(57)【要約】【課題】ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする太陽電池モジュール用の封止材の製造において、ガラス等の透明基板との高い密着性に加えて、優れた密着耐久性を有する太陽電池モジュール用の封止材を提供するための封止材マスターバッチを提供すること。【解決手段】直鎖低密度ポリエチレンを含有してなるマスターバッチ用ベース樹脂と、マスターバッチ用ベース樹脂１００質量部に対して１質量部以上１０質量部以下のシランカップリング剤と、マスターバッチ用ベース樹脂１００質量部に対して０．０１質量部以上０．１質量部以下のマスターバッチ用有機過酸化物と、を１６０℃以上２６０℃以下の温度で混練して、ＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が、０．２５以上０．８５以下となるように、マスターバッチ用ベース樹脂とシランカップリング剤とをグラフト重合させることを特徴とする製造方法によって封止材マスターバッチを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シラン変性ポリエチレン系樹脂を含有する太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチの製造方法であって、
密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有してなるマスターバッチ用ベース樹脂と、
前記マスターバッチ用ベース樹脂１００質量部に対して１質量部以上１０質量部以下のシランカップリング剤と、
前記マスターバッチ用ベース樹脂１００質量部に対して０．０１質量部以上０．１質量部以下のマスターバッチ用有機過酸化物と、を
１６０℃以上２６０℃以下の温度で混練して、前記シラン変性ポリエチレン系樹脂を作成する工程を含み、
前記シラン変性ポリエチレン系樹脂のＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が、０．２５以上０．８５以下となるように、前記マスターバッチ用ベース樹脂と前記シランカップリング剤とをグラフト重合させることを特徴とする太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチの製造方法。
【請求項２】
前記マスターバッチ用有機過酸化物が、ジアルキルパーオキサイド又はパーオキシカーボネートである請求項１に記載の太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチの製造方法。
【請求項３】
前記シランカップリング剤が、ビニル基を有するシランカップリング剤である請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチと、封止材組成物用有機過酸化物と、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂からなる封止材組成物用ベース樹脂と、を含有する封止材組成物を、１６０℃以上２６０℃以下で溶融押出成形する太陽電池モジュール用の封止材の製造方法。
【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封止材マスターバッチ及び封止材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。現在、種々の形態からなる太陽電池モジュールが開発され、提案されている。一般に太陽電池モジュールは、透明前面基板と太陽電池素子と裏面保護シートとが、太陽電池モジュール用の封止材を介して積層された構成である。
【０００３】
太陽電池モジュール等を構成する各部材は、常時、強い紫外線、熱線、風雨等といった過酷な環境に曝されることになる。このため、太陽電池モジュールを構成する各部材は、これらの条件において、長期間に亘る耐久性を備える必要がある。
【０００４】
太陽電池モジュール用の封止材として、透明性、密着性等に優れるＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）をベース樹脂としたものが従来広く用いられてきた。しかし、近年においては、ＥＶＡ同等の透明性を有し、ＥＶＡに比して耐加水分解性等に優れるポリエチレン系樹脂をベース樹脂とした封止材の開発が進んでいる。
【０００５】
ベース樹脂としてポリエチレン系樹脂を採用する場合、シランカップリング剤の配合によってガラス等との密着性が向上できることが知られている。そして、更に密着性を改善するため、アルコキシシランをグラフト重合させた変性エチレン系樹脂を用いた封止材が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１の封止材は、架橋処理を行わないことを前提としているために、融点８０℃以上の変性エチレン系樹脂を用いることが必須の構成となっている。このことは、実施例中のシラン変性エチレン−αオレフィン共重合体の実施例において１８０℃の高温で押出し成形を行っていることからも明らかである。
【０００７】
このように、ベース樹脂がポリエチレン系樹脂の場合、従来は、高温の押出し成形が必要となっていたので、架橋剤含有の組成物では成形中に架橋が進んでしまい成形ができなかった。又、ベース樹脂等の融点が高いので密度が高くなり、透明性が劣るという欠点があった。
【０００８】
そこで、ベース樹脂がポリエチレン系樹脂でありながら、低温で押出し可能であって、後架橋させることができ、その結果、透明性、密着性に優れ、且つ、耐久性にも優れる太陽電池モジュール用の封止材として、直鎖低密度ポリエチレンにエチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合した低密度、低融点のシラン変性ポリエチレン系樹脂と、架橋剤と、を含有する封止材組成物を用いた封止材が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２３５０４８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３４９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載に従って、シランカップリング剤、有機過酸化物を単に混合しても、必ずしも、十分な密着性を得ることはできない。例えば、上記のグラフト重合を行うには、シランカップリング剤と有機過酸化物とを添加したベース樹脂を加熱する方法が一般的であるが、そのような加熱後に、尚、未反応のシランカップリング剤が多く存在する場合には、特にガラスへの密着耐久性が低下するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする太陽電池モジュール用の封止材の製造において、ガラス等の透明基板との高い密着性に加えて、優れた密着耐久性を有する太陽電池モジュール用の封止材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、太陽電池モジュール用の封止材の製造過程において、封止材の製造に用いる封止材組成物にシラン変性ポリエチレン系樹脂を添加するための封止材マスターバッチについて、シラン変性ポリエチレン系樹脂のＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比に着目し、その強度比の値を特定範囲に限定することによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１３】
（１）  シラン変性ポリエチレン系樹脂を含有する太陽電池モジュール封止材用マスターバッチの製造方法であって、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有してなるマスターバッチ用ベース樹脂と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００質量部に対して１質量部以上１０質量部以下のシランカップリング剤と、前記マスターバッチ用ベース樹脂１００質量部に対して０．０１質量部以上０．１質量部以下のマスターバッチ用有機過酸化物と、を１６０℃以上２６０℃以下の温度で混練して、前記シラン変性ポリエチレン系樹脂を作成する工程を含み、前記シラン変性ポリエチレン系樹脂のＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が、０．２５以上０．８５以下となるように、前記マスターバッチ用ベース樹脂と前記シランカップリング剤とをグラフト重合させることを特徴とする太陽電池モジュール封止材用マスターバッチの製造方法。
【００１４】
（２）  前記マスターバッチ用有機過酸化物が、ジアルキルパーオキサイド又はパーオキシカーボネートである（１）に記載の太陽電池モジュール封止材用マスターバッチの製造方法。
【００１５】
（３）  前記シランカップリング剤が、ビニル基を有するシランカップリング剤である（１）又は（２）に記載の太陽電池モジュール封止材用マスターバッチの製造方法。
【００１６】
（４）  （１）から（３）のいずれかに記載の製造方法によって製造された太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチと、封止材組成物用有機過酸化物と、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂からなる封止材組成物用ベース樹脂と、を含有する封止材組成物を、１６０℃以上２６０℃以下で溶融押出成形する太陽電池モジュール用封止材の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ガラス等の透明基板との高い密着性に加えて密着耐久性にも優れる太陽電池モジュール用の封止材を製造可能な太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの層構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチと同マスターバッチを含有する封止材組成物、同封止材組成物を用いて製造することがる太陽電池モジュール用の封止材、及び同封止材を用いた太陽電池モジュールの順に詳細に説明する。
【００２０】
＜封止材マスターバッチ＞
まず、本発明の太陽電池モジュール用の封止材マスターバッチ（以下、単に「封止材マスターバッチ」とも言う）について説明する。
【００２１】
［封止材マスターバッチ］
封止材マスターバッチは、太陽電池モジュール用の製造に用いる封止材組成物に所要濃度のシラン変性ポリエチレン系樹脂を混合するために用いるいわゆるマスターバッチである。高濃度でシラン変性ポリエチレン樹脂を含有し、調整を容易とするためにペレット化されていることが一般的である。本発明に係る封止材組成物は、低密度ポリエチレンを封止材組成物用のベース樹脂とし、本発明の封止材マスターバッチ、及び架橋剤としての有機過酸化物を含有する。そして当該封止材組成物は、溶融押出成形されて本発明に係る太陽電池モジュール用の封止材となる。
【００２２】
封止材マスターバッチは、シラン変性ポリエチレン系樹脂を主たる成分とする。シラン変性ポリエチレン系樹脂は、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下の直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）をマスターバッチ用ベース樹脂とし、同樹脂にシランカップリング剤を添加し、有機過酸化物の存在下で、ベース樹脂を主鎖とし、シランカップリング剤（エチレン性不飽和シラン化合物）を側鎖として、グラフト重合させたグラフト共重合体である。このようなグラフト共重合体であるシラン変性ポリエチレン系樹脂は、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、太陽電池モジュールにおける封止材の他の部材への密着性を向上することができる。
【００２３】
本発明の封止材マスターバッチは、更に、エチレン性不飽和シラン化合物のグラフト率を所定範囲に限定したものである点に特徴がある。具体的には、本発明の封止材マスターバッチは、シラン変性ポリエチレン系樹脂のＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が、特定範囲となるように、グラフト重合を限定的に進行させたものである。ここで、本明細書におけるＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比（ＳｉＣピーク値／ＣＨ２ピーク値）とは、ペレット化した封止材マスターバッチを平坦にカットし、日本分光ＦＴ／ＩＲ  ６１０のＡＴＲ法にてそれぞれのピーク強度を測定し、その測定値から算出した「ＳｉＣピーク値／ＣＨ２ピーク値」の値のことを言うものとする。
【００２４】
具体的には、本発明の封止材マスターバッチは、上記定義によるシラン変性ポリエチレン系樹脂のＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が、０．２５以上０．８５以下であることが好ましい。シラン変性ポリエチレン系樹脂のピーク強度比が０．２５未満であるとガラスへの密着維持率が不十分となり、０．８５を超えると硬くなりやすく、凹凸追従性が悪くなる。ベースとなるポリエチレン系樹脂とエチレン性不飽和シラン化合物とを、ＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が、上記範囲となるようにグラフト重合させたシラン変性ポリエチレン系樹脂を主たる成分とする本発明の封止材マスターバッチを用いて、封止材組成物を調整することによって、封止材の密着耐久性を著しく向上させることができる。
【００２５】
マスターバッチ用ベース樹脂としては、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下の直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いる。ＬＬＤＰＥは、シングルサイト触媒であるメタロセン触媒を用いて合成されるものである。このようなポリエチレンは、側鎖の分岐が少なく、コモノマーの分布が均一である。このため、分子量分布が狭く、上記のような超低密度にすることが可能であり封止材に対して柔軟性を付与できる。封止材に柔軟性が付与される結果、封止材とガラス等の透明前面基板との密着性を高めることができる。
【００２６】
ＬＬＤＰＥは、結晶性分布が狭く、結晶サイズが揃っているので、結晶サイズの大きいものが存在しない。又、そればかりでなく、低密度であるために結晶性自体が低い。このため、シート状に加工した際の透明性に優れる。したがって、本発明の封止材マスターバッチを含む封止材組成物からなる封止材が、透明前面基板と太陽電池素子との間に配置されても発電効率はほとんど低下しない。
【００２７】
ＬＬＤＰＥのα−オレフィンとしては、好ましくは分枝を有しないα−オレフィンが好ましく使用され、これらの中でも、炭素数が６〜８のα−オレフィンである１−ヘキセン、１−ヘプテン又は１−オクテンが特に好ましく使用される。α−オレフィンの炭素数が６以上８以下であることにより、封止材に良好な柔軟性を付与することができるとともに良好な強度を付与することができる。その結果、封止材とガラス等の透明前面基板との密着性が更に高まる。
【００２８】
マスターバッチ用ベース樹脂であるＬＬＤＰＥとグラフト重合させるシランカップリング剤は特に限定されないが、製膜性を良好にする観点からは、ビニル基を有するものを特に好ましく用いることができる。具体的には、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種以上からなるシランカップリング剤を好ましく用いることができる。
【００２９】
［封止材マスターバッチの製造方法］
封止材マスターバッチは、例えば、特開２００３−４６１０５号公報に記載されている方法に準じて製造することができる。但し、上述の通り、封止材マスターバッチにおける、ＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が、上記所定範囲となるように限定的にマスターバッチ用ベース樹脂とシランカップリング剤とのグラフト重合を進行させる点に本発明の製造方法の独自の特徴がある。
【００３０】
封止材マスターバッチを製造するには、上記のマスターバッチ用ベース樹脂と、上記のシランカップリング剤と、必要ならば、その他の不飽和モノマ−の１種ないし２種以上とを、所望の反応容器を使用し、例えば、圧力５００〜４０００Ｋｇ／ｃｍ２位、好ましくは、１０００〜４０００Ｋｇ／ｃｍ２位、１６０℃以上２６０℃以下、好ましくは、１８０〜２４０℃位の温度条件下で、以下に詳細を説明するマスターバッチ用有機過酸化物の存在下で、同時に、或いは、段階的にランダム共重合させ、更には、その共重合によって生成するランダム共重合体を構成するシラン化合物の部分を変性ないし縮合させる。この際、シランカップリング剤は、マスターバッチ用ベース樹脂１００質量部に対して１質量部以上１０質量部以下の割合で添加する。
【００３１】
マスターバッチ用ベース樹脂と、シランカップリング剤との共重合を促進するために用いるマスターバッチ用有機過酸化物としては、アルキルパーオキシエステル、パーオキシカーボネート、ジアルキルパーオキサイド等を用いることができるが、それらのうちでも、特に、ジアルキルパーオキサイド、又は、パーオキシカーボネートを好ましく用いることができる。これらのマスターバッチ用有機過酸化物は、マスターバッチ用ベース樹脂１００質量部に対して０．０１質量部以上０．１質量部以下の割合で添加する。
【００３２】
そして、封止材マスターバッチにおけるＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が、０．２５以上０．８５以下となるように、上記のランダム共重合を限定的に進行させることにより、本発明の封止材マスターバッチとするためのシラン変性ポリエチレン系樹脂を製造することができる。このシラン変性ポリエチレン系樹脂を、調整時の取り扱い性を高めるために、必要に応じてペレット化等の加工処理を施し、又、必要な場合には、本発明の効果を害しない微量範囲で、その他の添加物を加え、本発明の封止材マスターバッチを得ることができる。
【００３３】
上記の封止材マスターバッチの製造方法においては、主に、シランカップリング剤の添加量、マスターバッチ用有機過酸化物の種類と添加量等を上記の好ましい範囲とすることにより、封止材マスターバッチにおけるシラン変性ポリエチレン樹脂のＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比を、０．２５以上０．８５以下に調整することができる。又、様々な製造条件が全て上記の好ましい範囲でない場合であっても、例えば、混錬時の加熱時間等その他の製造条件を適宜調整することによって、ＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比が上記範囲にあるシラン変性ポリエチレン樹脂を含む封止材とする製造方法は、本発明の範囲内である。
【００３４】
＜封止材組成物＞
次に、本発明の封止材マスターバッチを含んで調整される本発明に係る封止材組成物（以下、単に「封止材組成物」とも言う）について説明する。
【００３５】
封止材組成物は、封止材組成物用のベース樹脂としての密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂と、本発明の封止材マスターバッチと、架橋剤としての封止材組成物用有機過酸化物とを含有する。
【００３６】
封止材組成物用ベース樹脂として用いる低密度ポリエチレン樹脂は、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下、融点８０℃未満であり、シラン未変性であり、オレフィンモノマーから構成されるものであることが好ましい。又、封止材組成物用ベース樹脂は、封止材マスターバッチとの融点差が２０℃以内であることが好ましく、より好ましくは１０℃以内である。更に、封止材組成物用ベース樹脂は、マスターバッチ用ベース樹脂と同じ樹脂であることが好ましい。
【００３７】
ここで、封止材組成物用ベース樹脂のＭＦＲは、２０．０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましく、又、２５．０ｇ／１０分以上３５ｇ／１０分以下であることがより好ましい。封止材組成物用ベース樹脂のＭＦＲを、２０．０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０．０ｇ／１０ｍｉｎ以下という高い値とすることにより、封止材に柔軟性が付与され、封止材とガラス等の透明前面基板との密着性等を高めることができる。封止材用ベース樹脂のＭＦＲが２０．０ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、粘度が高すぎて、成型時の発熱により成型時に架橋反応が起こり成型不可能となる。一方、封止材用ベース樹脂のＭＦＲが４０．０を超えると、モジュール作製時の封止材の膜厚変化が大きすぎ不具合が生じる。又、過酷な環境下に長時間晒される太陽電池モジュール用の封止材としての耐熱性を十分なものとすることが困難となる。
【００３８】
封止材組成物用有機過酸化物としては公知のものが使用でき、特に限定されるものではなく、例えば、ジアルキルパーオキサイド又はパーオキシカーボネートを好ましく用いることができる。その他、使用可能な有機過酸化物として、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、２，５‐ジメチル‐２，５‐ジ（ヒドロパーオキシ）ヘキサン等のヒドロパーオキサイド類；ジ‐ｔ‐ブチルパーオキサイド、ｔ‐ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５‐ジメチル‐２，５‐ジ（ｔ‐ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５‐ジメチル‐２，５‐ジ（ｔ‐パーオキシ）ヘキシン‐３等のジアルキルパーオキサイド類；ビス‐３，５，５‐トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｏ‐メチルベンゾイルパーオキサイド、２，４‐ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類；ｔ‐ブチルパーオキシアセテート、ｔ‐ブチルパーオキシ‐２‐エチルヘキサノエート、ｔ‐ブチルパーオキシピバレート、ｔ‐ブチルパーオキシオクトエート、ｔ‐ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ‐ブチルパーオキシベンゾエート、ジ‐ｔ‐ブチルパーオキシフタレート、２，５‐ジメチル‐２，５‐ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５‐ジメチル‐２，５‐ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキシン‐３、ｔ‐ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート等のパーオキシエステル類；メチルエ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等のケトンパーオキサイド類等を挙げることができる。
【００３９】
封止材組成物用有機過酸化物の含有量としては、封止材組成物の全樹脂成分の合計１００質量部に対して０．５質量部以上２．０質量部以下の含有量であることが好ましく、より好ましくは０．５質量部以上１．５質量部以下の範囲である。この範囲の封止材組成物用有機過酸化物を添加することにより、封止材に十分な耐久性を付与することができる。
【００４０】
封止材組成物には、更にその他の成分を含有させることができる。例えば、その他のポリオレフィン系樹脂、或いは、例えば炭素−炭素二重結合及び／又はエポキシ基を有する多官能モノマー等である架橋助剤や、各種フィラー、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の添加剤成分が例示される。その他のポリオレフィン系樹脂は、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下、融点８０℃未満であり、シラン未変性であり、オレフィンモノマーから構成されるものが好ましい。したがって、その他のポリオレフィン系樹脂には、上記条件を満足するＬＬＤＰＥの他、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等も含まれる。これらは、例えば添加用樹脂として用いてもよく、その他の成分をマスターバッチとするために使用することができる。又、上記の添加剤成分を適量範囲で含むことにより、封止材組成物に対して、長期に亘って安定した機械強度や、黄変やひび割れ等の防止効果等を付与することができる。
【００４１】
［封止材］
本発明の太陽電池モジュール用の封止材は、本発明の封止材マスターバッチを含んでなる上記の封止材組成物を、従来公知の方法で成型加工して得られるものであり、シート状又はフィルム状としたものである。なお、本発明におけるシート状とはフィルム状も含む意味であり両者に差はない。
【００４２】
封止材組成物のシート化は、１６０℃以上２６０℃以下の成形温度で、従来公知の押出成形により行う。これにより、上記封止材組成物をシート化することにより、本発明に係る封止材が得られる。この溶融押出成形時にゲル分率の増加を伴わない限定的な弱い架橋が進むようにしてもよいし、未架橋のまま製膜し、後のモジュール化の工程内で架橋を進行させるようにしてもよい。
【００４３】
又、封止材は、単層シートであってもよく、多層シートであってもよい。多層シートの場合、太陽電池モジュール内でのガラス基板等との密着性を向上させるために、ガラス基板等との界面側に封止材マスターバッチを含む封止材組成物からなる密着強化層が配置されていればよい。このため、例えば封止材を２層構成として一方の層のみに密着強化層を配置してもよく、コア層を挟んで３層以上の構成として少なくとも一方の最外層に密着強化層を配置してもよい。
【００４４】
＜太陽電池モジュール＞
図１は、本発明の封止材マスターバッチを用いて製造した封止材の好ましい一実施形態である太陽電池モジュール１について、その層構成の一例を示す断面図である。太陽電池モジュール１は、入射光の受光面側から、透明前面基板２、前面封止材３、太陽電池素子４、背面封止材５、及び裏面保護シート６が順に積層されている。太陽電池モジュール１は、前面封止材３及び／又は背面封止材５として、本発明の封止材マスターバッチを用いて製造した封止材を使用するものである。
【００４５】
太陽電池モジュール１は、例えば、上記の透明前面基板２、前面封止材３、太陽電池素子４、背面封止材５、及び裏面保護シート６からなる部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。そして、このとき、単層シートからなる前面封止材３とガラス基板が積層されるか、又は、多層シートからなる前面封止材３の上記密着強化層が、透明前面基板２の一例であるガラス基板と対向するように積層されることで、ガラス基板と封止材との密着性を向上できる。
【００４６】
このようにして得られる、太陽電池モジュール１は、ガラス等から構成される透明基板と封止材の密着性に優れることが特徴である。すなわち、太陽電池モジュール１は、ガラス等から構成される透明基板と封止材との間の密着強度を向上させているため、強い紫外線、熱線、風雨等といった過酷な環境に曝される場合であっても、長期間に亘るきわめて高い耐久性を備えるものとなっている。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４８】
＜封止材マスターバッチの製造＞
下記に記載の材料を、それぞれ表１に記載の組成（質量部換算）で混合し、１９０〜２１０℃で溶融、混練した樹脂をペレット化して、実施例１〜６及び比較例１〜５の封止材マスターバッチを製造した。上記の熔融、混錬の処理には、二軸押出機（日本製鋼所製ＴＥＸ）用いて混練して押出し、その際のスクリューの一分当りの回転数をそれぞれ表１に「スクリュー回転数」として記した。尚、スクリュー回転数と反応時間は、反比例する。
マスターバッチ用ベース樹脂（表１中にて「ＭＢ／ＰＥ」と記載）
：エチレンと１−ヘキセンとの共重合体であり、密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲが３．５ｇ／１０分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン。
シランカップリング剤１（表１中にて「ＳＣ１」と記載）
：ビニルトリメトキシシラン。（信越化学工業株式会社製、商品名「ＫＢＭ―１００３」）
シランカップリング剤２（表１中にて「ＳＣ２」と記載）
：３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン。（信越化学工業株式会社製、商品名「ＫＢＭ―５１０３」）
マスターバッチ用有機過酸化物１（表１中にて「ＭＢ／過酸化１」と記載）
ジアルキルパーオキサイド（アルケマ吉富株式会社製、商品名「ルペロックス１０１」）。１分間半減期温度１８１℃
マスターバッチ用有機過酸化物２（表１中にて「ＭＢ／過酸化２」と記載）
パーオキシカーボネート（アルケマ吉富株式会社製、商品名「ルペロックスＴＢＥＣ」）。１分間半減期温度１６６℃
マスターバッチ用有機過酸化物３（表１中にて「ＭＢ／過酸化３」と記載）
アルキルパーオキシエステル（アルケマ吉富株式会社製、商品名「ルペロックス５７０」）。１分間半減期温度１５２℃
【００４９】
上記の通り製造した実施例、比較例の各封止材マスターバッチの状態における、シラン変性ポリエチレン系樹脂のＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度比（ＳｉＣピーク値／ＣＨ２ピーク値）を「ピーク強度比」として表１中に示した。尚、ＳｉＣピークとＣＨ２ピークのピーク強度は、上述の測定方法と同様、ペレット化した測定対象の樹脂を平坦にカットし、日本分光ＦＴ／ＩＲ  ６１０のＡＴＲ法にて測定を行った。ＳｉＣのピークは、１０９０ｃｍ−１、ＣＨ２のピークは１４６５ｃｍ−１を利用して強度比とした。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
＜封止材の製造＞
上記の実施例１〜５、比較例１〜５、参考例のいずれかの封止材マスターバッチ１５質量部と、下記に記載の封止材組成物用ベース樹脂８０質量部と、下記に記載の封止材組成物用有機過酸化物５質量部と、下記に記載の、その他添加物とを混合してなる封止材組成物を溶融し、常法Ｔダイ法により厚さ４００μｍとなるように、製膜温度２２０℃で成膜して、実施例、比較例、及び参考例の各封止材を得た。尚、実施例１の封止材マスターバッチを用いて製造した封止材を実施例１の封止材とし、比較例１のマスターバッチを用いて製造した封止材を比較例１の封止材とした。そして、以下同様に、それぞれの封止材マスターバッチを用いた封止材について、実施例２〜６の封止材、及び、比較例２〜５の封止材、及び参考例の封止材とした。
封止材組成物用ベース樹脂
：エチレンと１−ヘキセンとの共重合体であり、密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲが３．５ｇ／１０分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン。
封止材組成物用有機過酸化物
：マスターバッチ用有機過酸化物１に同じ。（ジアルキルパーオキサイド（アルケマ吉富株式会社製、商品名「ルペロックス１０１」）。１分間半減期温度１８１℃）
以上の材料の他、全ての実施例、比較例、及び参考例の封止材に共通の材料として、以下の材料を、以下に記載の通りの組成で用いた。
ＵＶ吸収剤
：ベンゾフェノン系紫外線吸収剤。各実施例、比較例、及び参考例に０．２５質量部添加。
耐候安定剤
：ヒンダードアミン系耐光安定剤。各実施例、比較例、及び参考例に０．２質量部添加。
酸化防止剤
：ヒンダードフェノール系酸化防止剤。各実施例及び比較例に０．０５質量部添加。
【００５２】
＜評価例１＞
実施例、比較例の各封止材をガラス基板（白板フロート半強化ガラス  ＪＰＴ３．２  ７５ｍｍ×５０ｍｍ×３．２ｍｍ）に密着させて、１５０℃、７分で真空加熱ラミネータ処理を行い評価用試料を作成した。上記の評価用試料において、ガラス基板上に密着している封止材を１５ｍｍ幅にカットし、剥離試験機（テンシロン万能試験機  ＲＴＦ−１１５０−Ｈ）にて垂直剥離（５０ｍｍ／ｍｉｎ）試験を行い、初期ガラス密着強度を測定した。結果を表２中に「初期密着」として示す。
その後、更に、上記の評価用試料について、下記ダンプヒート（Ｄ．Ｈ．）試験後のガラス密着強度の初期ガラス密着強度に対しての維持率を測定した。Ｄ．Ｈ．試験は、ＪＩＳ  Ｃ８９１７に準拠し、試験槽内温度８５℃、湿度８５％の条件下で評価用試料の耐久性試験を１０００時間行った。試験後の評価用資料について、上記と同一の試験を行い耐久密着性を測定した。この耐久密着性の値の初期密着強度に対する比率を「耐久密着」として表２に示した。そして、この耐久密着の値が、２０Ｎ／１５ｍｍ以上であることをもって、耐久密着性が好ましいものであると評価した。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
＜評価例２＞
表２に示す通り、参考例の封止材については、太陽電池モジュール用の封止材として使用可能な程度ではあったが、製膜時に若干のゲルが発生した。一方、実施例１〜５の封止材については、製膜時にそのようなゲルの発生は全くなかった。この結果より、本発明の封止材の製造に用いるシランカップリング剤は、ビニル基を有するものを用いることが好ましいことが分かる。
【００５５】
表１、２に示す結果より、封止材組成物に添加して用いる封止材マスターバッチにおけるエチレン性不飽和シラン化合物のグラフト率を、本発明独自の所定の範囲に限定した封止材マスターバッチを用いて製造した太陽電池モジュール用の封止材は、同グラフト率が所定範囲外にあるマスターバッチを用いたその他の封止材と比較して、高い初期ガラス密着性及び、優れたガラス密着維持率を有していることが分かる。
【符号の説明】
【００５６】
１  太陽電池モジュール
２  透明前面基板
３  前面封止材
４  太陽電池素子
５  背面封止材
６  裏面保護シート
【図１】
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