(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールに使用する、架橋剤を併用したポリエチレン系樹脂ベースの封止材シート用の組成物であって、真空熱ラミネート工程におけるはみ出し抑制効果に優れる封止材組成物を提供する。【解決手段】ＭＦＲが２５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ａ）と、ＭＦＲが１ｇ／１０分以上３ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ）と、架橋剤（Ｃ）とを含有し、ポリエチレン系樹脂（Ａ）とポリエチレン系樹脂（Ｂ）との質量割合が、９０：１０から７５：２５の組成物を溶融成形して得られる封止材シートである。このとき、相対的に低ＭＦＲのポリエチレン系樹脂（Ｂ）が流動抑制効果を発揮して、上記の課題を解決できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが、２５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ａ）と、
ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが、１ｇ／１０分以上３ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ）と、
架橋剤（Ｃ）と、を含有し、
前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）と前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）との質量割合が、９０：１０から７５：２５である太陽電池モジュール用の封止材組成物。
【請求項２】
前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）及び前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）は、それぞれ密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下の直鎖低密度ポリエチレンである請求項１に記載の封止材組成物。
【請求項３】
前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）及び／又は前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）は、エチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合したシラン変性ポリエチレン系樹脂である請求項１又は２に記載の封止材組成物。
【請求項４】
前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）が、エチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合したシラン変性ポリエチレン系樹脂である請求項１から３のいずれかに記載の封止材組成物。
【請求項５】
樹脂成分の合計１００質量部に対する前記エチレン性不飽和シラン化合物のグラフト量が、０．００１〜１５質量部である請求項３又は４に記載の封止材組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の封止材組成物を溶融成形してなる太陽電池モジュール用の封止材シート。
【請求項７】
密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下で、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが、２５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ａ）と、
密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下で、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが、１ｇ／１０分以上３ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ）と、を含有し、
前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）と前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）との質量割合が、９０：１０から７５：２５であり、
前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）由来の数平均分子量が５万以上７万以下であり、
前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）由来の数平均分子量が８．５以上１３万以下である太陽電池モジュール用の封止材シート。
【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組成物、及びそれを用いた封止材シートに関する。
【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、封止材シート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封止材に、そのような耐久性を備えさせるための封止材組成物の構成として、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）をベース樹脂とし、架橋剤と、架橋助剤とを含有する構成が知られている（特許文献１参照）。この場合、上記の組成物は、押し出し成形時に架橋反応が進むと、成形時の負荷が過大となり生産性が低下、或いは成形不能となってしまうため、一般的に５０℃〜９０℃の低温加熱による押し出しで未架橋のまま成形される。そして、成形後に架橋処理を行うか、或いはモジュール化の際の加熱によって架橋される、いわゆる熱硬化タイプの封止材シートである。
【０００５】
このような熱硬化タイプの封止材シートとして、特に近年はポリエチレン系樹脂ベースのものも検討されており、たとえば、下記の特許文献２には、ＭＦＲが６ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下の低密度ポリエチレンをベース樹脂として、これに架橋剤と架橋助剤とを含有する組成物を、１００℃付近で製膜して未架橋の封止材シートを得て、後のモジュール化工程などで架橋を行う熱硬化タイプのポリエチレン系封止材シートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３５２００号公報
【特許文献２】特開２０１２−５４５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載のポリエチレン系の熱硬化タイプの封止材シートを、ベース樹脂となるポリエチレン系樹脂をＭＦＲの観点から見ると、下記の相反する問題がある。低ＭＦＲのものは末端二重結合が少なく、架橋速度が遅いため架橋が不十分、もしくは架橋が遅いため、結果としてラミネート時間が長くなりはみ出しなどの問題が生じる。また、低ＭＦＲのものを熱硬化タイプで用いる場合、未架橋反応で押し出しするために押し出し温度に上限があり、このため機械負荷が大きくなる。一方、この問題を回避するために高ＭＦＲをベース樹脂に選択した場合、樹脂自体の流動性が高くなるために、やはりラミネート時のはみ出しなどの問題が発生する。
【０００８】
このように、ベース樹脂であるポリエチレン系樹脂のＭＦＲが高くても低くても、効果的にモジュール化時の膜厚変化やはみ出しを抑制できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、架橋剤を含むポリエチレン系樹脂を使用しながら、真空熱ラミネート工程における流動抑制を改善可能な組成物、およびそれを用いた封止材シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ＭＦＲの異なる２種類のポリエチレン系樹脂を併用することで、架橋剤による架橋程度を向上させつつ、真空熱ラミネート工程における流動抑制が改善可能となることを見出し、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。
【００１１】
（１）  ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが、２５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ａ）と、
ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが、１ｇ／１０分以上３ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ）と、
架橋剤（Ｃ）と、を含有し、
前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）と前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）との質量割合が、９０：１０から７５：２５である太陽電池モジュール用の封止材組成物。
【００１２】
（２）  前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）及び前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）は、それぞれ密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下の直鎖低密度ポリエチレンである（１）に記載の封止材組成物。
【００１３】
（３）  前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）及び／又は前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）は、エチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合したシラン変性ポリエチレン系樹脂である（１）又は（２）に記載の封止材組成物。
【００１４】
（４）  前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）が、エチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合したシラン変性ポリエチレン系樹脂である（１）から（３）のいずれかに記載の封止材組成物。
【００１５】
（５）  樹脂成分の合計１００質量部に対する前記エチレン性不飽和シラン化合物のグラフト量が、０．００１〜１５質量部である（３）又は（４）に記載の封止材組成物。
【００１６】
（６）  （１）から（５）のいずれかに記載の封止材組成物を溶融成形してなる太陽電池モジュール用の封止材シート。
【００１７】
（７）  密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下で、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが、２５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ａ）と、
密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下で、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが、１ｇ／１０分以上３ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ）と、を含有し、
前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）と前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）との質量割合が、９０：１０から７５：２５であり、
前記ポリエチレン系樹脂（Ａ）由来の数平均分子量が５万以上７万以下であり、
前記ポリエチレン系樹脂（Ｂ）由来の数平均分子量が８．５以上１３万以下である太陽電池モジュール用の封止材シート。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、架橋剤を含むポリエチレン系樹脂を使用しながら、真空熱ラミネート工程における流動性が低く、封止材シートの膜厚低下やはみ出しの問題を改善できる組成物及びそれを用いた封止材シートを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】
【００２０】
以下、本発明の太陽電池モジュール用封止材組成物、太陽電池モジュール用封止材及び太陽電池モジュールの順に詳細に説明する。
【００２１】
＜太陽電池モジュール用封止材組成物＞
まず、本発明の封止材組成物について説明する。封止材組成物は、溶融押出成形して太陽電池モジュール用の封止材シートとするために使用される。封止材組成物は、ＭＦＲの異なる２種類のポリエチレン系樹脂と架橋剤とを少なくとも含有し、具体的には、ＭＦＲが、２５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ａ）と、１ｇ／１０分以上３ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ）と、  架橋剤（Ｃ）と、を含有する。
【００２２】
なお、上記のポリエチレン系樹脂（Ａ）及び／又は（Ｂ）は、エチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合してなるシラン変性ポリエチレン系樹脂であってもよい。
【００２３】
［ポリエチレン系樹脂（Ａ）（Ｂ）］
本発明の封止材組成物で使用されるシラン変性ポリエチレン系樹脂は、上記条件を満足するＬＬＤＰＥの他、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であってもよく限定されないが、好ましくは密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下の直鎖低密度ポリエチレンである。
【００２４】
エチレン−αオレフィン共重合体である直鎖低密度ポリエチレンとして、好ましくはメタロセン系直鎖低密度ポリエチレンを用いることができる。メタロセン系直鎖低密度ポリエチレンは、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。
【００２５】
メタロセン系直鎖低密度ポリエチレンは、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。
【００２６】
直鎖低密度ポリエチレンの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。
【００２７】
［ポリエチレン系樹脂（Ａ）（Ｂ）のＭＦＲ］
ポリエチレン系樹脂（Ａ）のＭＦＲは、２５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下であり、好ましくは２５ｇ／１０分以上３０ｇ／１０分以下である。ポリエチレン系樹脂（Ｂ）のＭＦＲは１ｇ／１０分以上３ｇ／１０分以下であり、好ましくは１ｇ／１０分以上２ｇ／１０分以下である。ここでＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおける値である。
【００２８】
本発明の封止材組成物は架橋剤を含有する。このため、ベース樹脂の架橋点となる架橋末端（末端二重結合）が多いほうが架橋性の点からは好ましい。この点に鑑み、本発明においてはＭＦＲの高いポリエチレン系樹脂（Ａ）を用いる。ＭＦＲは２５ｇ／１０分未満であると、未架橋での製膜が難しく、架橋速度が遅くなるので好ましくなく、４０ｇ／１０分を超えると真空ラミネート時のはみ出し、膜厚変化が大きくなるので好ましくない。ポリエチレン系樹脂（Ａ）は数平均分子量でいうと５００００以上７００００であることが好ましい。
【００２９】
一方、上記の高ＭＦＲのポリエチレン系樹脂（Ａ）はそもそも流動性が高いので、ポリエチレン系樹脂（Ａ）のみでは、封止材シートの真空熱ラミネート工程における封止材シートの膜厚低下やはみ出しの問題が発生する。このため、本発明においては、更にＭＦＲは１ｇ／１０分以上３ｇ／１０分以下のポリエチレン系樹脂（Ｂ）を併用する。ポリエチレン系樹脂（Ｂ）は数平均分子量でいうと８５０００以上１３００００以下であることが好ましい。ポリエチレン系樹脂（Ａ）に対して相対的に低ＭＦＲであるポリエチレン系樹脂（Ｂ）は、組成物中でフィラー効果を発揮して流動性抑制効果を発揮する。このようなＭＦＲ３ｇ／１０以下という低ＭＦＲ樹脂を下記の配合量で高ＭＦＲ樹脂と併用することは従来行われておらず、本発明の組成物の新規な点である。
【００３０】
ポリエチレン系樹脂（Ａ）とポリエチレン系樹脂（Ｂ）との質量割合は、９０：１０から７５：２５である。ポリエチレン系樹脂（Ｂ）の割合が１０未満であるとフィラー効果が不十分で流動抑制効果が得られず、ポリエチレン系樹脂（Ｂ）の割合が２５を超えると製膜性が低下するので好ましくない。
【００３１】
［シラン変性ポリエチレン系樹脂］
ポリエチレン系樹脂（Ａ）及び／又はポリエチレン系樹脂（Ｂ）は、エチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合したシラン変性ポリエチレン系樹脂であることが好ましく、より好ましくは相対的に低ＭＦＲのポリエチレン系樹脂（Ｂ）が、エチレン性不飽和シラン化合物をグラフト重合したシラン変性ポリエチレン系樹脂であることが好ましい。これは、グラフト操作自体によってベースポリエチレン自体の架橋が起こりＭＦＲが低下することを考慮したものである。
【００３２】
シラン変性ポリエチレン系樹脂は、主鎖となるポリエチレン系樹脂は、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。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、太陽電池モジュールにおける他の部材への封止材の接着性を向上することができる。また、グラフトさせることで、失活しやすく、ポリエチレン系樹脂への相溶性も低い、モノマータイプのシランカップリング剤に比べて、封止材シートとしての保存安定性が向上する。
【００３３】
シラン変性ポリエチレン系樹脂は、例えば、特開２００３−４６１０５号公報に記載されている方法で製造でき、当該樹脂を太陽電池モジュールの封止材組成物の成分として使用することにより、強度、耐久性等に優れ、かつ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、その他の諸特性に優れ、更に、太陽電池モジュールを製造する加熱圧着等の製造条件に影響を受けることなく極めて優れた熱融着性を有し、安定的に、低コストで、種々の用途に適する太陽電池モジュールを製造し得る。
【００３４】
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。
【００３５】
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、後述するその他のポリオレフィン系樹脂を含む封止材組成物中の全樹脂成分の合計１００質量部に対して、例えば、０．００１〜１５質量部、好ましくは、０．０１〜５質量部、特に好ましくは、０．０５〜２質量部となるように適宜調整すればよい。本発明において、エチレン性不飽和シラン化合物の含量が多い場合には、機械的強度及び耐熱性等に優れるが、含量が過度になると、引っ張り伸び及び熱融着性等に劣る傾向にある。
【００３６】
シラン変性ポリエチレン系樹脂の密度は、好ましくは０．８７０〜０．９００ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、好ましくは０．８７５〜０．８９０ｇ／ｃｍ３の範囲である。このように低密度の樹脂を使用することにより、従来のポリエチレン系樹脂からなる封止材よりも透明性を高めることが可能であり、また、太陽電池モジュールを構成する各部材、とりわけガラスからなる透明前面基板と封止材との密着性を顕著に高めることができる。
【００３７】
［架橋剤］
架橋剤は公知のものが使用でき、特に限定されるものではなく、例えば公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、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の有機過酸化物、又は、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２，４‐ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジクミルパーオキサイド、といったシラノール縮合触媒等を挙げることができる。
【００３８】
本発明の封止剤組成物は、１００℃以下での溶融押出し成形を行う。このため、上記架橋剤の中でも、１分間半減期温度が１５０℃以上のものが好ましく用いられる。
【００３９】
架橋剤の含有量としては、封止材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。この範囲の架橋剤を添加することにより、本発明の封止材に用いる低密度のポリエチレン系樹脂にも十分な耐久性を付与することができる。
【００４０】
［架橋助剤］
本発明の封止材組成物においては、架橋助剤は必須の構成要素ではないが、必要に応じて適宜使用することができる。ここで架橋助剤とは、例えば、多官能ビニル系モノマー及び／又は多官能エポキシ系モノマー等であり、具体的には、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、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等のポリアリル化合物、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、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、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート等のポリ（メタ）アクリロキシ化合物、二重結合とエポキシ基を含むグリシジルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル及びエポキシ基を２つ以上含有する１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物を挙げることができる。
【００４１】
架橋助剤を使用する場合には、上記のなかでも、低密度ポリエチレンに対する相溶性が良好で、架橋によって結晶性を低下させ透明性を維持し、低温での柔軟性を付与する観点からＴＡＩＣが好ましく使用できる。又、シランカップリング剤との反応性の観点から１，６−ヘキサンジオールジアクリレートも好ましく使用することができる。又、封止材組成物への架橋助剤の適量添加は、直鎖低密度ポリエチレンの結晶性を低下させ、より高い透明性を維持することもできる。
【００４２】
［その他の成分］
本発明の封止材組成物には、更にその他の成分を含有させることができる。例えば、本発明の封止材組成物から作製された太陽電池モジュール用の封止材シートに耐候性を付与するための耐候性マスターバッチ、各種フィラー、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の成分が例示される。これらの含有量は、その粒子形状、密度等により異なるものではあるが、それぞれ封止材組成物中に０．００１〜５質量％の範囲内であることが好ましい。これらの添加剤を含むことにより、太陽電池モジュール用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。
【００４３】
耐候性マスターバッチとは、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤及び上記の酸化防止剤等をポリエチレン等の樹脂に分散させたものであり、これを封止材組成物に添加することにより、太陽電池モジュール用の封止材シートに良好な耐候性を付与することができる。耐候性マスターバッチは、適宜作製して使用してもよいし、市販品を使用してもよい。耐候性マスターバッチに使用される樹脂としては、本発明に用いる直鎖低密度ポリエチレンでもよく、上記のその他の樹脂であってもよい。
【００４４】
尚、これらの光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤及び酸化防止剤は、それぞれ１種単独でも２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００４５】
更に、本発明の封止材組成物に用いられる他の成分としては上記以外に、シランカップリング剤等の接着性向上剤、核剤、分散剤、レベリング剤、可塑剤、消泡剤、難燃剤等を挙げることができる。
【００４６】
［封止材シート］
本発明の太陽電池モジュール用の封止材シートは、例えば、上記の条件を満たす封止材組成物を、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。
【００４７】
封止材組成物のシート化は、通常の熱可塑性樹脂において用いられる成形法、すなわち、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、回転成形等の各種成形法により行われる。こうして、上記封止材組成物をシート化することにより、本発明の封止材として、封止材組成物をシート化してなる単層又は多層のシートである封止材が得られる。
【００４８】
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、透明前面基板２との密着性を向上させるために、透明前面基板２との界面側である再外層に、シラン変性ポリエチレン系樹脂を含む本発明の封止材組成物からなる密着強化層が配置されていることが好ましい。この場合、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。
【００４９】
なお、本発明の封止材は、成形温度を９０℃から１００℃の低温域に限定することで未架橋のまま成形する。架橋処理は成形後に別途行うか、或いは、後述の太陽電池モジュールの製造時点で高温加熱して架橋を完了する。
【００５０】
また、上記の架橋完了後の単層の封止材及び多層の封止材の密着強化層のゲル分率は９５％以下であることが好ましい。上述した通りに架橋剤、架橋助剤、及びその他の添加物の組成や添加量を好ましい範囲に調整することにより、ゲル分率が上記範囲となるように適度に架橋反応を抑制することできる。それにより、オレフィンの水蒸気バリアを有しつつ、かつ、ＥＶＡ以上に低温領域での柔軟性を有し、高温での耐熱性も得ることができ、オレフィン系でありながら低温領域での成形性にも優れる封止材とすることができる。
【００５１】
このようにして得られた本発明の封止材シートは、ポリエチレン系樹脂（Ａ）由来の数平均分子量が５万以上７万以下であり、ポリエチレン系樹脂（Ｂ）由来の数平均分子量が８．５以上１３万以下である。この分子量は従来公知のＧＰＣ法などによって２つの分子量ピークとして観測できる。
【００５２】
＜太陽電池モジュール＞
図１は、本発明の太陽電池モジュールについて、その層構成の一例を示す断面図である。本発明の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。本発明の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、本発明の封止材を使用する。
【００５３】
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。
【００５４】
このようにして得られる、本発明の太陽電池モジュールは、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、本発明の太陽電池モジュールは、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】
【００５５】
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。
＜封止材シートの製造＞
[実施例]
下記のポリエチレン系樹脂（Ａ１）を８５質量部、シラン変性ポリエチレン系樹脂（Ｂ２）を１５質量部、架橋剤を０．６質量部と、を含む組成物を表１の組成で混合して溶融し、常法Ｔダイ法により厚さ４００μｍとなるように成膜して太陽電池モジュール用の単層の封止材シートを得た。製膜温度は樹脂温度９５℃とした。なお、ＧＰＣ測定の結果、封止材シートにおけるポリエチレン系樹脂（Ａ１）由来の数平均分子量が５．５万であり、ポリエチレン系樹脂（Ｂ２）由来の数平均分子量が１１．５万であった。
ポリエチレン系樹脂（Ａ１）、表１ではＬＬＤＰＥ１として標記：エチレンと１−ヘキセンとの共重合体であり、密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのメルトマスフローレート（ＭＦＲ）が３０ｇ／１０分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン。ポリスチレン換算の数平均分子量５５０００。
ポリエチレン系樹脂（Ｂ１）：エチレンと１−ヘキセンとの共重合体であり、密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのメルトマスフローレート（ＭＦＲ）が３．０ｇ／１０分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン。ポリスチレン換算の数平均分子量１０００００。
シラン変性ポリエチレン系樹脂（Ｂ２）、表１ではＳｉ樹脂として標記：上記ポリエチレン系樹脂（Ｂ１）ベース樹脂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、密度０．８８４ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが１．５ｇ／１０分であるシラン変性ポリエチレン系樹脂を得た。
架橋剤（ＴＢＥＣ）：ｔ‐ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート（アルケマ吉富株式会社製、商品名ルペロックスＴＢＥＣ）
架橋助剤（ＴＡＩＣ）：トリアリルイソシアヌレート（Ｓｔａｔｏｍｅｒ社製、商品名ＳＲ５３３）
ＵＶ吸収剤（表１中でＵＶと標記）：ケミプロ化成株式会社製、商品名ＫＥＭＩＳＯＲＢ１２
耐候安定剤：チバ・ジャパン株式会社製、商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０
シランカップリング剤１（表１中でＳＣと標記）：３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、信越化学工業株式会社製、商品名ＫＢＭ５０３
【００５６】
[比較例１]
シラン変性ポリエチレン系樹脂（Ｂ２）を使用せず、ポリエチレン系樹脂（Ａ１）を１００質量部、架橋剤０．６質量部と、を含む組成物を表１の組成でを混合して溶融し、常法Ｔダイ法により厚さ４００μｍとなるように成膜して太陽電池モジュール用の単層の封止材を得た。製膜温度は樹脂温度９５℃とした。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
[比較例２]
１９０℃でのＭＦＲが３０ｇ／１０分であるＥＶＡを用いた架橋剤含有の下記ＥＶＡ樹脂組成物を、常法Ｔダイ法により厚さ４００μｍとなるように成膜して太陽電池モジュール用の単層の封止材を得た。製膜温度は９５℃とした。この比較例２は真空ラミネート時に架橋させる従来公知の熱硬化タイプである。
ＥＶＡ１００質量部：酢酸ビニル含量３３％、三井デュポンポリケミカル製、商品名ＥＶＡＦＬＥＸ／ＥＶ１５０Ｒグレード、ＭＦＲ３０ｇ／１０分
架橋剤（ＴＢＥＣ）０．７５質量部：ｔ‐ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート（アルケマ吉富株式会社製、商品名ルペロックスＴＢＥＣ）
架橋助剤（ＴＡＩＣ）０．５質量部：トリアリルイソシアヌレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ社製、商品名ＳＲ５３３）
シランカップリング剤０．５質量部：信越化学工業株式会社製、商品名ＫＢＭ５０３
ＵＶ吸収剤０．３質量部：ケミプロ化成社製、商品名ＫＥＭＩＳＯＲＢ１２）
酸化防止剤０．０１質量部：ＢＡＳＦ社製、商品名Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６
ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）０．１質量部：ＢＡＳＦ社製、Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０
【００５９】
＜評価例１＞
実施例及び比較例の封止材シート５ｃｍ×５ｃｍを、ガラス基板間に挟んで、１５０℃に加熱し、真空引き５分後に、加圧（０ｋＰａ→１００ｋＰａ）１．５分、圧力保持１００ｋＰａで７分間保持し、真空ラミネート前後の拡大率（％）を評価した。
【００６０】
その結果、実施例では１６０％に対して、比較例１は２００％、ＥＶＡの比較例２は１５５％であり、実施例においては、比較例１と比べて、ＥＶＡと同程度まで真空加熱ラミネート時に流動抑制されていることが理解できる。
【００６１】
＜評価例２＞
実施例及び比較例の封止材シートについて、ガラス基板（白板フロート半強化ガラス  ＪＰＴ３．２  ７５ｍｍ×５０ｍｍ×３．２ｍｍ）に、上記の未架橋の太陽電池モジュール用封止材を密着させて上記の真空加熱ラミネータ処理を行った。その後に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、初期及び１２ヵ月後のガラス密着強度を測定した（Ｎ／１５ｍｍ）。その結果を表２に示す。表２より、実施例ではガラス密着強度の低下が小さいことが理解できる。
【００６２】
【表２】
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【符号の説明】
【００６３】
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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