(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物、及び紫外線吸収剤を含む太陽電池用封止膜であって、更にリン系又はフェノール系の酸化防止剤を含み、且つ、
前記紫外線吸収剤の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜１質量部であり、
前記酸化防止剤の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．０２〜０．５質量部であり、
前記有機過酸化物の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．５〜１．０質量部であり、
前記酸化防止剤に対する前記紫外線吸収剤の質量比［紫外線吸収剤／酸化防止剤］が、０．４〜６の範囲にあり、
前記酸化防止剤に対する前記有機過酸化物の質量比［有機過酸化物／酸化防止剤］が、１．６〜２．７の範囲にあり、
前記紫外線吸収剤がベンゾフェノン系紫外線吸収剤であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
【請求項２】
前記酸化防止剤が、下記式（Ｉ）：
【化１】
0005457758.tif 000006
（式中、Ｒ1は炭素原子数１〜２０の炭化水素基であり、３個のＲ1は同一でも異なっていても良い）で表されるホスファイト化合物を含む請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項３】
前記式（Ｉ）における少なくとも１個のＲ1が、炭素原子数６〜１８のアリール基である請求項２に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項４】
前記酸化防止剤が、オクタデシル−３−(３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、及び（２，４，８，１０−テトラキス（ｔ−ブチル）−６−｛（エチルヘキシル）オキシ｝−１２Ｈ−ジベンゾ)[ｄ，ｇ]１，３，２−ジオキサホスホシンからなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項５】
前記紫外線吸収剤の最大吸収波長が、３２５〜３６０ｎｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池封止膜を用いたことを特徴とする太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に耐紫外線性に優れる太陽電池用封止膜に関する。更にこの封止膜を用いた太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接、変換する太陽電池が広く使用され、更に生産性や耐久性の点から開発が進められている。
【０００３】
太陽電池は、一般に、図１に示すように、ガラス基板などからなる表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、シリコン発電素子などの太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材（バックカバー）１２をこの順で積層し、減圧下で脱気した後、加熱加圧して表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂを架橋硬化させて接着一体化することにより製造される。従来の太陽電池では、高い電気出力を得るために、複数の太陽電池用セル１４を接続して用いられている。したがって、太陽電池用セル１４間の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜１３Ａ、１３Ｂを用いて太陽電池用セルを封止している。
【０００４】
従来から、太陽電池セルに用いられる封止膜として、安価であり高い透明性を有することからエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡともいう）フィルム等が用いられている。封止膜には、太陽電池セルの機械的な耐久性の確保や、湿気又は水の透過による内部の導線や電極の発錆の防止のため、高度な密着性及び接着力で各部材を接着一体化させる機能が必要である。そのため、従来から、ＥＶＡ樹脂に対して有機過酸化物等の架橋剤を添加し、架橋密度を向上させている(特許文献１)。
【０００５】
また、太陽電池に長期間、太陽光が照射されると、紫外線により封止膜中のＥＶＡが劣化し、黄変や接着力の低下等が生じる。封止膜が黄変すると、意匠性が低下するとともに太陽電池の発電性能が低下する。この対策として、従来から、ベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤やヒンダードアミン系光安定化剤の添加による耐紫外線性の向上が図られている(特許文献２)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−１７７４１２号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の紫外線吸収剤を含むＥＶＡフィルムを封止膜として用いた太陽電池でも、長期間の使用によって、紫外線吸収剤が劣化し、封止膜の紫外線カット性が低下する場合がある。これにより太陽電池モジュールの電極等の部材が劣化したり、ＥＶＡの劣化による黄変や、接着力の低下による封止膜の剥離が生じたりして、外観不良や性能低下が生じる。一般に、封止膜中の紫外線吸収剤の劣化は、有機過酸化物による架橋反応の反応残渣や未反応物が分解し、ラジカルが発生することに起因すると考えられる。従って、紫外線吸収剤の劣化の抑制には、ラジカルを除去することが有効と考えられるが、ラジカルを除去することは、逆に有機過酸化物による架橋反応を阻害するものと考えられた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ＥＶＡを主成分とし、有機過酸化物による架橋構造を有し、耐紫外線性向上のために紫外線吸収剤を含む太陽電池用封止膜であって、長期間の使用によっても紫外線カット性が維持され、且つ強固な架橋構造を有する太陽電池用封止膜を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、この封止膜を用いた太陽電池を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ＥＶＡの封止膜に含まれる紫外線吸収剤の劣化を抑制する方法について本発明者が検討した結果、リン系又はフェノール系の酸化防止剤が有効であることが見出された。しかしながら、酸化防止剤の配合量が多すぎると、有機過酸化物によるＥＶＡ架橋速度が遅くなったり、強固な架橋構造が形成できなかったりする問題が生じ、少なすぎると紫外線吸収剤の劣化を抑制できなくなった。そこで、本発明者は酸化防止剤、紫外線吸収剤、及び有機過酸化物の添加剤の配合量について更に検討した結果、本発明に至った。
【００１１】
即ち、上記目的は、ＥＶＡ、有機過酸化物、及び紫外線吸収剤を含む太陽電池用封止膜であって、更にリン系又はフェノール系の酸化防止剤を含み、且つ、前記紫外線吸収剤の含有量が、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜１質量部であり、前記酸化防止剤の含有量が、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．０２〜０．５質量部であり、前記有機過酸化物の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．５〜１．０質量部であり、前記酸化防止剤に対する前記紫外線吸収剤の質量比［紫外線吸収剤／酸化防止剤］が、０．４〜６の範囲にあり、前記酸化防止剤に対する前記有機過酸化物の質量比［有機過酸化物／酸化防止剤］が、１．６〜２．７の範囲にあり、前記紫外線吸収剤がベンゾフェノン系紫外線吸収剤であることを特徴とする太陽電池用封止膜によって達成される。これにより、封止膜に含まれる紫外線吸収剤の劣化が抑制されるため、紫外線カット性が十分維持され、且つＥＶＡの十分な架橋速度が得られ、強固な架橋構造を形成できる。
【００１２】
本発明に係る太陽電池用封止膜の好ましい態様は以下の通りである。
（１）酸化防止剤が、下記式（Ｉ）：
【００１３】
【化１】
0005457758.tif 000002
【００１４】
（式中、Ｒ1は炭素原子数１〜２０の炭化水素であり、３個のＲ1は同一でも異なっていても良い）で表されるホスファイト化合物を含む。
（２）前記式（Ｉ）における少なくとも１個のＲ1が、炭素原子数６〜１８のアリール基である。
（３）酸化防止剤が、オクタデシル−３−(３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、及び（２，４，８，１０−テトラキス（ｔ−ブチル）−６−｛（エチルヘキシル）オキシ｝−１２Ｈ−ジベンゾ)[ｄ，ｇ]１，３，２−ジオキサホスホシンからなる群から選択される少なくとも１種を含む。
（４）紫外線吸収剤の最大吸収波長が、３２５〜３６０ｎｍである。
【００１５】
また、上記目的は、本発明の太陽電池封止膜を用いたことを特徴とする太陽電池によっても達成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＥＶＡを主成分とし、有機過酸化物による架橋構造を有し、耐紫外線性向上のために紫外線吸収剤を含む太陽電池用封止膜において、リン系又はフェノール系の酸化防止剤を、紫外線吸収剤及び有機過酸化物の配合量から適正化された配合量で添加しているので、長期間の使用による紫外線吸収剤の劣化を十分抑制し、且つＥＶＡの十分な架橋速度が得られ、強固な架橋構造を形成させることができる。従って、本発明の太陽電池用封止膜を用いることで、長期間使用しても、太陽電池モジュール部材の劣化による性能低下、ＥＶＡの劣化による黄変、接着力の低下による封止膜の剥離等の外観不良が生じない太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、一般的な太陽電池の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の太陽電池用封止膜はＥＶＡ、架橋剤として有機過酸化物、耐紫外線性向上のために紫外線吸収剤に加えて、リン系又はフェノール系の酸化防止剤を含んでいる。そして、紫外線吸収剤、酸化防止剤、有機過酸化物の含有量は以下のように規定されている。
【００１９】
即ち、紫外線吸収剤の含有量が、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜１質量部であり、前記酸化防止剤の含有量が、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．０２〜０．５質量部であり、前記酸化防止剤に対する前記紫外線吸収剤の質量比［紫外線吸収剤／酸化防止剤］が、０．４〜６の範囲であり、前記酸化防止剤に対する前記有機過酸化物の質量比［有機過酸化物／酸化防止剤］が、１．６〜２．７の範囲である。
【００２０】
紫外線吸収剤の配合量が上記の範囲であれば、紫外線吸収剤により耐紫外線性が向上されたＥＶＡ封止膜とすることができる。また、適正化された配合量の酸化防止剤により、その紫外線吸収剤の劣化が抑制されるため、長期間の使用においても、紫外線カット性が十分維持される。また、酸化防止剤の配合量と有機過酸化物の配合量のバランスが適正化されているので、十分なＥＶＡの架橋速度を得ることができ、強固な架橋構造を形成することができる。
【００２１】
［紫外線吸収剤］
紫外線吸収剤の含有量は、上記のようにＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜１質量部であれば良い。紫外線吸収剤が少ない場合は、耐紫外線性が得られず、多い場合は、接着性が低下する。紫外線吸収剤はＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜０．５質量部が更に好ましい。
【００２２】
紫外線吸収剤はベンゾフェノン系を使用する。これらの１種類を用いてもよく、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２３】
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、２，２'−ジヒドロキシ−４，４'−ジ（ヒドロキシメチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−４，４'−ジ（２−ヒドロキシエチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメトキシ−５，５'−ジ（ヒドロキシメチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメトキシ−５，５'−ジ（２−ヒドロキシエチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジ（ヒドロキシメチル）−５，５'−ジメトキシベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジ（２−ヒドロキシエチル）−５，５'−ジ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等が挙げられる。
【００２８】
また、紫外線吸収剤の最大吸収波長は、３２５〜３６０ｎｍが好ましく、３２５〜３４５ｎｍが更に好ましい。このような紫外線吸収剤であれば、太陽光に含まれる紫外線の内、特にＥＶＡの光劣化を引き起こすおそれのある波長約３３０ｎｍの紫外線を十分に吸収することができる。
【００２９】
［酸化防止剤］
酸化防止剤の含有量は、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．０２〜０．５質量部であれば良い。酸化防止剤が少ない場合は、紫外線吸収剤の劣化を抑制できず、紫外線カット性を十分維持できず、多い場合は、架橋速度が低下し、強固な架橋構造が得られなくなる。酸化防止剤はＥＶＡ１００質量部に対して、０．０５〜０．３質量部が更に好ましい。
【００３０】
本発明において、酸化防止剤は、リン系又はフェノール系であれば特に制限はない。リン系酸化防止剤としては、ホスファイト化合物が好ましく挙げられ、フェノール系酸化防止剤は、いわゆるヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく挙げられる。これらの１種類を用いてもよく、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
前記ホスファイト化合物は、リン原子に、酸素原子を介して、水素又は炭化水素基が３個結合したものである。本発明におけるホスファイト化合物としては、下記式（Ｉ）：
【００３２】
【化２】
0005457758.tif 000003
【００３３】
（式中、Ｒ1は炭素原子数１〜２０の炭化水素であり、３個のＲ1は同一でも異なっていても良い）で表されるホスファイト化合物が好ましい。
【００３４】
前記式（Ｉ）における３個のＲ1は、同一であっても異なっていてもよく、炭素原子数１〜２０の炭化水素基である。具体的には、アリール基、アルキル基、アラルキル基が好ましく挙げられる。
【００３５】
アリール基としては、フェニル基、ノニルフェニル基、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル基、４−プロピルフェニル基、４−ペンチルフェニル基、４−オクチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−プロポキシフェニル基、４−ペンチルオキシフェニル基、４−オクチルオキシフェニル基、４−ブトキシメチルフェニル基、４−オクチルオキシエチルフェニル基、４−ブトキシエトキシフェニル基、４−オクチルオキシエトキシフェニル基、４−ブトキシブトキシフェニル基などが挙げられる。
【００３６】
アルキル基としては、直鎖状又は分岐状のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｉｓｏ−オクチル、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｉｓｏ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｉｓｏ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｉｓｏ−テトラデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｉｓｏ−ヘキサデシル基、ステアリル基、ノナデシル基などが挙げられる。
【００３７】
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルヘキシル基などが挙げられる。
【００３８】
前記ホスファイト化合物として具体的には、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、又はトリフェニルホスファイト等のアリールホスファイト；トリスイソデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、又はトリス（トリデシル）ホスファイト等のアルキルホスファイト；ジフェニルイソオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、ジイソデシルフェニルホスファイト、ジイソオクチルオクチルフェニルホスファイト、フェニルネオペンチルグリコールホスファイト、又は２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェニル−（２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール）ホスファイト、（２，４，８，１０−テトラキス（ｔ−ブチル）−６−｛（エチルヘキシル）オキシ｝−１２Ｈ−ジベンゾ)[ｄ，ｇ]１，３，２−ジオキサホスホシン等のアルキル−アリールホスファイトなどが挙げられる。
【００３９】
より好ましいホスファイト化合物は、前記式（Ｉ）における少なくとも１個、好ましくは３個のＲ1が、炭素原子数６〜１８アリール基、更に好ましくは炭素原子数１０〜１５のアリール基であるホスファイト化合物である。具体的には、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチル−メチルフェニル）エチルホスファイト、（２，４，８，１０−テトラキス（ｔ−ブチル）−６−｛（エチルヘキシル）オキシ｝−１２Ｈ−ジベンゾ)[ｄ，ｇ]１，３，２−ジオキサホスホシン等が挙げられる。
【００４０】
前記ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、チオジエチレン−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、Ｎ，Ｎ'−ヘキサン−１，６−ジイルビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド］、ジエチル（（３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル）メチル）ホスフェート、３，３'，３''，５，５'，５''−ヘキサ−ｔ−ブチル−ａ，ａ'，ａ''−（メシチレン−２，４，６−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール、エチレンビス（オキシエチレン）ビス（３−（５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート）、ヘキサメチレン−ビス（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、１，３，５−トリス（（４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２，６−キシリル）メチル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−（４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ）フェノール、３，９−ビス（２−（３−（３−ｔ−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）−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカンなどが挙げられる。
【００４１】
より好ましいヒンダードフェノール系酸化防止剤は、オクタデシル−３−(３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］等が挙げられる。
【００４２】
［有機過酸化物］
前記有機過酸化物を配合することにより、ＥＶＡの架橋構造を形成することができ、接着力、透明性、耐湿性、耐貫通性が改善された太陽電池用封止膜を得ることができる。前記有機過酸化物としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであれば、どのようなものでも使用することができる。有機過酸化物は、一般に、成膜温度、組成物の調整条件、硬化温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して選択される。特に、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上のものが好ましい。
【００４３】
前記有機過酸化物としては、長期間にわたる使用において、黄変を高く抑制でき、優れた耐紫外線性を有する封止膜が得られることから、ハイドロパーオキサイド系化合物、ジアルキルパーオキサイド系化合物、及びケトンパーオキサイド系化合物を使用するのが好ましい。これらは、１種単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。
【００４４】
前記ハイドロパーオキサイド系化合物としては、例えば、Ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ヘキシルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【００４５】
前記ジアルキルパーオキサイド系化合物としては、例えば、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチル−α−クミルパーオキサイド、ジ−α−クミルパーオキサイド、１，４−ビス（（ｔ−ブチルジオキシ）イソプロピル）ベンゼン、１，３−ビス（（ｔ−ブチルジオキシ）イソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（（ｔ−ブチルパーオキシ）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。
【００４６】
前記ケトンパーオキサイド系化合物としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等が挙げられる。
【００４７】
これらの中でも、優れた耐紫外線性を有する封止膜が得られることから、ジアルキルパーオキサイド系化合物、特に、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを用いるのが好ましい。
【００４８】
有機過酸化物の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．５〜１．０質量部である。有機過酸化物の含有量が少ないと、架橋速度が低下し、強固な架橋構造が得られないおそれがあり、多いと他の成分との相溶性が悪くなり、十分な耐紫外線性が得られないおそれがある。
【００４９】
本発明において、前記酸化防止剤に対する前記紫外線吸収剤の質量比［紫外線吸収剤／酸化防止剤］は、上記の通り、０．４〜６の範囲にあれば良い。酸化防止剤に対する紫外線吸収剤の質量比が小さい場合は、長期間の使用により、紫外線カット性を維持できなくなり、大きい場合は、接着性が低下する。酸化防止剤に対する紫外線吸収剤の質量比［紫外線吸収剤／酸化防止剤］は０．４〜３の範囲が好ましい。
【００５０】
また、前記酸化防止剤に対する、前記有機過酸化物の質量比［有機過酸化物／酸化防止剤］は、上記の通り、１．６〜２．７の範囲にあれば良い。酸化防止剤に対する有機過酸化物の質量比が小さい場合は、架橋速度が遅くなり、強固な架橋構造が得られず、大きい場合は、長期間の使用により、紫外線カット性が維持できなくなる。
【００５１】
［エチレン−酢酸ビニル共重合体］
本発明においてはエチレン−酢酸ビニル重合体を主成分とすることで、透明性、接着性に優れ、耐紫外線性の高い封止膜を得ることができる。ＥＶＡにおける酢酸ビニルの含有量は、ＥＶＡ１００質量部に対して、好ましくは２０〜３５質量部、より好ましくは２０〜３０質量部、特に好ましくは２４〜２８質量部である。これにより、優れた透明性と接着性を有し、耐紫外線性に高い封止膜とすることができる。
【００５２】
本発明の太陽電池封止膜はＥＶＡに加えて、さらにポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂）、変性ＰＶＢ）、塩化ビニル樹脂を副次的に使用することもできる。その場合、特にＰＶＢが好ましい。
【００５３】
［シランカップリング剤］
本発明の封止膜には、接着力向上の目的で、シランカップリング剤を更に含んでいても良い。シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、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トリエトキシシラン、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、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプト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−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。また、シランカップリング剤の含有量は、ＥＶＡ１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましく、特に０．１〜２質量部が好ましい。
【００５４】
［架橋助剤］
本発明の太陽電池用封止膜は、必要に応じて、さらに架橋助剤を含んでいてもよい。前記架橋助剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体のゲル分率を向上させ、封止膜の接着性及び耐久性を向上させることができる。
【００５５】
前記架橋助剤の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、一般に１０質量部以下、好ましくは０．１〜５質量部で使用される。これにより、接着性に優れる封止膜が得られる。
【００５６】
前記架橋助剤（官能基としてラジカル重合性基を有する化合物）としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等の３官能の架橋助剤の他、（メタ）アクリルエステル（例、ＮＫエステル等）の単官能又は２官能の架橋助剤等を挙げることができる。なかでも、トリアリルシアヌレートおよびトリアリルイソシアヌレートが好ましく、特にトリアリルイソシアヌレートが好ましい。
【００５７】
［その他］
本発明の封止膜は、膜の種々の物性（機械的強度、接着性、透明性等の光学的特性、耐熱性、耐光性、架橋速度等）の改良あるいは調整、特に機械的強度の改良のため、必要に応じて、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／又はエポキシ基含有化合物などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００５８】
前記可塑剤としては、特に限定されるものではないが、一般に多塩基酸のエステル、多価アルコールのエステルが使用される。その例としては、ジオクチルフタレート、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルブチレート、ブチルセバケート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、トリエチレングリコールジペラルゴネートを挙げることができる。可塑剤は一種用いてもよく、二種以上組み合わせて使用しても良い。可塑剤の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。
【００５９】
前記アクリロキシ基含有化合物及び前記メタクリロキシ基含有化合物としては、一般にアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体であり、例えばアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルやアミドを挙げることができる。エステル残基の例としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等の直鎖状のアルキル基、シクロヘキシル基、テトラヒドルフルフリル基、アミノエチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、３−クロロ−２−ヒドロキシプオピル基を挙げることができる。アミドの例としては、ジアセトンアクリルアミドを挙げることができる。また、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルも挙げることができる。
【００６０】
前記エポキシ含有化合物としては、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フェノール（エチレンオキシ）5グリシジルエーテル、ｐ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、グリシジルメタクリレート、ブチルグリシジルエーテルを挙げることができる。
【００６１】
前記アクリロキシ基含有化合物、前記メタクリロキシ基含有化合物、または前記エポキシ基含有化合物は、それぞれエチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対してそれぞれ一般に０．５〜５．０質量部、特に１．０〜４．０質量部含まれていることが好ましい。
【００６２】
更に、本発明の太陽電池用封止膜は、光安定剤、及び／又は老化防止剤を含んでいてもよい。
【００６３】
光安定剤を含有させることによって、照射された光などの影響によってエチレン−酢酸ビニル共重合体の劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。前記光安定剤としてはヒンダードアミン系と呼ばれる光安定剤を用いることが好ましく、例えば、ＬＡ−５２、ＬＡ−５７、ＬＡ−６２、ＬＡ−６３ＬＡ−６３ｐ、ＬＡ−６７、ＬＡ−６８（いずれもＡＤＥＫＡ社製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ７７０、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ７６５、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ６２２ＬＤ、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ  ９４４ＬＤ（いずれもチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）、ＵＶ−３０３４（Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社製）等を挙げることができる。なお、上記光安定剤は、単独で使用しても、２種以上組み合わせて用いてもよく、その配合量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。
【００６４】
前記老化防止剤としては、上記酸化防止剤の他、ラクトン系熱安定剤、ビタミンＥ系熱安定剤、イオウ系熱安定剤等が挙げられる。
【００６５】
上述した本発明の太陽電池用封止膜を形成するには、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、上述した各成分を含む組成物を、通常の押出成形、又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により製造することができる。また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。押出成形等を用いて加熱圧延することによって成膜する場合、加熱は一般に５０〜９０℃の範囲である。太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であれば良い。
【００６６】
太陽電池において封止膜は、セルを封止するために架橋硬化させられる。本発明の太陽電池用封止膜は、優れた耐紫外線性を有し、長期間の使用によっても紫外線照射による紫外線吸収剤の劣化が抑制され、紫外線カット性が十分維持される。また、十分なＥＶＡの架橋速度を得ることができ、強固な架橋構造を形成することができる。
【００６７】
即ち、本発明の太陽電池用封止膜は、１５５℃、４５分間加熱後のゲル化分率（架橋の度合いを示す値）が８０％以上であり、封止膜をゲル化分率８０〜９５％まで、架橋させた後、２９５〜４００ｎｍにおける紫外線強度が１００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を１２０時間照射した後、ガラス基板との接着力が１３Ｎ／ｃｍ以上、特に１５〜２５Ｎ／ｃｍである。
【００６８】
また、本発明の封止膜をゲル化分率８０〜９５％まで、架橋させた後、２９５〜４００ｎｍにおける紫外線強度が１００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を１２０時間照射した後、波長３３０ｎｍの紫外線透過率が３％以下、特に２％以下である。
【００６９】
なお、本発明の封止膜の初期の黄変度（ＹＩ）は２．０未満である。
【００７０】
本発明の太陽電池の構造は、本発明の太陽電池用封止膜を用いていれば、特に制限されない。例えば、表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、前記太陽電池用封止膜を介在させて架橋一体化させることにより太陽電池用セルを封止させた構造などが挙げられる。
【００７１】
前記太陽電池において、太陽電池用セルを十分に封止するには、図１に示すように表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２を積層し、加熱加圧など常法に従って、封止膜を架橋硬化させればよい。
【００７２】
前記加熱加圧するには、例えば、前記積層体を、真空ラミネーターで温度１３５〜１８０℃、さらに１４０〜１８０℃、特に１５５〜１８０℃、脱気時間０．１〜５分、プレス圧力０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ2、プレス時間５〜１５分で加熱圧着すればよい。この加熱加圧時に、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂに含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体を架橋させることにより、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、表面側透明保護部材１１、裏面側透明部材１２、および太陽電池用セル１４を一体化させて、太陽電池用セル１４を封止することができる。
【００７３】
本発明の太陽電池において、本発明の封止膜は、表面側封止膜及び裏面側封止膜の少なくとも一方に使用されていれば良い。本発明の封止膜は長期間の使用によっても紫外線カット性が十分維持されているので、太陽電池用セルの受光面側に配置される表面側封止膜として用いられるのが好ましく、表面側封止膜及び裏面側封止膜の双方に使用されるのが特に好ましい。
【００７４】
なお、本発明において、太陽電池セルの光が照射される側（受光面側）を「表面側」と称し、太陽電池セルの受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。
【００７５】
本発明の太陽電池に使用される表面側透明保護部材１１は、通常珪酸塩ガラスなどのガラス基板であるのがよい。ガラス基板の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。ガラス基板は、一般に、化学的に、或いは熱的に強化させたものであってもよい。
【００７６】
本発明で使用される裏面側保護部材１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックフィルムであるが、耐熱性、耐湿熱性を考慮してフッ化ポリエチレンフィルム、特にフッ化ポリエチレンフィルム／Ａｌ／フッ化ポリエチレンフィルムをこの順で積層させたフィルムが好ましい。特にＰＥＴなどのプラスチックフィルムは太陽電池用封止膜との接着性が低いことから、本願発明の太陽電池用封止膜はＰＥＴなどのプラスチックフィルムを裏面側保護部材として有する太陽電池に用いられるのが好ましい。
【００７７】
なお、本発明の太陽電池は、上述した通り、表面側および裏面側に用いられる封止膜に特徴を有する。したがって、表面側透明保護部材、裏面側保護部材、および太陽電池用セルなどの前記封止膜以外の部材については、従来公知の太陽電池と同様の構成を有していればよく、特に制限されない。
【実施例】
【００７８】
以下、本発明を実施例により説明する。
【００７９】
（実施例１〜１１、比較例１〜１０）
表１及び表２に示す各配合で各材料をロールミルに供給し、６０〜１００℃で、混練して太陽電池用封止膜組成物を調製した。前記太陽電池用封止膜組成物を、６０〜１００℃で、カレンダ成形し、放冷後、太陽電池用封止膜（厚さ０．６ｍｍ）を作製した。
【００８０】
（評価方法）
（１）ゲル分率
上記で作製した各太陽電池用封止膜を離型ＰＥＴ（７５μｍ厚）で挟み、１００℃、１０分間仮圧着した後、オーブンにて、温度１５５℃で架橋反応を行った。架橋した封止膜を秤量し、温度１２０℃のキシレン中に２４時間浸漬し、不溶解分を２００メッシュの金網でろ過し、残渣を真空乾燥し、乾燥残渣の質量を測定した。浸漬前の封止膜の質量に対する乾燥残渣の質量％を算出し、ゲル分率を求めた。８０％以上を合格とした。
（２）初期黄変度（ＹＩ）
上記で作製した各太陽電池用封止膜について、２枚の白色ガラス板（３．２ｍｍ厚）で挟み、上記（１）と同様に架橋反応を行った。その積層体について、色差計（カラーコンピューターＳＭ−５−ＩＳ−２Ｂ、スガ試験機社製）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５−６（１９８１）に準拠して測定した。２未満を合格とした。
（３）紫外線カット性
（ｉ）上記で作製した各太陽電池用封止膜について、上記（２）と同様に架橋反応を行った。その積層体について、ｓ−ＵＶ照射試験機（アイスーパーＵＶテスター（岩崎電気社製）を用い、温度６３℃の環境下、２９５〜４００ｎｍにおける紫外線強度が１００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を１２０時間照射した。
（ｉｉ）上記紫外線照射試験後の積層体の波長３３０ｎｍの紫外線透過率を分光光度計Ｕ−４０００（日立製作所社製）を用いて測定した。３％以下を合格とした。
（４）ガラス接着力
（ｉ）上記で作製した各太陽電池用封止膜について、離型ＰＥＴ（７５μｍ厚）と白色ガラス（３．２ｍｍ厚）の間で挟み、上記（１）と同様に架橋反応を行った。その積層体について、上記（３）（ｉ）と同様に紫外線を１２０時間照射した。
（ｉｉ）上記積層体において、封止膜とガラス板との間の一部を剥離して、封止膜（幅２５ｍｍ）を１８０°折り返して引張試験機（オートグラフＡＧ−１０ＫＮ（島津製作所社製））を用いて引っ張り速度１００ｍｍ／分時の引き剥がし力をガラス接着力［Ｎ／ｃｍ］として測定した。接着力の判定基準は１３Ｎ／ｃｍ以上が合格とした。
【００８１】
（評価結果）
上記各評価の結果を表１及び表２に示す。
【００８２】
【表１】
0005457758.tif 000004
【００８３】
【表２】
0005457758.tif 000005
【００８４】
実施例１〜３において、ＥＶＡ１００質量部に対して、各種紫外線吸収剤を０．０５〜３質量部配合し、各種酸化防止剤を０．０２〜０．５質量部配合し、酸化防止剤に対する紫外線吸収剤の質量比［紫外線吸収剤／酸化防止剤］を０．１〜５０とし、酸化防止剤に対する有機過酸化物の質量比［有機過酸化物／酸化防止剤］を１．５〜４０とした太陽電池用封止膜を評価した。その結果、すべての評価項目において、合格であった。
【００８５】
一方、ＥＶＡ１００質量部に対して紫外線吸収剤を０．００５質量部配合した比較例９では、紫外線カット性が維持されておらず、３．５質量部配合した比較例１３は初期黄変度（ＹＩ）が高く、接着力が低下していた。また、酸化防止剤を配合していない比較例１０、１４、及び０．０１質量部配合した比較例１１、１５においては、紫外線カット性が維持されておらず、１．５質量部配合した比較例１２では、ゲル化分率が低く、強固な架橋構造が形成されていないことが認められた。更に、［紫外線吸収剤／酸化防止剤］が、０．０２の比較例９は紫外線カット性が維持されておらず、７５の比較例１７は接着力が低下していた。また、［有機過酸化物／酸化防止剤］が、０．５の比較例１２、及び１．４の比較例１８はゲル化分率が低く、８０の比較例１１、１５では紫外線カット性、接着性が低下していた。
【００８６】
以上により、ＥＶＡ１００質量部に対して紫外線吸収剤０．０１〜３質量部、酸化防止剤０．０２〜１質量部配合され、［紫外線吸収剤／酸化防止剤］が０．１〜５０、［有機過酸化物／酸化防止剤］が１．５〜７５である封止膜であれば、紫外線カット性が十分維持され、且つ強固な架橋構造が形成されることが示された。
【００８７】
なお、本発明は上記の実施の形態の構成及び実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明により、更に耐紫外線性に優れた太陽電池を提供することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１１、２１    表面側透明保護部材
１２、２２    裏面側保護部材
１３Ａ        表面側封止膜
１３Ｂ        裏面側封止膜
１４          太陽電池セル
【図１】
0005457758.tif 000007