と、を混合し、２００℃で溶融、混練して得た、シラン変性ポリエチレンフィルム。このシラン変性ポリエチレンフィルムは、シラン成分として、シラン共重合体を含有する樹脂フィルムであり、融点９１℃、密度０．９０３ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが１．０ｇ／１０分である。
【００５６】
（比較例１）
比較例１については、耐熱層を構成する樹脂フィルムとしては、実施例で用いた上記の「ポリエチレンテレフタレートフィルム」を用い、封止層を構成する樹脂フィルムとしては、シラン成分を含有しない下記の「ポリエチレンフィルム」を用い、両フィルムを、アクリル系接着剤によるドライラミネート法により接合して得た多層樹脂フィルムを比較例１の集電ワイヤー固定フィルムとした。
各層及び全層の厚さは、実施例と同様、耐熱層の厚さを１３μｍ、封止層の厚さを６３μｍ、両フィルム間の上記接着剤の厚み４μｍを含めた総厚さを８０μｍとした。
「ポリエチレンフィルム」
：融点９３℃、密度０．９００ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲ１．２ｇ／１０分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）。
【００５７】
（比較例２）
比較例２については、比較例１の集電ワイヤー固定フィルムに対して、その封止層側の表面にコロナ処理（コロナ放電を照射させることで樹脂フィルム表面に極性基を導入して密着性能を向上させる処理）を施した点のみが比較例１とは異なる多層樹脂フィルムを、比較例２の集電ワイヤー固定フィルムとした。
各層及び全層の厚さは、実施例と同様、耐熱層の厚さを１３μｍ、封止層の厚さを６３μｍ、両フィルム間の上記接着剤の厚み４μｍを含めた総厚さを８０μｍとした。
【００５８】
各実施例と比較例の集電ワイヤー固定フィルムについて、初期密着性と密着耐久性の優劣を下記の各試験結果に基づいて評価した。
【００５９】
＜評価例１：初期密着性＞
実施例、比較例の各集電ワイヤー固定フィルムについて、初期密着性を、以下の試験方法により測定し、下記の評価基準に基づいて評価した。尚、この試験においては、太陽電池素子に対する密着性と、集電ワイヤーに対する密着性をそれぞれ別途の試験により測定した。
【００６０】
［初期密着性試験１（太陽電池素子に対する密着性試験）］
以下の層構成からなる積層体を真空ラミネートにより一体化して、「密着性評価用サンプル１」を作成した。
（「密着性評価用サンプル１」の層構成）
：ガラス基板（１８０ｍｍ×１８０ｍｍ、厚さ３．２ｍ）／受光面側封止材（：密度０．９８５ｇ／ｃｍ３の低密度ポリエチレンフィルム、厚さ４５０μｍ）／集電ワイヤー固定フィルム（各実施例、比較例の集電ワイヤー固定フィルム）／太陽電池素子（Ｎ型両面採光セル、厚さ１８０μｍ）／集電ワイヤー固定フィルム（各実施例、比較例の集電ワイヤー固定フィルム）／非受光面側封止材（密度０．９８５ｇ／ｃｍ３の低密度ポリエチレンフィルム、厚さ４５０μｍ）／裏面保護シート（：密度０．９２２ｇ／ｃｍ３の低密度ポリエチレンフィルム（厚さ１２０μｍ）と、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ１５０μｍ）とをドライラミネーションにより接合してなる多層樹脂シート）
尚、上記「密着性評価用サンプル１」の作成にあたっては、下記条件による真空ラミネート前に、上記太陽電池素子の非受光面側の表面と、上記集電ワイヤー固定フィルムとの間の一部に、離型フィルムとして、ＥＴＦＥフィルムを挿入し、真空ラミネート後、当該ＥＴＦＥフィルムを取り除いて、下記の剥離試験の引っ張りのきっかけとする剥離部分を形成した。
真空ラミネートは、設定温度１６５℃、真空引き６分、大気圧加圧１１分、圧力１００ｋＰａで行った。
（密着性評価試験１）
上記の通りの材料・製法により一体化された各密着性評価用サンプルの上記剥離部分において、裏面保護シート／封止材／コネクティングフィルムを１５ｍｍ幅でカットした後、剥離試験機（テンシロン万能試験機  ＲＴＦ−１１５０−Ｈ）を用い、「１８０度剥離試験」を実施した。試験結果について、下記の評価基準により、初期密着性を評価した。評価結果を「初期密着性」として表１に記す。尚、「１８０度剥離試験」の試験条件は、常温、剥離速度５０ｍｍ／ｍｉｎとした。
（評価基準）
Ａ：１００Ｎ／１５ｍｍ以上
Ｂ：３０Ｎ／１５ｍｍ以上１００Ｎ／１５ｍｍ未満
Ｃ：３０Ｎ／１５ｍｍ未満
【００６１】
［初期密着性試験２（集電ワイヤーに対する密着性試験）］
以下の層構成からなる積層体を真空ラミネートにより一体化して、「密着性評価用サンプル２」を作成した。
（「密着性評価用サンプル２」の層構成）
：ガラス基板（１８０ｍｍ×１８０ｍｍ、厚さ３．２ｍ）／受光面側封止材（：密度０．９８５ｇ／ｃｍ３の低密度ポリエチレンフィルム、厚さ４５０μｍ）／集電ワイヤー固定フィルム（各実施例、比較例の集電ワイヤー固定フィルム）／集電ワイヤー（直径２５０μｍのワイヤーを、１５ｍｍ間隔で９本配置）。
尚、上記の集電ワイヤーを上記間隔で正確に配置するために、先ず１５ｍｍ間隔で溝を切ったステンレス板に上記の集電ワイヤーを設置し、この状態において、上記の集電ワイヤー固定フィルムを仮圧着させる作業を先行して行った上で、真空ラミネート処理を行った。
又、上記「密着性評価用サンプル２」の作成にあたっては、下記条件による真空ラミネート前に、上記集電ワイヤーと、上記集電ワイヤー固定フィルムとの間の一部に、離型フィルムとして、ＥＴＦＥフィルムを挿入し、真空ラミネート後、当該ＥＴＦＥフィルムを取り除いて、下記の剥離試験の引っ張りのきっかけとする剥離部分を形成した。
真空ラミネートは、設定温度１６５℃、真空引き６分、大気圧加圧１１分、圧力１００ｋＰａで行った。
（密着性評価試験２）
上記の通りの材料・製法により一体化された各密着性評価用サンプルの上記剥離部分において先端部分を含む一部を集電ワイヤー固定フィルムから剥離させた９本の上記集電ワイヤーの各先端部分を、一対のガラス基板／封止材／集電ワイヤー固定フィルムの積層体で挟みこんで加熱圧着して固定しこの積層体を引っ張る形で、剥離試験機（テンシロン万能試験機  ＲＴＦ−１１５０−Ｈ）を用い、「１８０度剥離試験」を実施した。試験結果について、下記の評価基準により、初期密着性を評価した。評価結果を「初期密着性」として表１に記す。尚、「１８０度剥離試験」の試験条件は、常温、剥離速度５０ｍｍ／ｍｉｎとした。
（評価基準）
Ａ：５Ｎ／１５ｍｍ以上
Ｂ：３Ｎ／１５ｍｍ以上５Ｎ／１５ｍｍ未満
Ｃ：３Ｎ／１５ｍｍ未満
【００６２】
＜評価例２：密着耐久性＞
実施例、比較例の各集電ワイヤー固定フィルムについて、密着耐久性を、以下の試験方法により評価した。
［密着耐久性試験］
上記の「初期密着性試験」で用いた「密着性評価用サンプル１」及び「密着性評価用サンプル２」を、ＪＩＳ  Ｃ８９１７に準拠し、試験槽内温度８５℃、湿度８５％、継続時間１０００時間の条件で、ダンプヒート試験機に投入し、試験後の評価用サンプルモジュールについて、上記「初期密着性試験」と同一の測定方法で、各評価サンプルの密着性を測定し、下記の評価基準により、密着耐久性を評価した。評価結果を「密着耐久性」として表１に記す。
（評価基準）
Ａ：上記初期密着性試験（１、２）それぞれで得た初期密着強度に対する、上記ダンプヒート試験後の密着強度の維持率（以下「密着強度維持率」と言う）が３０％以上
Ｂ：密着強度維持率が、１０％以上３０％未満
Ｃ：密着強度維持率が、１０％未満
【００６３】
【表１】
2020136427.tif 000003
【００６４】
以上の試験及び評価結果から、本発明の集電ワイヤー固定フィルムは、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤーを太陽電池素子に固定する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」において、耐熱性に優れるポリエチレンテレフタレート樹脂で耐熱性を構成し、柔軟性を有しモールディング性向上に寄与しうるポリエチレン系樹脂で封止層を構成した多層フィルムであり、尚且つ、集電ワイヤー等に対する長期に亘る密着耐久性が十分に向上されたものであることが確認された。
【符号の説明】
【００６５】
１            太陽電池モジュール
２            透明前面基板
３            封止材
３１          受光面側封止材
３２          非受光面側封止材
４            太陽電池素子
５            裏面保護シート
６            集電ワイヤー固定フィルム
６１          耐熱層
６２          封止層
６２１        基材層
６２２        接着層
６４          集電ワイヤー
【図１】
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【図２】
2020136427.tif 000005
【図３】
2020136427.tif 000006
【図４】
2020136427.tif 000007
【図５】
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