(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロピレン系熱可塑性重合体、水添テルペン樹脂、シランカップリング剤及び核剤を含有する太陽電池素子封止材であって、
前記プロピレン系熱可塑性重合体は、プロピレン系熱可塑性エラストマーとプロピレン系熱可塑性樹脂とを含有し、該プロピレン系熱可塑性エラストマーと該プロピレン系熱可塑性樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該プロピレン系熱可塑性樹脂は２〜８質量％であり、
前記プロピレン系熱可塑性重合体と前記水添テルペン樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該プロピレン系熱可塑性重合体は４３〜７２質量％、該水添テルペン樹脂は２８〜５７質量％であり、
前記水添テルペン樹脂は、変性されていない水添テルペン樹脂と芳香族変性水添テルペン樹脂とを含有し、該変性されていない水添テルペン樹脂と該芳香族変性水添テルペン樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該芳香族変性水添テルペン樹脂は１０〜８０質量％であり、
前記シランカップリング剤が、エポキシ系シランカップリング剤であり、
前記核剤は、有機化合物からなる核剤であり、該有機化合物からなる核剤がソルビトール系化合物からなる核剤であり、
前記プロピレン系熱可塑性重合体と前記水添テルペン樹脂との合計を１００質量部とした場合に、前記シランカップリング剤は０．３〜２．５質量部、前記核剤は０．０５〜０．７５質量部であることを特徴とする太陽電池素子封止材。
【請求項２】
前記変性されていない水添テルペン樹脂の軟化点が１４０℃以上であり、且つ前記芳香族変性水添テルペン樹脂の軟化点が１００℃以上である請求項１に記載の太陽電池素子封止材。
【請求項３】
ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１により測定した全光線透過率が９０％以上であり、且つ８０℃の温水に３時間浸漬した後、２３℃で測定した１８０°剥離による接着強度が４０〜１１０Ｎである請求項１又は２に記載の太陽電池素子封止材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池素子封止材に関する。更に詳しくは、本発明は、優れた透明性を有し、且つ耐熱性が高く、適度な硬度を有するため、成形時に冷却ロール等から剥離し易く、シボ加工等が容易であるとともに、接着強度、特に温水浸漬後の接着強度が大きい太陽電池素子封止材に関する。また、この太陽電池素子封止材は、耐熱性を向上させるための架橋を必要としないため、封止工程に要する時間を大幅に短縮することができる。
【背景技術】
【０００２】
昨今、地球環境の観点で、二酸化炭素の削減等が提唱されており、太陽光、風力、水力及び地熱等の自然エネルギーの活用が注目され、従前よりなされている水力発電、風力発電等と並んで、太陽光発電についても改良、開発が進められている。この太陽光発電では、太陽電池モジュールの発電効率が大きく向上するとともに、コストの低減も著しく、国及び地方自治体が太陽光発電システムの導入を促進していることもあって、近年、一般住宅等にも普及しつつある。しかし、より普及させるためには、更なる低コスト化とともに、発電効率がより高く、且つ長期に亘って安定した発電性能が維持される太陽電池モジュールの開発が必要とされている。
【０００３】
太陽光発電では、シリコン、ガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン等の半導体を用いてなる発電素子により、光エネルギーが電気エネルギーに変換されるが、半導体は外気と直接接触すると機能が低下するため、発電素子を封止する必要がある。また、封止材は、太陽電池の発電性能を安定化するため、十分な透明性を有するとともに、発電素子における電流のリークを十分に抑えることができる優れた電気絶縁性等を備えている必要がある。更に、太陽電池の使用時には相当な温度上昇が避けられないため、封止材は、使用時に流動したり変形したりすることのない十分な耐熱性を有している必要がある。
【０００４】
現在、太陽電池素子の封止材としては、透明性に優れ、且つ柔軟であるという観点で、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、「ＥＶＡ」と略記する。）を主成分とする製品が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。また、特定の物性を有する非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体を用いた封止材も知られている（例えば、特許文献２参照。）。更に、特定の融点を有するプロピレン系重合体と、特定の硬度等を有するオレフィン系共重合体とを含有する太陽電池封止材が知られており、重合体には、シランカップリング剤及び水添テルペン樹脂等を配合することもできると記載されている（例えば、特許文献３参照。）。また、グラフト変性プロピレン系樹脂からなり、特定の針進入温度、柔軟性ヤング率等を有し、太陽電池封止材などに用いることができるフィルム又はシートも知られており、樹脂組成物には、テルペン系樹脂、シランカップリング剤、核剤等が配合されていてもよいと記載されている（例えば、特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８３３８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０９０６号公報
【特許文献３】再公表ＷＯ２００７／０６１０３０号公報
【特許文献４】特開２００８−１２７４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されたＥＶＡは耐熱性が低く、架橋する必要があり、封止工程と並行して段階的に架橋させるため、封止に長時間を必要とし、長時間の加熱による樹脂の熱劣化も懸念される。また、ＥＶＡには吸湿性があり、封止材に水分が含有されると起電力が低下することがある。更に、架橋してしまうためリサイクル使用することができないという問題もある。また、特許文献２に記載された特定の物性を有する非晶性又は低結晶性のα−オレフィン系共重合体は、耐熱性に劣るという問題がある。
【０００７】
更に、特許文献３に記載された太陽電池封止材では、樹脂組成物に、シランカップリング剤及び水添テルペン樹脂等を配合することもできるという記載はあるものの、それらの種類、配合量、作用等については何ら詳述されていない。更に、特許文献４に記載されたフィルム又はシートでも、用いられる重合体組成物に、テルペン系樹脂、シランカップリング剤、核剤等が配合されていてもよいと記載されてはいるものの、それらの種類、配合量、作用等について、詳しい検討は何らなされていない。
【０００８】
本発明は前記の従来の状況に鑑みてなされたものであり、優れた透明性を有し、且つ耐熱性が高く、適度な硬度を有するため、成形時に冷却ロール等から剥離し易く、シボ加工等が容易であるとともに、接着強度、特に温水浸漬後の接着強度が大きい太陽電池素子封止材（以下、「封止材」ということもある。）を提供することを目的とする。また、耐熱性を向上させるための架橋を必要としないため、封止工程に要する時間を大幅に短縮することができる太陽電池素子封止材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下のとおりである。
１．プロピレン系熱可塑性重合体、水添テルペン樹脂、シランカップリング剤及び核剤を含有する太陽電池素子封止材であって、
前記プロピレン系熱可塑性重合体は、プロピレン系熱可塑性エラストマーとプロピレン系熱可塑性樹脂とを含有し、該プロピレン系熱可塑性エラストマーと該プロピレン系熱可塑性樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該プロピレン系熱可塑性樹脂は２〜８質量％であり、前記プロピレン系熱可塑性重合体と前記水添テルペン樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該プロピレン系熱可塑性重合体は４３〜７２質量％、該水添テルペン樹脂は２８〜５７質量％であり、前記水添テルペン樹脂は、変性されていない水添テルペン樹脂と芳香族変性水添テルペン樹脂とを含有し、該変性されていない水添テルペン樹脂と該芳香族変性水添テルペン樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該芳香族変性水添テルペン樹脂は１０〜８０質量％であり、前記シランカップリング剤が、エポキシ系シランカップリング剤であり、前記核剤は、有機化合物からなる核剤であり、該有機化合物からなる核剤がソルビトール系化合物からなる核剤であり、前記プロピレン系熱可塑性重合体と前記水添テルペン樹脂との合計を１００質量部とした場合に、前記シランカップリング剤は０．３〜２．５質量部、前記核剤は０．０５〜０．７５質量部であることを特徴とする太陽電池素子封止材。
２．前記変性されていない水添テルペン樹脂の軟化点が１４０℃以上であり、且つ前記芳香族変性水添テルペン樹脂の軟化点が１００℃以上である前記１．に記載の太陽電池素子封止材。
３．ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１により測定した全光線透過率が９０％以上であり、且つ８０℃の温水に３時間浸漬した後、２３℃で測定した１８０°剥離による接着強度が４０〜１１０Ｎである前記１．又は２．に記載の太陽電池素子封止材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽電池素子封止材は、プロピレン系熱可塑性重合体、水添テルペン樹脂、シランカップリング剤及び核剤を含有しており、透明性に優れ、且つ耐熱性が高く、適度な硬度を有し、シボ加工等の成形が容易であるとともに、粘着性が損なわれることがなく、接着強度、特に温水浸漬後の接着強度が大きい。また、粘着付与剤として配合されているテルペン樹脂が水添されているため、経時による黄変等の変色も抑えられる。更に、核剤が、有機化合物からなる核剤及び／又は有機基を有する核剤であるため、プロピレン系熱可塑性重合体と十分な相溶性を有し、白濁することがない。また、プロピレン系熱可塑性重合体等を含有し、電気絶縁性も高い。更に、耐熱性を向上させるための架橋を必要としないため、封止工程に要する時間を大幅に短縮することができる。
また、プロピレン系熱可塑性重合体は、プロピレン系熱可塑性エラストマーとプロピレン系熱可塑性樹脂とを含有し、プロピレン系熱可塑性エラストマーとプロピレン系熱可塑性樹脂との合計を１００質量％とした場合に、プロピレン系熱可塑性樹脂が２〜８質量％であるため、より高い耐熱性と適度な硬度とを有し、併せて十分な粘着性を備え、温水浸漬後の接着強度がより大きい封止材とすることができる。
更に、変性されていない水添テルペン樹脂の軟化点が１４０℃以上であり、且つ芳香族変性水添テルペン樹脂の軟化点が１００℃以上である場合は、特に高い耐熱性と硬度とを有し、成形加工後の冷却時に速やかに降温し、冷却ロール等からより剥離し易く、シボ加工等がより容易な封止材とすることができる。
また、シランカップリング剤が、エポキシ系シランカップリングであるため、温水浸漬後の接着強度がより大きい封止材とすることができる。
更に、核剤が有機化合物からなる核剤であり、有機化合物からなる核剤がソルビトール系化合物からなる核剤であるため、プロピレン系熱可塑性重合体と十分な相溶性を有するため、白濁が抑えられるとともに、温水浸漬後の接着強度がより大きい封止材とすることができる。
また、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１により測定した全光線透過率が９０％以上である場合は、太陽電池素子の封止材に要求される優れた透明性、光透過性を有し、実用面で好ましい封止材とすることができる。
更に、８０℃の温水に３時間浸漬した後、２３℃で測定した１８０°剥離による接着強度が４０〜１１０Ｎである場合は、夏期等の高温時の降水などに曝されたとき、及び車載用等の温水と接触することがある用途等においても、十分な接着強度が維持される封止材とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】水添テルペン樹脂の含有量と、温水浸漬後接着強度との相関を表すグラフである。
【図２】水添テルペン樹脂の全量のうちの芳香族変性品の含有量と、温水浸漬後接着強度との相関を表すグラフである。
【図３】エポキシ系シランカップリング剤の含有量と、温水浸漬後接着強度との相関を表すグラフである。
【図４】ソルビトール系核剤の含有量と、温水浸漬後接着強度との相関を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の太陽電池素子封止材は、プロピレン系熱可塑性重合体、水添テルペン樹脂、シランカップリング剤及び核剤を含有し、プロピレン系熱可塑性重合体は、プロピレン系熱可塑性エラストマーとプロピレン系熱可塑性樹脂とを含有し、プロピレン系熱可塑性エラストマーとプロピレン系熱可塑性樹脂との合計を１００質量％とした場合に、プロピレン系熱可塑性樹脂は２〜８質量％である。更に、プロピレン系熱可塑性重合体と水添テルペン樹脂との合計を１００質量％とした場合に、プロピレン系熱可塑性重合体は４３〜７２質量％、水添テルペン樹脂は２８〜５７質量％である。また、水添テルペン樹脂は変性されていない水添テルペン樹脂と芳香族変性水添テルペン樹脂とを含有し、これらの合計を１００質量％とした場合に、芳香族変性水添テルペン樹脂は１０〜８０質量％である。更に、シランカップリング剤が、エポキシ系シランカップリング剤であり、核剤は、有機化合物からなる核剤であり、有機化合物からなる核剤がソルビトール系化合物からなる。また、プロピレン系熱可塑性重合体と水添テルペン樹脂との合計を１００質量部とした場合に、シランカップリング剤は０．３〜２．５質量部含有され、核剤は０．０５〜０．７５質量部含有される
【００１３】
前記「プロピレン系熱可塑性重合体」は、全単量体を１００モル％とした場合に、８０モル％以上、特に９０モル％以上のプロピレンを用いて重合、又は共重合されてなる重合体、又は共重合体である。即ち、重合体の全単量体単位を１００モル％とした場合に、８０モル％以上、特に９０モル％以上のプロピレン単位を有する重合体、又は共重合体である。プロピレン系熱可塑性重合体としては、適度に柔軟なプロピレン系熱可塑性エラストマー、並びにプロピレン樹脂（単量体としてプロピレンのみを用いた単独重合体）及びプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合樹脂等のプロピレン系熱可塑性樹脂が挙げられ、これらは１種のみ用いてもよく、２種以上を併用することもできる。
【００１４】
太陽電池素子封止材の成形性、シボ加工性、接着性及び強度等の観点では、プロピレン系熱可塑性重合体としては、プロピレン系熱可塑性エラストマーと、プロピレン系熱可塑性樹脂とを併用する。また、エラストマーと樹脂とを併用する場合、プロピレン系熱可塑性エラストマーと、プロピレン系熱可塑性樹脂との合計を１００質量％としたときに、プロピレン系熱可塑性樹脂は２〜８質量％であり、特に３〜６質量％であることが好ましい。プロピレン系熱可塑性樹脂の含有量が２〜８質量％であれば、優れた成形性、シボ加工性、接着性及び強度等を有する封止材とすることができる。
尚、Ｘ線回折により測定したプロピレン系熱可塑性エラストマーの結晶化度は５０％未満、特に４５％以下、更に４０％以下であり、プロピレン系熱可塑性樹脂の結晶化度は５０％以上、特に５５％以上、更に６０％以上である。
【００１５】
プロピレン系熱可塑性エラストマーとしては、プロピレンを主体として、これに他のα−オレフィン等を共重合させてなるエラストマーを用いることができる。プロピレンを除く他のα−オレフィンとしては、エチレンの他、ブテン−１、ペンテン−１、３−メチル−１−ブテン、ヘキセン−１、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、オクテン−１、デセン−１、ウンデセン−１等の炭素数４〜１２のα−オレフィンが挙げられる。他のα−オレフィンとしては、エチレン及び／又はブテン−１が好ましい。他のα−オレフィンは１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
エラストマーには、非共役ジエンが共重合されていてもよい。非共役ジエンとしては、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、１，７−オクタジエン、１，９−デカジエン、３，６−ジメチル−１，７−オクタジエン、４，５−ジメチル−１，７−オクタジエン、５−メチル−１，８−ノナジエン、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ビニル−２−ノルボルネン、２，５−ノルボルナジエン等が挙げられる。非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン及び／又は５−エチリデン−２−ノルボルネンが好ましい。非共役ジエンは１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
エラストマーの製造方法は特に限定されないが、例えば、高活性チタン触媒又はメタロセン触媒等の遷移金属化合物、有機アルミニウム化合物の他、必要に応じて、電子供与体、担体等を含有する高立体規則性ポリオレフィンの製造に用いられる触媒の存在下に、プロピレンと他のα−オレフィンとを共重合させることによって製造することができる。このようなエラストマーとしては、結晶性のプロピレン系重合体のナノオーダーのラメラネットワークに、非晶性のプロピレン系重合体が絡み合った構造である三井化学社製、商品名「ＮＯＴＩＯ（ノティオ）」等が挙げられる。
【００１８】
また、プロピレン系熱可塑性樹脂としては、プロピレンを単独で重合させてなる樹脂でもよく、プロピレンと、プロピレンを除く他のα−オレフィンとの共重合樹脂であってもよい。プロピレンを除く他のα−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン等が挙げられ、エチレンが用いられることが多い。共重合樹脂である場合、用いる単量体の全量を１００モル％とした場合に、８０モル％以上、特に９０モル％以上（１００モル％であってもよい。）がプロピレンであることが好ましい。プロピレン系熱可塑性樹脂の物性も特に限定されないが、差動走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した融点が１６０℃を超える耐熱性の高い樹脂であることが好ましい。
【００１９】
更に、共重合樹脂である場合、この共重合樹脂はランダム共重合体及びブロック共重合体のいずれであってもよい。但し、結晶化度が高く、且つ所定の融点（好ましくは１６０℃以上）を有する共重合体とするためには、ランダム共重合体であるときは、用いる単量体の全量を１００モル％とした場合に、プロピレンを除く他のα−オレフィンは、１５モル％以下、特に１０モル％以下であることが好ましい。ランダム共重合体は、例えば、前記のエラストマーの場合と同様の方法によって製造することができる。また、ブロック共重合体は、例えば、チーグラー・ナッタ触媒を用いたリビング重合法により製造することができる。
【００２０】
前記「水添テルペン樹脂」は、所謂、粘着付与剤であり、含有させることにより、封止材とガラス等の保護材との接着性を向上させることができる。このテルペン樹脂は、水添されているため、経時による黄変等の変色が抑えられる封止材とすることができる。水添テルペン樹脂の水添の程度は特に限定されないが、水添の程度が高いテルペン樹脂が好ましい。この水添の程度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２６０５により測定される臭素価を指標として表すことができ、水添の程度が高いと、経時による黄変等の変色がより十分に抑えられ、優れた発電性能が長期に亘って維持されるため、水添テルペン樹脂としては、完全水添型が好ましく、臭素価が３０ｇ／１００ｇ以下、特に１０ｇ／１００ｇ以下の水添テルペン樹脂を用いることが好ましい。
【００２１】
プロピレン系熱可塑性重合体と、水添テルペン樹脂との質量割合は、これらの合計を１００質量％とした場合に、プロピレン系熱可塑性重合体が４３〜７２質量％、水添テルペン樹脂が２８〜５７質量％である。この質量割合は、プロピレン系熱可塑性重合体が４５〜７０質量、水添テルペン樹脂が３０〜５５質量％、特にプロピレン系熱可塑性重合体が４５〜６７質量、水添テルペン樹脂が３３〜５５質量％、更にプロピレン系熱可塑性重合体が４５〜６５質量、水添テルペン樹脂が３５〜５５質量％であることが好ましい。水添テルペン樹脂が２８〜５７質量％であれば、よりヘイズが小さく透明性に優れ、且つ温水浸漬後の接着強度がより大きく、融点も十分に高い封止材とすることができる。更に、前記の質量割合の範囲内で水添テルペン樹脂の割合が高くなるとともに、特に優れた透明性と温水浸漬後接着強度とを有する封止材とすることができる。
【００２２】
水添テルペン樹脂には、前記「変性されていない水添テルペン樹脂」と、前記「芳香族変性水添テルペン樹脂」とが含有される。芳香族変性水添テルペン樹脂は、テルペン化合物と芳香族化合物とをフリーデルクラフツ触媒の存在下にカチオン重合してなる重合体であり、テルペン化合物としては、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネン等が用いられ、芳香族化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルトルエン、２−フェニル−２−ブテン等が使用される。芳香族変性水添テルペン樹脂の変性度は特に限定されず、テルペン化合物と芳香族化合物との合計を１００モル％とした場合に、芳香族化合物の割合が５０モル％未満である市販の変性品を用いることができる。
【００２３】
芳香族変性水添テルペン樹脂は、変性されていない水添テルペン樹脂と芳香族変性水添テルペン樹脂との合計を１００質量％とした場合に、１０〜８０質量％含有される。この芳香族変性水添テルペン樹脂の含有量は、１０〜７５質量％、特に１５〜７０質量％であることが好ましい。芳香族変性水添テルペン樹脂が１０〜８０質量％であれば、よりヘイズが小さく透明性に優れ、且つ温水浸漬後の接着強度がより大きい封止材とすることができる。
尚、変性されていない水添テルペン樹脂とは、単量体としてテルペン化合物のみを用いてなる樹脂である。また、水添テルペン樹脂には、芳香族変性水添テルペン樹脂を除く他の変性品が含有されていてもよいが、水添テルペン樹脂の全量を１００質量％とした場合に、変性されていない水添テルペン樹脂と芳香族変性水添テルペン樹脂との合計が９０質量％以上（１００質量％であってもよい。）であることが好ましい。
【００２４】
太陽電池素子封止材はシート状に成形して用いられるが、このシートを素子に圧着させるときに十分に脱気され、気泡が残らないようにするため、一面にシボ加工がなされる。この成形の際に粘着付与剤としてより柔軟な水添石油樹脂等を用いた場合、成形ロール等から剥離し難く、冷風によって急冷すれば成形可能ではあるが、シボ転写ができないことがある。そのため、粘着付与剤として、柔軟性は少し低いものの、成形し易い水添テルペン樹脂を用いるが、シボ加工をより容易にするためには、より硬い樹脂を用いることが好ましい。具体的には、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７により測定した、芳香族変性されていない水添テルペン樹脂の軟化点が１４０℃以上（通常、１８０℃以下である。）であり、且つ芳香族変性水添テルペン樹脂の軟化点が１００℃以上（通常、１４５℃以下である。）であることが好ましい。このように軟化点が高い水添テルペン樹脂を用いることによって、成形性に優れ、シボ加工がより容易な封止材とすることができる。更に、このように軟化点の高い水添テルペン樹脂を用いた場合、封止材全体としての粘着性の低下による接着強度の低下が懸念されるが、本発明の封止材では、プロピレン系熱可塑性重合体の種類により、特にエラストマーを用いることによって、粘着性及び接着強度の低下を十分に抑えることができる。
【００２５】
前記「シランカップリング剤」は、保護材として多用されるガラス等との接着性を向上させるために用いられる。シランカップリング剤としては、（１）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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤、（２）γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のアクリル系シランカップリング剤［（メタ）アクリロキシは、アクリロキシ又はメタクリロキシを意味する。］、（３）ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリアセトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤、及び（４）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミン系シランカップリング剤などが挙げられる。
【００２６】
シランカップリング剤としては、エポキシ系シランカップリング剤が用いられる。更に、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等のエポキシシクロアルキル基を有するエポキシ系シランカップリング剤が好ましい。また、シランカップリング剤の含有量は、プロピレン系熱可塑性重合体と水添テルペン樹脂との合計を１００質量部とした場合に、０．３〜２．５質量部であり、０．４〜２．２質量部、特に０．５〜２．０質量部であることが好ましい。シランカップリング剤の含有量が０．３〜２．５質量部であれば、十分な温水浸漬後接着強度を有する封止材とすることができる。
【００２７】
前記「核剤」としては、有機化合物からなる核剤が用いられる。この核剤は、プロピレン系熱可塑性重合体の結晶化を促進するために用いられるが、重合体との相溶性を向上させ、封止材の白濁を抑えるため、有機化合物からなる核剤が使用される。有機化合物からなる核剤としては、ソルビトール系化合物からなる核剤が多用され、例えば、ジベンジリデンソルビトール、ビス（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール、ビス（ｐ−エチルベンジリデン）ソルビトール等が挙げられる。尚、核剤としては、参考例として、有機基を有する核剤が用いられ、この核剤としては、有機リン酸金属塩、安息香酸金属塩、ロジン酸金属塩等を用いることができ、例えば、リン酸ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）ナトリウム、メチレンビス（２，４−ジ−ｔ−ブチル−フェニル）ホスフェートナトリウム塩、ヒドロキシ−ジ（ｔ−ブチル安息香酸）アルミニウム、ロジン酸アルカリ金属塩等が挙げられる。
【００２８】
核剤としては、白濁が十分に抑えられ、且つ優れた温水浸漬後接着強度を有する封止材とすることができる有機化合物からなるソルビトール系の核剤が用いられる。更に、核剤の含有量は、プロピレン系熱可塑性重合体と水添テルペン樹脂との合計を１００質量部とした場合に、０．０５〜０．７５質量部であり、透明性の観点では、０．０５〜０．６５質量部であることが好ましく、温水浸漬後接着強度の観点では、０．１〜０．７５質量部であることが好ましい。また、核剤の含有量が０．１〜０．６５質量部であれば、透明性、温水浸漬後接着強度ともに優れた封止材とすることができ、より好ましい。
【００２９】
太陽電池素子封止材には、前記の必須成分であるプロピレン系熱可塑性重合体、水添テルペン樹脂、シランカップリング剤及び核剤の他に、必要に応じて各種の添加剤等を含有させることができる。例えば、ヒンダードフェノール系及びホスファイト系等の酸化防止剤、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系及びサリチル酸エステル系等の紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系等の光安定剤、光拡散剤、有機又は無機難燃剤及び変色防止剤などを含有させることができる。
尚、封止材を１００質量％とした場合に、前記の必須成分は９５質量％以上、特に９７質量％以上であることが好ましい。
【００３０】
本発明の太陽電池素子封止材は、透明性及びガラス等の保護材との接着性、特に温水浸漬後の接着性等に優れることを特徴としており、透明性は特に限定されないが、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１により測定した全光線透過率が９０％以上、特に９１％以上であり、ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６により測定したヘイズが１５％以下、特に１３％以下、更に８％以下であって優れている。また、接着性も特に限定されないが、加熱後接着強度が８０〜１６０Ｎ、特に１００〜１６０Ｎであり、温水浸漬後接着強度が４０〜１１０Ｎ、特に５０〜１１０Ｎであって優れている（加熱後接着強度及び温水浸漬後接着強度の各々の測定方法は、実施例において記載したとおりである。）。これにより、優れた発電特性が長期に亘って維持される太陽電池素子モジュールとすることができる。更に、ＤＳＣにより測定したときに、１４５℃以上、特に１４９℃以上、更に１５０℃以上（通常、１６０℃以下）に融解ピークを有することが好ましく、このような高融点成分を含有することで、シボ加工等の成形性が良好な封止材とすることができる。
【００３１】
また、本発明の太陽電池素子封止材を用いて、太陽電池素子を封止し、且つ保護材の間に介装させることにより太陽電池モジュールを製造することができる。このような太陽電池モジュールとしては、種々の形態がある。例えば、（１）太陽光が入射する側の透明な保護材／封止材／太陽電池素子／封止材／他方の保護材のように、太陽電池素子を封止材で挟持し、密封する形態、（２）他方の保護材の内面に形成した太陽電池素子の表面に封止材を密着させ、その表面に透明な保護材を配置した形態、及び（３）透明な保護材の一面に形成した太陽電池素子、例えばフッ素樹脂系の透明な保護材の一面にスパッタリング等により形成したアモルファス太陽電池素子、の表面に封止材を密着させ、その表面に他方の保護材を配置した形態などが挙げられる。
【００３２】
太陽電池素子としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン及びアモルファスシリコン等のシリコン系、並びにガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル等のIII−Ｖ族及びII−ＶＩ族元素の化合物からなる半導体などの各種の素子を特に限定されることなく、用いることができる。
【００３３】
太陽電池モジュールを構成する透明な保護材としては、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素含有樹脂等を用いてなる保護材を使用することができる。また、他方の保護材としては、金属等の無機材料及び各種の熱可塑性樹脂フィルム等の単層又は多層のシートなどが挙げられ、例えば、錫、アルミニウム及びステンレス鋼等の金属、ガラス等の金属以外の無機材料、ポリエステル樹脂、無機物を蒸着したポリエステル樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂等のフッ素含有樹脂などを用いた１層又は多層の保護材を用いることができる。これらの保護材には、封止材との接着性をより高めるために、プライマー処理が施されていてもよい。
【００３４】
本発明の太陽電池素子封止材は、通常、０．１〜１ｍｍ、特に０．１５〜０．７５ｍｍ程度の厚さのシートの形態で用いられる。このシートは、Ｔ−ダイ成形法、カレンダー成形法等の一般的な樹脂の成形方法によって製造することができる。例えば、水添テルペン樹脂、シランカップリング剤及び核剤が配合された樹脂成分に、必要に応じて配合される酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を予めドライブレンドし、その後、成形機のホッパーから供給し、シート状に成形することができる。
【００３５】
また、樹脂成分及び添加剤を、押出成形機及びバンバリーミキサ等の各種の混練装置などを用いて混練して混合し、次いで、混合物を成形機のホッパーから供給し、又は混合物をペレット化し、このペレットを成形機のホッパーから供給し、シート状に成形することもできる。更に、前記のように、保護材に圧着させるときに十分に脱気されるように、シートの一面にはシボ加工がなされるが、このシボ加工は、シート成形時に、シートをシボ加工面を有する成形ロールに圧着させて行ってもよく、成形後、紙管等に捲回し、保管しておいたシートを再加熱し、シボ加工面を有する成形ロールに圧着させて行ってもよい。
【００３６】
本発明の太陽電池素子封止材を用いて太陽電池モジュールを製造する場合、予めシート状に成形された封止材を、溶融可能な温度域で太陽電池素子に圧着し、密着させるという通常の方法によって、前記の構成を備えるモジュールを製造することができる。また、この封止材では、有機過酸化物等の架橋剤による架橋工程を必要としないため、封止材を高温で容易に成形することができ、且つモジュールの製造も貼合と架橋との２段階の工程を必要とせず、高温域において短時間で製造することができる。更に、樹脂成分等を、太陽電池素子及び／又は保護材の表面に直接押出コーティングして封止材を形成することもでき、この場合、予めシート状に成形した封止材を準備する必要もなく、工程をより簡略化することができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜１７及び比較例１〜１８
［１］太陽電池素子封止材の作製
プロピレン系熱可塑性重合体（プロピレン系熱可塑性エラストマー及びプロピレン系熱可塑性樹脂を用いる。）、粘着付与剤、シランカップリング剤及び核剤を、表１〜５に記載の配合量［プロピレン系熱可塑性重合体と粘着付与剤との合計を１００質量％とする。シランカップリング剤及び核剤は、プロピレン系熱可塑性重合体と粘着付与剤との合計を１００質量部としたときの配合量（単位；質量部）である。］となるように、コーンブレンダーにより室温（２５〜３０℃）でドライブレンドした。その後、混合物を押出成形機により混練し、２００℃で押し出して厚さ０．７ｍｍのシート状に成形し、太陽電池素子封止材を作製した。
【００３８】
各々の成分の詳細は下記のとおりである。
（１）プロピレン系熱可塑性重合体
（ａ）プロピレン系熱可塑性エラストマー：三井化学社製、商品名「ＮＯＴＩＯ  ＰＮ−００４０」、メルトフローレート；４ｇ／１０分（表１〜５では「ＰＰ系エラストマー」と表記する。）
（ｂ）プロピレンを単独で重合させてなる樹脂：日本ポリプロピレン社製、商品名「ウィンテック  ＷＥＧ７１」（表１〜５では「ＰＰ樹脂」と表記する。）
【００３９】
（２）粘着付与剤
（ａ）水添石油樹脂：出光興産社製、商品名「アイマーブ  Ｐ１００」
（ｂ）変性されていない水添テルペン樹脂：ヤスハラケミカル社製、商品名「クリアロン  Ｐ１５０」（表１〜５では「非変性水添ＴＰ樹脂」と表記する。）
（ｃ）芳香族変性水添テルペン樹脂：ヤスハラケミカル社製、商品名「クリアロン  Ｍ１１５」（表１〜５では「芳香族変性品」と表記する。）
【００４０】
（３）シランカップリング剤
（ａ）エポキシ系シランカップリング剤、モメンティブ社製、商品名「Ａ１８６」（表１〜５では「カップリング剤、エポキシ系」と表記する。）
（ｂ）アクリル系シランカップリング剤、信越化学社製、商品名「ＫＢＭ５１０３」（表１〜５では「カップリング剤、アクリル系」と表記する。）
【００４１】
（４）核剤
（ａ）有機リン酸金属塩系：アデカ社製、商品名「アデカスタブ  ＮＡ２１」
（ｂ）ソルビトール系：新日本理化社製、商品名「ゲルオールＤ」
尚、前記の他、全ての実施例、比較例において、酸化防止剤（フェノール系、ＡＤＥＫＡ社製、商品名「アデカスタブ  ＡＯ−６０」）を０．１質量部、及び紫外線吸収剤（ベンゾエート系、シプロ化成社製、商品名「Ｓｅｅｓｏｒｂ７１２」）を０．２質量部配合した（プロピレン系熱可塑性重合体と粘着付与剤との合計を１００質量部とする。）。
【００４２】
［２］性能評価
（１）全光線透過率；加熱プレスを用いて、前記［１］で作製したシート状物を、温度１４０℃、圧力３０ＭＰａで５分加熱、加圧して、１００ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍのシートを成形し、このシートを試験片として、１５０ｍｍφの大型積分球を備える分光光度計（日本分光社製、型式「Ｖ−６５０」）により、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１：１９９７に従って測定した。
ヘイズ；前記のシートを試験片とし、前記の分光光度計により、ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６：２０００に従って測定した。
【００４３】
（２）接着強度
（ａ）加熱後接着強度
前記のシートを、予め脱脂したガラス板上に配置して、弾性ゴム状シート（ダイヤフラム）で上下２相に分割された金属製容器の下相に収容し、真空ポンプによる減圧下（−１００ｋＰａ）で、上下２相の空気を抜きながら、１８０℃で８分間加熱した。その後、１８０℃で加熱したまま、上相のみを開放して大気圧に戻し、弾性ゴム状シートで、前記シート全面をガラス板に８分間圧着させて、試験体を作製した。次いで、試験体を容器から取り出し、室温（２５〜３０℃）にまで降温させ、シート部（圧着された前記シート）を長さ１００ｍｍ、幅２５ｍｍにカットし、引張試験機（島津製作所製、型式「オートグラフ  ＡＧＳ−５００Ｂ」）により、ガラス板を固定した状態で、試験片を１００ｍｍ／分の剥離速度で１８０°剥離させ、最大接着強度を求めた。
（ｂ）温水浸漬後接着強度
前記のようにして作製した試験体を、容器中の８０℃の温水に７２時間浸漬し、その後、試験体を容器から取り出し、室温（２５〜３０℃）にまで降温させ、シート部（圧着された前記シート）を長さ１００ｍｍ、幅２５ｍｍにカットし、前記（ａ）に記載の引張試験機により、ガラス板を固定した状態で、試験片を１００ｍｍ／分の剥離速度で１８０°剥離させ、最大接着強度を求めた。
結果を表１〜５に併記する。また、水添テルペン樹脂含有量と温水浸漬後接着強度との相関を図１、芳香族変性品含有量と温水浸漬後接着強度との相関を図２、エポキシ系シランカップリング剤含有量と温水浸漬後接着強度との相関を図３、及びソルビトール系核剤含有量と温水浸漬後接着強度との相関を図４、にそれぞれ記載する。
【００４４】
【表１】
0005477857.tif 000002
【００４５】
【表２】
0005477857.tif 000003
【００４６】
【表３】
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【００４７】
【表４】
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【００４８】
【表５】
0005477857.tif 000006
【００４９】
表１によれば、粘着付与剤として水添石油樹脂を用いた比較例１〜４では、透明性及び加熱後接着強度は全く問題ないものの、温水浸漬後接着強度が小さいことが分かる。また、水添テルペン樹脂を用いているものの、カップリング剤及び／又は核剤が含有されていない比較例５〜７でも同様である。更に、水添テルペン樹脂及び核剤を用いているものの、カップリング剤が含有されていない比較例８〜１０でも、同様に、透明性及び加熱後接着強度は全く問題ないものの、温水浸漬後接着強度が小さいことが分かる。
【００５０】
また、表２及び図１によれば、水添テルペン樹脂の含有量が２８〜５５質量％である実施例１〜７では、十分な透明性を有し、且つ加熱後及び温水浸漬後の接着強度が大きく優れていることが分かる。特に、水添テルペン樹脂の含有量が３５〜５５質量％である実施例３〜７では、透明性及び接着性ともにより優れている。一方、水添テルペン樹脂の含有量が過少（２５質量％）である比較例１１では、透明性、温水浸漬後接着強度ともに低下し、水添テルペン樹脂の含有量が過多（６０質量％）である比較例１２では、透明性及び接着強度は問題ないものの、融点が低下し、シボ加工等の加工性に問題があると考えられる。
【００５１】
更に、表３及び図２によれば、芳香族変性水添テルペン樹脂の質量割合が１６．７〜６６．７質量％である実施例８、２、９、１０では、透明性に優れ、加熱後及び温水浸漬後の接着強度も十分に大きいことが分かる。一方、芳香族変性水添テルペン樹脂が含有されていない比較例１３、及び芳香族変性品の含有量が過多（８３．３質量％）である比較例１４では、透明性、温水浸漬後接着強度ともに低下することが分かる。
【００５２】
また、表４及び図３によれば、カップリング剤としてアクリル系シランカップリング剤を用いた比較例１５では、同量のエポキシ系シランカップリング剤を用いた実施例２と比べて、温水浸漬後接着強度が少し小さいが、特に問題になるほどではない。一方、カップリング剤が含有されていない比較例５では、温水加熱後接着強度が極めて小さく、エポキシ系シランカップリング剤を徐々に増量させた実施例２、１１、１２、及び比較例１６では、カップリング剤の含有量が２．０質量部である実施例１２までは、十分な温水浸漬後接着強度を有するものの、含有量が過多（３．０質量部）である比較例１６では、温水浸漬後接着強度が相当に低下していることが分かる。
【００５３】
更に、表５及び図４によれば、有機リン酸金属塩系の核剤を用いた比較例１７では、同量のソルビトール系の核剤を用いた実施例２と比べて、加熱後及び温水浸漬後の接着強度が少し小さいが、特に問題になるほどではない。一方、核剤が含有されていない比較例６では、温水加熱後接着強度が小さく、核剤を徐々に増量させた実施例１３〜１４、２及び１５〜１７並びに比較例１８では、核剤の含有量が０．７質量部である実施例１７、特に核剤の含有量が０．６質量部である実施例１６までは、十分な透明性と温水浸漬後接着強度を有するものの、含有量が過多（０．８質量部）である比較例１８では、接着強度は問題ないものの、ヘイズが大きくなり、透明性が低下することが分かる。
【００５４】
［３］耐熱性の評価
実施例及び比較例の各々の一部について、ＤＳＣによる融解曲線から、１５０℃程度以上の高温において融解ピークが表れるか否かを確認し、耐熱性の評価の指標とした。結果を前記の表１〜５に併記する。
表１〜５によれば、実施例及び比較例１２を除く他の比較例のいずれにおいても１４９℃を超える温度に融解ピークを有し、十分なシボ加工性等を有していることが推察される。また、表２のように、高融点で、耐熱性の高いＰＰ樹脂が徐々に減少する一方で、水添テルペン樹脂が増加する場合、封止材の融点が僅かながら低下する傾向がみられるが、実施例１〜７の範囲内であれば、十分な耐熱性を有し、シボ加工等の成形性に優れていると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の太陽電池素子封止材は、適度な硬度を有するため、シボ加工等の成形が容易であり、且つ粘着性の低下が抑えられ、接着強度、特に温水浸漬後の接着強度が大きく、太陽電池素子の種類によらず、また、太陽電池モジュールの構造によらず、素子の封止材として幅広く利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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