(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン共重合体およびシリコアルミノリン酸塩を含み、
前記シリコアルミノリン酸塩は、下記一般式（１）で表す組成を満たす比率のケイ酸成分とアルミニウム成分を有する非晶質ケイ酸アルミニウムをリン酸で処理してなる化合物であり、
一般式（１）    ＳｉＯ2・ｎＡｌ2Ｏ3
（ただし、ｎは０．００１〜０．５）
上記一般式（１）の酸化アルミニウム成分の１０〜９９．９モル％がリン酸アルミニウムに転化していることを特徴とする、太陽電池封止材用樹脂組成物。
【請求項２】
前記シリコアルミノリン酸塩の平均粒子径が０．１〜１５０μｍである、請求項１記載の太陽電池封止材用樹脂組成物。
【請求項３】
前記エチレン共重合体１００重量部に対して前記シリコアルミノリン酸塩を０．０１〜１重量部含有する請求項１または２項に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物。
【請求項４】
エチレン共重合体およびシリコアルミノリン酸塩を含み、
前記シリコアルミノリン酸塩は、下記一般式（１）で表す組成を満たす比率のケイ酸成分とアルミニウム成分を有する非晶質ケイ酸アルミニウムをリン酸で処理してなる化合物であり、
一般式（１）    ＳｉＯ2・ｎＡｌ2Ｏ3
（ただし、ｎは０．００１〜０．５）
上記一般式（１）の酸化アルミニウム成分の１０〜９９．９モル％がリン酸アルミニウムに転化してなり、
前記エチレン共重合体１００重量部に対して前記シリコアルミノリン酸塩を１〜２０重量部含有する太陽電池封止材用マスターバッチ。
【請求項５】
請求項１〜３いずれか１項に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物または請求項４に記載の太陽電池封止材用マスターバッチを含む混合物を成形してなる太陽電池封止材。
【請求項６】
請求項５記載の太陽電池封止材を備えた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、太陽電池封止材の製造に使用する太陽電池封止材用樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
エコロジーの観点から太陽光発電システム（以下、太陽電池ともいう）は、クリーンなエネルギー源として幅広く使用されており、太陽電池のさらなる高効率化、長寿命化などを目指した技術開発が推進されている。
【０００３】
太陽電池は、複数の太陽電池モジュールを組み合わせたものであるが、太陽電池モジュールに組み込む発電素子は、シリコン等の半導体を用いて太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換することで発電している。しかし、前記半導体は直接外気と接触すると発電機能が低下するため、発電素子を太陽電池封止材（以下、封止材ともいう）で被覆することで保護している。前記封止材として、現在では架橋エチレン−酢酸ビニル樹脂（以下、ＥＶＡともいう）が低コスト、透明性および発電素子への接着性等の観点から使用されている。しかし、ＥＶＡは、絶縁性が低いため、発電時のリーク電流が半導体に流れ、半導体に悪影響を及ぼすことが問題となっている。
【０００４】
また、近年ではメガソーラなどの大規模太陽光発電システムが各地に設置されているが、発電した電流の伝達損失を下げる目的で、システム電圧を６００〜１０００Ｖ程度に上げて送電する高電圧化が進んでいる。前記高電圧化により、太陽電池モジュール内のフレームと半導体との電位差が大きくなる。また、表面保護ガラスも封止材と比較すると電気抵抗が低いことから、発電素子と表面保護ガラス間でもその電位差が大きくなる。これにより大規模太陽光発電システムの太陽電池モジュールの発電素子表面にイオンが集積し、電子の移動を妨げてしまうことで変換効率を低下させるＰＩＤ(Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ)現象が発生する。このＰＩＤ現象の対策として、発電素子に対する電流のリークをできる限り防ぐ必要がある。そこで封止材の体積抵抗率を増大させて電流のリークを防止することが問題となっている。
【０００５】
ＰＩＤ現象の改善を直接の目的とはしていないが、封止材の体積抵抗率を増やす検討がされている。特許文献１では、珪素原子に直接結合する官能基の炭素原子数が４以下のシランカップリング剤を配合した封止材が開示されている。また、特許文献２および３では、ＥＶＡに代えてエチレン-αオレフィン共重合体等のポリオレフィン樹脂を使用した。封止材が開示されている。また、特許文献４では、カオリナイトを焼成したメタカオリンを配合した封止材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−５４７６６号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０９０６号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１２／０４６４５６
【特許文献４】特開２０１３−６４１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特定のシランカップリング剤を配合した封止材は、分子量が低いシランカップリング剤を配合しているため、封止材を成形する際の加熱工程でシランカップリング剤が揮発する問題、または、成形後にシランカップリング剤がブリードアウトする問題があり所望の性能が得られていなかった。また、ポリオレフィン樹脂は、ＥＶＡと比較して透明性、耐ブロッキング性、架橋性が低い問題があり、さらに太陽電池モジュールが夏季に高温に晒された際、ポリオレフィン樹脂が流動する現象（クリープ現象）を起こす問題があるため、ポリオレフィン樹脂を使用した封止材は一般的ではなかった。また、メタカオリンを配合した封止材は、透明性が不足し、また今後の太陽電池の大容量化を考慮すると体積抵抗率が１０の１５乗台であるため性能が不足する問題があった。
【０００８】
本発明は、透明性が良好で、長期間使用した場合でも表面保護ガラスとの密着性の低下を抑制し、耐ＰＩＤ性が良好な太陽電池封止材を成形できる太陽電池封止材用樹脂組成物および太陽電池封止材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の太陽電池封止材用樹脂組成物は、エチレン共重合体およびシリコアルミノリン酸塩を含む構成である。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成の本発明によれば、シリコアルミノリン酸塩はエチレン共重合体と分散性が良好であることから封止材は、透明性および密着性が良好である。また前記封止材は、シリコアルミノリン酸塩の配合により体積抵抗率を大幅に増加したことで耐ＰＩＤ性が向上した。
【００１１】
本発明により透明性が良好で、長期間使用した場合でも表面保護ガラスとの密着性の低下を抑制し、耐ＰＩＤ性が良好な太陽電池封止材を成形できる太陽電池封止材用樹脂組成物を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、太陽電池モジュールに使用する部材の積層順の断面のを示した模式図である。
【図２】図２は、剥離強度試験の試料を説明した断面を示した模式図である。
【図３】図３は、耐ＰＩＤ性の試験に使用した試料の断面を示した模式図である。
【図４】図４は、耐ＰＩＤ性の試験のIsc値(短絡電流値)及びPm値(最大出力)を示すためのＩ−Ｖ曲線の１例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において、「任意の数Ａ以上、任意の数Ｂ以下」及び「任意の数Ａ〜任意の数Ｂ」の記載は、数Ａ及び数Ａより大きい範囲であって、数Ｂ及び数Ｂより小さい範囲を意味する。
【００１４】
本発明の太陽電池封止材用樹脂組成物は、エチレン共重合体およびシリコアルミノリン酸塩を含む。太陽電池封止材用樹脂組成物（以下、樹脂組成物ともいう）は、シート状に成形して太陽電池封止材として使用することが好ましい。さらに前記太陽電池封止材は、発電素子を挟み込み封止（被覆）することで太陽電池モジュールを構成する部材として使用することが好ましい。
【００１５】
〔エチレン共重合体〕
本発明においてエチレン共重合体は、二種類以上の単量体の混合物を重合した共重合体である。前記エチレン共重合体は、重合に使用する単量体の少なくとも一種類がエチレン単量体であれば良い。具体的には、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレンアクリル酸メチル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンメタクリル酸メチル共重合体、エチレンメタクリル酸エチル共重合体、エチレン酢酸ビニル系多元共重合体、エチレンアクリル酸メチル系多元共重合体、エチレンアクリル酸エチル系多元共重合体、エチレンメタクリル酸メチル系多元共重合体、エチレンメタクリル酸エチル系多元共重合体などが挙げられる。これらの中でも透明性、ラミネート性の面からＥＶＡが好ましく、酢酸ビニル含有量１５〜４０モル％のＥＶＡがより好ましく、酢酸ビニル含有量２５〜３５モル％のエチレン酢酸ビニル共重合体がさらに好ましい。
【００１６】
前記エチレン共重合体は、成形性、機械的強度などを考慮すると、メルトフローレート（ＪＩＳ  Ｋ７２１０準拠）が０．１〜６０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましく、０．５〜４５ｇ／１０ｍｉｎがより好ましい。なおメルトフローレートはＭＦＲともいう。
【００１７】
〔シリコアルミノリン酸塩〕
本発明においてシリコアルミノリン酸塩を配合した樹脂組成物を使用した封止材は、体積抵抗率が高く絶縁性が向上するため耐ＰＩＤ性が向上する。前記シリコアルミノリン酸塩は、絶縁性を低下させ、耐ＰＩＤ性を低下させる導電性物質（イオンおよびラジカル等）を捕集できる。前記導電性物質は、エチレン共重合中の加水分解物イオン(Ｈ＋、ＣＯＯ−等)、ガラスの電気分解により発生するＮａ＋イオンや安定剤由来の金属イオン（例えばＣａ２＋、Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋）等が挙げられる。シリコアルミノリン酸塩は、例えば、前記金属イオンを捕集するとイオン交換反応により、直ちに難水溶性のリン酸金属塩を生成するため封止材の体積抵抗率を高くできる。
【００１８】
前記シリコアルミノリン酸塩は、公知の化合物を使用できるが、本発明では、下記一般式（１）で表す組成を満たす比率のケイ酸成分とアルミニウム成分を有するケイ酸アルミニウムをリン酸で処理してなる化合物であり、下記一般式（１）の酸化アルミニウム成分の１０〜９９．９％がリン酸アルミニウムに転化している化合物が好ましい。
一般式（１）    ＳｉＯ２・ｎＡｌ２Ｏ３
（ただし、ｎは０．００１〜０．５）
【００１９】
シリコアルミノリン酸塩は、ケイ酸成分を含む酸化アルミニウムをリン酸処理して、前記アルミニウム成分をリン酸アルミニウムに転化することで得られる。前記シリコアルミノリン酸塩は、合成した非晶質ケイ酸アルミニウムまたはカオリンないし焼成カオリンのようなケイ酸成分と酸化アルミニウム成分を主として構成する鉱物をリン酸処理して得ることができる。以下、合成した非晶質ケイ酸アルミニウムを用いた前記シリコアルミノリン酸塩の製法の１例を挙げて説明する。なおシリコアルミノリン酸塩の製法が限定されないことはいうまでもない。
シリコアルミノリン酸塩は、シリカゾル(ＳｉＯ２)に対する硫酸アルミニウム｛Ａｌ２
（ＳＯ４)３｝のモル比がＳｉＯ２／Ａｌ２（ＳＯ４)３＝２０となるように混合し、室温（２５℃程度）、大気圧下でｐＨ１〜５に調整して共沈させる。この際にｐＨを低くすると平均粒子径を大きくでき、ｐＨを高くすると平均粒子径を小さく出来る。この溶液を６０℃で４時間熟成させた後、水洗、乾燥して、非晶質ケイ酸アルミニウムを得る。次に、８５％リン酸８０ｇをイオン交換水１０００ｍｌに加え水溶液とした後、撹拌下に、非晶質ケイ酸アルミニウム  １００ｇを加えて５分間良く混合してスラリーを得る。前記スラリーをステンレス製バットに移し替え、１００℃にて一昼夜蒸発乾固する。得られた乾燥ケーキをサンプルミルにて粉砕することでシリコアルミノリン酸塩を製造できる。製造したシリコアルミノリン酸塩のリン酸アルミニウムの比率は、島津シーケンシャル形蛍光Ｘ線分析装置ＬＡＢ ＣＥＮＴＥＲ  ＸＲＦ−１７００によって測定し、前記装置搭載のＦＰ(ファンダメンタル・パラメータ)法によってサンプル中に含まれるアルミニウムとリンの重量を定量分析し、酸化アルミニウム成分とリン酸アルミニウム成分のモル比を求めた。
【００２０】
前記シリコアルミノリン酸塩は、エチレン共重合体１００重量部に対して０．０１〜１重量部を配合することが好ましく、０．１〜０．５重量部がより好ましい。０．０１〜１重量部で配合することで透明性と耐ＰＩＤ性を高い水準で両立し易くなり、密着性がより低下し難くなる。また、樹脂組成物は、シリコアルミノリン酸塩を高濃度に配合した太陽電池封止材用マスターバッチであっても良い。かかる場合、エチレン共重合体１００重量部に対してシリコアルミノリン酸塩を１〜２０重量部配合することが好ましく、１〜１０重量部がより好ましい。樹脂組成物をマスターバッチとして製造し、それと希釈樹脂を用いて封止材を製造するとシリコアルミノリン酸塩を封止材中により均一に分散できる。最終的に封止材中のシリコアルミノリン酸塩は、エチレン共重合体１００重量部に対して０．０１〜１重量部程度であることが好ましい。
【００２１】
前記シリコアルミノリン酸塩の平均粒子径は、０．１〜１５０μｍが好ましく、１〜１００μｍがより好ましい。０．１〜１５０μｍの範囲にあることで、生産性、透明性および封止材の平滑性をより高い水準で満たすことができる。なお平均粒子径は、電子顕微鏡の拡大写真（千倍〜１万倍程度）から１０〜２０個程度の粒子径を平均した数値である。
【００２２】
また前記シリコアルミノリン酸塩のＢＥＴ比表面積は、５〜２００ｍ２／ｇが好ましく、１０〜１００ｍ２／ｇがより好ましい。５〜２００ｍ２／ｇの範囲にあることで導電性物質をさらに捕集できるため、透明性がより向上し、密着性がより低下し難くなる。
【００２３】
〔太陽電池封止材樹脂組成物〕
本発明の太陽電池封止材樹脂組成物は、エチレン共重合体およびシリコアルミノリン酸塩に加えて、任意成分として架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、光拡散剤、波長変換剤、着色剤、分散剤、および難燃剤等の添加剤を配合することができる。また、前記任意成分は、封止材を製造する際に配合することもできる。
【００２４】
前記架橋剤は、エチレン酢酸ビニル共重合体の高温使用下における熱変形を防止するために使用する。架橋剤は有機過酸化物が好ましい。具体的には、例えばｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２− エチルヘキシルイソプロピルカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ジパーオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ｐ−クロルベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｎ −ブチル−４，４−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、エチル−３，３−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブチレート、ヒドロキシヘプチルパーオキサイド、ジクロヘキサノンパーオキサイド、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、および２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン等が挙げられる。
架橋剤は、エチレン共重合体１００重量部に対して、０．０５〜３重量部配合するのが好ましい。
【００２５】
前記架橋助剤は、架橋剤の架橋反応の効率的に進行させるために使用する。架橋助剤は、ポリアリル化合物やポリアクリロキシ化合物のような不飽和化合物が好ましい。具体的には、例えばトリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルフマレート、ジアリルマレエート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、およびトリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。
架橋助剤は、エチレン共重合体１００重量部に対して、０．０５〜３重量部配合するのが好ましい。
【００２６】
前記シランカップリング剤は、表面保護ガラスや発電素子等に対する密着性を向上させるために使用する。シランカップリング剤は、ビニル基、アクリロキシ基およびメタクリロキシ基等の官能基、ならびにアルコキシ基のような加水分解性官能基を有する化合物である。具体的には、例えばビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（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メチルジエトキシシラン、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−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、およびγ−クロロプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
シランカップリング剤は、エチレン共重合体とシリコアルミノリン酸塩の合計１００重量部に対して、０．０５〜３重量部配合するのが好ましい。
【００２７】
前記紫外線吸収剤は、耐候性を向上さるために使用する。紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、サリチル酸エステル系化合物等が好ましい。具体的には、例えば２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−２’−カルボキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４− ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクタデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−５−クロロベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３−メチル−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３、５−ジメチルフェニル）−５−メトキシベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチル−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−（オクチルオキシ）フェノール、２−（４，６−ジフェニル−１，３， ５−トリアジン−２−イル）−５−（ヘキシルオキシ）フェノール、フェニルサリチレート、およびｐ−オクチルフェニルサリチレート等が挙げられる。
紫外線吸収剤は、エチレン共重合体１００重量に対して、０．０１〜３重量部配合するのが好ましい。
【００２８】
前記光安定剤は、耐候性を向上さるために使用し、紫外線吸収剤と併用すると耐候性がさらに向上する。光安定剤は、ヒンダードアミン系化合物が好ましい。具体的には、例えばコハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ［｛６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛｛２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）エチレンジアミン−２，４−ビス［Ｎ−ブチル−Ｎ−（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）アミノ］−６−クロロ−１，３，５−トリアジン縮合物、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セパレート、および２−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）などが挙げられる。
光安定剤は、エチレン共重合体１００重量部に対して、０．０１〜３重量部配合するのが好ましい。
【００２９】
前記酸化防止剤は、高温下での安定性を向上させるために使用する。酸化防止剤は、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物、高分子型フェノール系化合物、硫黄系化合物、燐酸系化合物等が好ましい。具体的には、例えば２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス−（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデン−ビス−（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、３，９−ビス〔｛１，１−ジメチル−２−｛β−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝エチル｝２，４，８，１０−テトラオキサスピロ〕５，５−ウンデカン、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−｛メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４’−ヒドロキスフェニル）プロピオネート｝メタン、ビス｛（３，３’−ビス−４’−ヒドロキシ−３’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブチリックアシッド｝グルコールエステル、ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルチオプロピオネート、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、４，４’−ブチリデン−ビス−（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシル）ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス（オクタデシルホスファイト）、トリスジフェニルホスファイト、ジイソデシノレペンタエリスリトールジホスファイト、９，１０−ジヒドロ− ９ −オキサ−１０−ホスファフェナスレン−１０−オキサイド、１０−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナンスレン−１０−オキサイド、１０−デシロキシ−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナンスレン、サイクリックネオペンタンテトライルビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−メチルフェニル）ホスファイト、および２，２−メチレンビス（４，６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト等が挙げられる。
酸化防止剤は、エチレン共重合体１００重量部に対して、０．０５〜３重量部配合するのが好ましい。
【００３０】
本発明の太陽電池封止材用樹脂組成物は、エチレン共重合体とシリコアルミノリン酸塩とを一般的な高速せん断型混合機であるヘンシェルミキサーまたはスーパーミキサー等に投入し混合した後、二本ロール、三本ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、単軸混練押出し機または二軸混練押出し機等を用いて溶融混練を行いペレット状に押出し成形して得ることができる。また、前記溶融混錬後にシート状に加工した後、ペレット状に成形することもできる。
【００３１】
本発明の太陽電池封止材は、前記太陽電池封止材用樹脂組成物または太陽電池封止材用マスターバッチをＴ−ダイ押出機、カレンダー成形機等の一般的な成形機を使用してシート状に成形することで製造できる。前記成形の際に、架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤および酸化防止剤を配合して成形することもできる。
前記封止材の厚みは、０．１〜２ｍｍ程度が好ましい。
【００３２】
本発明の太陽電池モジュールの構成の一例を図１を用いて説明する。図１の太陽電池モジュールは、太陽側から表面保護ガラス１１、太陽電池封止材１２Ａ、発電素子１３、太陽電池封止材１２Ｂ、裏面保護部材１４の順に重ね、加熱・圧着することで製造できる。少なくとも太陽電池封止材１２Ａに本発明の太陽電池封止材を使用する。裏面保護部材１４は、ガラス、またはアルミニウムをフッ化ビニルフィルムで挟んだ構成のシートまたはアルミニウムを耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムで挟んだ構成のシート等が好ましい。また、加熱・加圧は、一般的には、真空ラミネーターを使用できる。なお本発明の太陽電池モジュールが図１の構成に限定されないことはいうまでも無い。
【００３３】
前記発電素子は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、ガリウム−砒素、銅−インジウムーセレン、カドミウム−テルルなどのIII−V族やII−VI族化合物半導体系等の各種太陽電池素子を用いることができる。
【実施例】
【００３４】
次に本発明の実施例を示して更に詳細を説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。例中、「部」とは「重量部」、「％」とは「重量％」をそれぞれ意味するものとする。
【００３５】
実施例で使用した原料は、以下のとおりである。
【００３６】
＜エチレン共重合体＞
（Ａ−１）ＥＶＡ（酢酸ビニル含有量：２８モル％、ＭＦＲ：２０ｇ／１０ｍｉｎ）
（Ａ−２）ＥＶＡ（酢酸ビニル含有量：３３モル％、ＭＦＲ：１４ｇ／１０ｍｉｎ）
＜フィラー＞
（Ｂ−１)シリコアルミノリン酸塩（平均粒子径：５μｍ、一般式（１）のｎ＝０．１、酸化アルミニウムからリン酸アルミニウムへモル数換算で４５％転化した。）
（Ｂ−２）シリコアルミノリン酸塩（平均粒子径：５０μｍ、一般式（１）のｎ＝０．１、酸化アルミニウムからリン酸アルミニウムへモル数換算で４５％転化した。）
（Ｂ−３)シリコアルミノリン酸塩（平均粒子径：１００μｍ、一般式（１）のｎ＝０．１、酸化アルミニウムからリン酸アルミニウムへモル数換算で４５％転化した。）
（Ｂ−４)リン酸アルミニウム、平均粒子径：１μｍ
（Ｂ−５)含水カオリン、平均粒子径：０．４μm
（Ｂ−６)乾式カオリン、平均粒子径：０．８μｍ
（Ｂ−７)焼成カオリン、平均粒子径：４μｍ
【００３７】
（実施例１）
〔太陽電池封止材用マスターバッチの製造〕
（Ａ−１）ＥＶＡ  ９５部および（Ｂ−１)シリコアルミノリン酸塩  ５部をスーパーミキサー（カワタ社製）に投入し、温度２５℃、時間３分間の条件で撹拌して混合物を得た。次いで前記混合物を二軸押出し機(日本プラコン社製)に投入し、押し出し、ペレタイザーでカットすることで太陽電池封止材用マスターバッチを得た。
別途、（Ａ−１）ＥＶＡ  ９１．２５部、光安定剤８．７５部を使用して、上記同様の方法で安定化剤マスターバッチを得た。
また別途、（Ａ−１）ＥＶＡ  ８５部、架橋剤５部、架橋助剤５部、シランカップリング剤５部をスーパーミキサーに投入し、撹拌することで架橋剤マスターバッチを得た。
【００３８】
〔太陽電池封止材樹脂組成物の製造〕
得られた太陽電池封止材用マスターバッチ、安定化剤マスターバッチ、架橋剤マスターバッチ、および（Ａ−１）ＥＶＡを用いて、（Ａ−１）ＥＶＡが９９．９部、（Ｂ−１)シリコアルミノリン酸塩が０．１部の比率の混合物を得た。次いで前記混合物をT−ダイ押出機に投入し温度１１０℃でシート状に押出し成形することで厚さ０．５mmの太陽電池封止材を作製した。なお、太陽電池封止材が含む原料は下記の通りであり、原料の配合量は、ＥＶＡ  １００重量部に対して、以下の量になるように配合している。
・原料
架橋剤:２，５−ジメチル−２，５−ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン  ０．６部
架橋助剤:トリアリルイソシアヌレート  ０．６部
シランカップリング剤:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン  ０．６部
光安定剤:N，N’−ビス(３−アミノプロピル)エチレンジアミン−２，４−ビス[N−ブチル−N−(１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル)アミノ]−６−クロロ−１，３，５−トリアジン縮合物  ０．４部
【００３９】
〔太陽電池モジュールの製造〕
得られた太陽電池封止材から太陽電池封止材１２Ａおよび太陽電池封止材１２Ｂを準備し、前記太陽電池封止材１２Ａ、発電素子１３、太陽電池封止材１２Ｂの順に重ね、さらに図１に示すように厚さ３ｍｍの表面保護ガラス１１および裏面保護部材１４を使用して積層した後、真空ラミネーターに投入し、真空下、１４５℃１７分間の条件で加熱及び加圧し、封止材を架橋させることで太陽電池モジュールを作製した。なお、真空ラミネーターは、ＬＭ−５０×５０−Ｓ（エヌ・ピー・シー社製）を使用した。
【００４０】
（実施例２〜１２、比較例１〜５）
エチレン共重合体およびフィラーを表１および表２の原料と配合量に変更した以外は、実施例１と同様の行うことでそれぞれ実施例２〜１２および比較例１〜５の太陽電池封止材、ならびに太陽電池モジュールを得た。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
【表２】
0005565520.tif 000003
【００４３】
〔外観評価〕
得られた太陽電池封止材を前記真空ラミネーターを使用して、上記同様の条件で加熱加圧することで封止材を架橋することで試料とした。得られた試料について、ヘーズメーター（ＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒ社製）を使用して全光線透過率およびＨＡＺＥを測定することで外観を評価した。
【００４４】
[剥離強度]
剥離強度を測定することで密着性を評価した。
まず測定試料の作成方法について図２を示して説明する。得られた太陽電池封止材から太陽電池封止材２２を準備した。図２に示すように厚さ３ｍｍのガラス板２１、太陽電池封止材２２、剥離処理面を下面に向けた剥離性シート２３、および厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムシート２４を順次重ね積層体とした。前記積層体を前記真空ラミネーターを使用して、上記同様の条件で加熱加圧することで封止材を架橋した。なお、剥離性シートは積層体全長の半分の長さであり、積層体の全長の６０％部分について、ポリエチレンテレフタレートフィルムシート２４は、太陽電池封止材２２と密着していない。
次いで、前記積層体を幅１ｃｍ幅の短冊状に切り取り試料とした。前記試料を温度２３℃、湿度５０％ＲＨ環境下に２４時間静置した後、剥離速度１００ｍｍ／ｍｉｎ、剥離角１８０°の条件で剥離強度を測定した。なお図２の上側を上面、下側を下面とする。なお剥離強度の測定はＪＩＳ Ｋ ６８５４−２に準拠した。
【００４５】
〔体積抵抗率〕
得られた太陽電池封止材を前記真空ラミネーターを使用して、上記同様の条件で加熱加圧することで封止材を架橋することで試料とした。前記試料についてデジタル超高抵抗／微少電流計 Ｒ８３４０（アドバンテスト社製）を使用して、体積抵抗率を測定した。
【００４６】
〔変換効率保持率〕
太陽電池モジュールについて、まずＩ−V特性を測定し、初期変換効率を算出した後、前記太陽電池モジュールを８５℃８５％ＲＨに設定した恒温恒湿試験機に投入し１０００時間静置を行い、前記初期変換効率と同様に変換効率を算出した。次いで、前記太陽電池モジュールを前記恒温恒湿試験機に投入し同条件でさら１０００時間静置を行い前記初期変換効率と同様に変換効率を算出した。なお、変換効率は、入光エネルギーとI−V特性測定から算出した最大出力(Ｐｍ)と、発電素子の面積から算出した。評価は初期変換効率を１００とし、太陽電池モジュールの８５℃８５％ＲＨ経時試験後（１０００時間後、２０００時間後）の変換効率に対する初期変換効率の割合から変換効率保持率とした。I−V特性の測定には、株式会社ウシオスペックス製太陽電池用ソーラシミュレータ  ＭＳ−１８０ＡＡＡ及びＤＥＮＫＥＮ製太陽電池特性検査テスター  ＤＫＰＶＴ−３０を使用した。また、Ｉ−V特性の測定で得られたＩｓｃ(短絡電流)４１は、図４に示したI−V特性のグラフにおける電圧が０V時の電流値を示す。またＶｏｃ(開放電圧)４２は、電流値が０Ａ時の電圧値を示し、Ｐｍ(最大出力)４３は、電流値と電圧値の積の最大値を示している。
【００４７】
〔耐ＰＩＤ性〕
ＰＩＤ試験を以下の方法で行い耐ＰＩＤ性を評価した。結果は表４に示す。
まず、図３に示す太陽電池モジュールを作製した。具体的には、厚さ３ｍｍの表面保護ガラス３１、太陽電池封止材３２Ａ、発電素子３３、太陽電池封止材３２Ｂ、裏面保護部材３４の順に重ね、前記真空ラミネーターを使用して前記同様の条件で加熱圧着して太陽電池モジュールを得て、さらに金属フレーム３５に固定した。次いで、図３の通りプラス出力端子及びマイナス出力端子を発電素子にマイナス極、金属フレーム３５をプラス極として配線することで試料を作成した。そして試験前の試料について初期としてＩ−Ｖ特性（ＩｓｃおよびＰｍ）ならびに漏れ電流を測定し、初期の漏れ電流は全ての実施例及び比較例において、０Ａであることを確認した。
なお、Ｉ−Ｖ特性は、太陽電池用ソーラシミュレータ  ＭＳ−１８０ＡＡＡ（ウシオスペックス社製）及び太陽電池特性検査テスター  ＤＫＰＶＴ−３０（ＤＥＮＫＥＮ社製）を使用して測定した。
また漏れ電流は、図３のように発電素子をマイナス極、金属フレーム３５をプラス極として出力端子を設置し、１０００Vの電圧を印加することで金属フレーム３５から封止材を通り、発電素子へと流れる電流値を測定した。
次いで、前記試料を下記条件でＰＩＤ試験を行い試験後のI−V特性および漏れ電流を測定した。Ｐｍ保持率＝（初期のＰｍ値／試験後のＰｍ値）×１００
・試験条件
温度６０℃、湿度８５％ＲＨ環境下、印加電圧：１０００Vで９６時間経時した。
なお、前記測定は、ＰＩＤ現象を促進させるために、表面保護ガラスを水で覆い、発電素子と表面保護ガラスとの電位差をより高くした上で行った。
【００４８】
【表３】
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【００４９】
【表４】
0005565520.tif 000005
【符号の説明】
【００５０】
１１：表面保護ガラス
１２Ａ：太陽電池封止材
１２Ｂ：太陽電池封止材
１３：発電素子
１４：裏面保護部材
２１：ガラス板
２２：太陽電池封止材
２３：剥離性シート
２４：ポリエチレンテレフタレートシート
３１：表面保護ガラス
３２Ａ：太陽電池封止材
３２Ｂ：太陽電池封止材
３３：発電素子
３４：裏面保護部材
３５：金属フレーム
４１：Isc短絡電流
４２：Voc開放電圧
４３：Pm最大出力
【要約】      （修正有）【課題】透明性が良好で、長期の使用でも表面保護ガラスとの密着性の低下を抑制し、耐ＰＩＤ性が良好な太陽電池封止材を成形できる太陽電池封止材用樹脂組成物を提供する。【解決手段】エチレン共重合体およびシリコアルミノリン酸塩を含む太陽電池封止材用樹脂組成物である。なおシリコアルミノリン酸塩は、下記一般式（１）で表す組成を満たす比率のケイ酸成分とアルミニウム成分を有するケイ酸アルミニウムをリン酸で処理してなる化合物である。一般式（１）ＳｉＯ２・ｎＡｌ２Ｏ３（ただし、ｎは０．００１〜０．５）。上記一般式（１）のアルミニウム成分の１０〜９９．９モル％がリン酸アルミニウムに転化していることが好ましい。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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