(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を入射する表面ガラスと太陽光入射の反対側に配置される裏面シート又は裏面ガラスの間に介装する太陽電池セルを封止する太陽電池モジュール用シリコーン封止材であって、該シリコーン封止材が、
（Ａ）下記平均組成式（１）
ＲaＲ’bＳｉＯ(4-a-b)/2          （１）
（式中、Ｒはアルケニル基、Ｒ’は脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の炭素数１〜１０の一価炭化水素基、ａ、ｂは、０＜ａ≦２、０＜ｂ＜３、０＜ａ＋ｂ≦３を満たす数である。）
で表される一分子中に２個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン                                                    １００質量部、
（Ｂ）一分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
（Ａ）成分のケイ素原子結合アルケニル基１モルに対してケイ素
原子に結合した水素原子が０．４〜２．５倍モルとなる量、
（Ｃ）付加反応触媒                                                      触媒量
を含んでなり、かつ該シリコーン封止材の硬化物の４０℃・１ｍｍ厚みにおける水蒸気透過率が８０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上であってその弾性率が０．１〜５．０ＭＰａであることを特徴とする太陽電池モジュール用シリコーン封止材。
【請求項２】
（Ａ）成分が、主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状のジオルガノポリシロキサンと、直鎖状のジオルガノポリシロキサンと分岐鎖状あるいは三次元網状のレジン状のオルガノポリシロキサンとの混合物であって、その直鎖状のジオルガノポリシロキサンとレジン状のオルガノポリシロキサンとの配合割合がそれぞれ質量比で６０：４０〜１００：０である請求項１に記載される太陽電池モジュール用シリコーン封止材。
【請求項３】
（Ｂ）成分が、下記平均組成式（２）
ＨcＲ3dＳｉＯ(4-c-d)/2 （２）
（式中、Ｒ3は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の一価炭化水素基、又はアルコキシ基であり、ｃ及びｄは、０＜ｃ＜２、０．８≦ｄ≦２かつ０．８＜ｃ＋ｄ≦３となる数であり、また、一分子中のケイ素原子の数は、２〜１０個である。）
で表される請求項１又は２に記載される太陽電池モジュール用シリコーン封止材。
【請求項４】
（Ｂ）成分の少なくとも一部に、一分子中にエポキシ基及び／又はアルコキシ基を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いる請求項１〜３のいずれか１項に記載される太陽電池モジュール用シリコーン封止材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載されるシリコーン封止材を用いてなる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、太陽電池モジュール用シリコーン封止材及び該封止材を用いてなる太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光を利用したエネルギー資源として、太陽光発電に対する関心が高まってきている。ここで太陽電池の発電素子は、一般的にシリコン等の半導体からなり、太陽電池モジュールは、個々の太陽電池セルを電気的に相互接続した状態で、受光面ガラス基板等に積載される。
【０００３】
その際、太陽電池セルに光が当たる表面又は裏面側は、封入材料で覆われることにより、外的環境、例えば、雨、風、雪、埃等から保護されることになる。封入材料として一般的には、低コスト等の観点からエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が使用されている。
【０００４】
例えば、特開２０００−１８３３８５号公報（特許文献１）には、太陽電池モジュールに、封止材として酢酸ビニル含有率が１０〜３０質量％であるＥＶＡの太陽電池封止材の使用が記載されている。しかしながら、封止材としてＥＶＡを使用した場合、特に高温高湿環境下において酢酸が発生するため、この発生酢酸が原因となって、太陽電池セル電極を腐食するなどの影響により、発電性能が劣化するという問題があった。特に、太陽電池は数十年単位の長期使用が期待されるため、経時劣化は保証の観点から早急な解消が望まれていた。
またＥＶＡは、上記問題に留まらず、ＵＶ耐性が低く、長期間屋外に暴露されることにより変色が生じ、黄色あるいは褐色となるために、外観を損ねるという問題もあった。
【０００５】
これらの問題が生じない封止材として、シリコーンが挙げられる。例えば、シリコーンを封止材として使用した場合、酢酸の発生がないことにより電極腐食が抑えられるだけでなく、黄色又は褐色の変色問題も解消される。例えば、Ｂａｒｒｙ  Ｋｅｔｏｌａら（非特許文献１）によれば、シリコーンを太陽電池モジュール封止材として適用した場合の性能が記されている。
【０００６】
一般に、太陽電池の長期使用を検討する際、高温高湿環境を形成したチャンバーの中に太陽電池モジュールを設置し、一定時間暴露することで劣化を加速、進行させ、不具合箇所の特定、劣化メカニズムを検証することが行われる。例えば、特開２００７−３２９４０４号公報（特許文献２）には封止材としてＥＶＡを使用した場合、温度１２１℃、湿度１００％、２気圧の環境条件で２４０時間のプレッシャークッカー試験を行い、試験後の酢酸発生量にて太陽電池モジュールの耐久性を評価する方法が記されている。
【０００７】
しかし、封止材としてシリコーンを用いた場合、上記にあるような加速劣化試験の適用例がなく、どのようなシリコーンが太陽電池の長期使用に適するのか未だ明らかにされていないのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１８３３８５号公報
【特許文献２】特開２００７−３２９４０４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｂａｒｒｙ  Ｋｅｔｏｌａ，Ｋｅｉｔｈ  Ｒ．ＭｃＩｎｔｏｃｈ，Ａｎｎ  Ｎｏｒｒｉｓ，Ｍａｒｙ  Ｋａｙ  Ｔｏｍａｌｉａ，”Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｆｏｒ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ”：２３ｒｄ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２００８，ｐｐ．２９６９−２９７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、太陽光を入射させる表面ガラスと太陽光入射の反対側に配置される裏面シート又は裏面ガラスの間に介装する太陽電池セルを封止してなる太陽電池モジュールに係り、長期屋外暴露環境に耐え得る高信頼性の太陽電池モジュール用シリコーン封止材及び該封止材を用いてなる太陽電池モジュール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】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、太陽光を入射させる表面ガラスと太陽光入射の反対側に配置される裏面シート又は裏面ガラスの間に介装する太陽電池セルをシリコーン封止材で封止してなる太陽電池モジュールであって、該シリコーン封止材が、
（Ａ）下記平均組成式（１）
ＲaＲ’bＳｉＯ(4-a-b)/2          （１）
（式中、Ｒはアルケニル基、Ｒ’は脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の炭素数１〜１０の一価炭化水素基、ａ、ｂは、０＜ａ≦２、０＜ｂ＜３、０＜ａ＋ｂ≦３を満たす数である。）
で表される一分子中に２個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン                                                    １００質量部、
（Ｂ）一分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
（Ａ）成分のケイ素原子結合アルケニル基１モルに対してケイ素
原子に結合した水素原子が０．４〜２．５倍モルとなる量、
（Ｃ）付加反応触媒                                                      触媒量
を含んでなり、かつ該シリコーン封止材の硬化物の４０℃・１ｍｍ厚みにおける水蒸気透過率が８０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上であってその弾性率が０．１〜５．０ＭＰａであることを特徴とする太陽電池モジュール用シリコーン封止材を提供する。また、本発明はかかるシリコーン封止材を用いてなる太陽電池モジュールを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、長期屋外暴露環境に耐え得る高信頼性の太陽電池モジュール用シリコーン封止材及び該封止材を用いてなる太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係る太陽電池モジュール作製における第一工程の太陽電池モジュールの一部省略断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る太陽電池モジュール作製における第二工程の太陽電池モジュールの一部省略断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る太陽電池モジュール作製における第三工程の太陽電池モジュールの一部省略断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る太陽電池モジュール作製における第四工程の太陽電池モジュール（完成品）の一部省略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、図４に示したように、太陽光を入射させる表面ガラス２と太陽光入射の反対側に配置される裏面シート又は裏面ガラス６との間に介装する太陽電池セル４を封止する太陽電池モジュール用シリコーン封止材（熱硬化性シリコーン樹脂組成物）３，５を提供し、更に該封止材を用いてなる太陽電池モジュール１を提供するものである。
【００１５】
ここで、上記太陽電池モジュール用シリコーン封止材は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含んでなる熱硬化性シリコーン樹脂組成物である。
熱硬化性シリコーン樹脂組成物
【００１６】
［（Ａ）アルケニル基含有オルガノポリシロキサン］
（Ａ）成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、この組成物のベースポリマーであり、下記平均組成式（１）で表される、一分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するものである。
ＲaＲ’bＳｉＯ(4-a-b)/2          （１）
（式中、Ｒはアルケニル基、Ｒ’は脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の炭素数１〜１０の一価炭化水素基、ａ、ｂは、０＜ａ≦２、０＜ｂ＜３、０＜ａ＋ｂ≦３を満たす数である。）
【００１７】
このようなアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、一分子中に平均２個以上（通常２〜５０個）、好ましくは２〜２０個、より好ましくは２〜１０個程度のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有する。（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンのアルケニル基Ｒとしては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基等の炭素数２〜１０、特に２〜８のものが挙げられ、特に、ビニル基が好ましい。アルケニル基の結合位置としては、例えば、分子鎖末端及び／又は分子鎖側鎖が挙げられる。
【００１８】
アルケニル基含有オルガノポリシロキサンにおいて、アルケニル基以外のケイ素原子に結合した脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の炭素数１〜１０の一価炭化水素基Ｒ’としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基などが挙げられるが、耐ＵＶ特性を鑑みると、特に、メチル基が好ましい。
【００１９】
このようなアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの分子構造としては、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網状等が挙げられるが、基本的に主鎖がジオルガノシロキサン単位（Ｄ単位）の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された、直鎖状のジオルガノポリシロキサン、直鎖状のジオルガノポリシロキサンと分岐鎖状あるいは三次元網状のオルガノポリシロキサンの混合物であることが好ましい。
【００２０】
この場合、レジン状（分岐鎖状、三次元網状）のオルガノポリシロキサンとしては、アルケニル基を含むＭ単位やＤ単位とＳｉＯ4/2単位（Ｑ単位）及び／又はＲ’’ＳｉＯ3/2（Ｔ単位）（Ｒ’’は上記Ｒ又はＲ’である。）を含有するオルガノポリシロキサンであれば特に制限されないが、ＳｉＯ4/2単位（Ｑ単位）と、ＲＲ’2ＳｉＯ1/2単位やＲ’3ＳｉＯ1/2単位等のＭ単位からなり、Ｍ／Ｑのモル比が０．６〜１．２であるレジン状オルガノポリシロキサンや、Ｔ単位とＭ単位及び／又はＤ単位からなるレジン状オルガノポリシロキサン等が例示される。
【００２１】
直鎖状オルガノポリシロキサンとレジン状オルガノポリシロキサンの好ましい配合割合は、質量比で好ましくは６０：４０〜１００：０、特に好ましくは８０：２０〜１００：０である。レジン状のオルガノポリシロキサンを４０質量％を超えて添加すると、粘度が高くなり取扱性が悪化するおそれがある。
【００２２】
式（１）中、ａは、０＜ａ≦２、好ましくは０．００１≦ａ≦１、ｂは、０＜ｂ＜３、好ましくは０．５≦ｂ≦２．５、ａ＋ｂは、０＜ａ＋ｂ≦３、好ましくは０．５≦ａ＋ｂ≦２．７を満たす数である。
【００２３】
このような（Ａ）成分の２５℃における粘度は、得られるシリコーンゴムの物理的特性や組成物の取扱作業性が良好であることを考慮すると、１００〜５００，０００ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましく、特に４００〜１００，０００ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましい。直鎖状オルガノポリシロキサンにレジン状オルガノポリシロキサンを併用する場合は、レジン状オルガノポリシロキサンは直鎖状オルガノポリシロキサンに溶解するため、混合して均一な状態での粘度とする。なお、本発明において、粘度は回転粘度計により測定することができる。
【００２４】
このような（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンとしては、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、式：Ｒ13ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：Ｒ12Ｒ2ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：Ｒ12ＳｉＯ2/2で示されるシロキサン単位と式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式：Ｒ13ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：Ｒ12Ｒ2ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式：Ｒ12Ｒ2ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：Ｒ12ＳｉＯ2/2で示されるシロキサン単位と式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式：Ｒ1Ｒ2ＳｉＯ2/2で示されるシロキサン単位と式：Ｒ1ＳｉＯ3/2で示されるシロキサン単位もしくは式：Ｒ2ＳｉＯ3/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、及びこれらのオルガノポリシロキサンの２種以上からなる混合物が挙げられる。
【００２５】
なお、上記式中のＲ1はアルケニル基以外の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基などが挙げられる。また、上記式中のＲ2はアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基等が挙げられる。
【００２６】
［（Ｂ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン］
（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、一分子中に少なくとも２個（通常、２〜３００個）、好ましくは３個以上（例えば、３〜１５０個程度）、より好ましくは３〜１００個程度のケイ素原子に結合した水素原子（すなわち、ＳｉＨ基）を含有するものであり、直鎖状、分岐状、環状、あるいは三次元網状構造の樹脂状物のいずれでもよい。
【００２７】
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、下記平均組成式（２）で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
ＨcＲ3dＳｉＯ(4-c-d)/2          （２）
（式中、Ｒ3は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の一価炭化水素基、又はアルコキシ基であり、ｃ及びｄは、０＜ｃ＜２、０．８≦ｄ≦２かつ０．８＜ｃ＋ｄ≦３となる数であり、好ましくは０．０５≦ｃ≦１、１．５≦ｄ≦２かつ１．８≦ｃ＋ｄ≦２．７となる数である。また、一分子中のケイ素原子の数（又は重合度）は、２〜１００個、特に３〜５０個が好ましい。）
【００２８】
式（２）中、Ｒ3の脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の一価炭化水素基としては、前記のＲ’として例示したものと同様のものが挙げられるほか、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基が挙げられるが、好ましくはフェニル基等の芳香族基を含まないものであり、代表的なものは炭素数が１〜１０、特に炭素数が１〜７のものであり、好ましくはメチル基等の炭素数１〜３の低級アルキル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、炭素数１〜４のアルコキシ基であり、特に好ましくはメチル基、メトキシ基、エトキシ基である。
【００２９】
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルテトラシクロシロキサン、１，３，５，７，８−ペンタメチルペンタシクロシロキサン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、トリス（ジメチルハイドロジェンシロキシ）メチルシラン等のシロキサンオリゴマー；分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体等；Ｒ32（Ｈ）ＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位からなり、任意にＲ33ＳｉＯ1/2単位、Ｒ32ＳｉＯ2/2単位、Ｒ3（Ｈ）ＳｉＯ2/2単位、（Ｈ）ＳｉＯ3/2単位又はＲ3ＳｉＯ3/2単位を含み得るシリコーンレジン（但し、Ｒ3は前記と同じである）等の他、これらの例示化合物においてメチル基の一部又は全部をエチル基、プロピル基等の他のアルキル基で置換したものなどが挙げられ、更には下記式
【化１】
0005971178.tif 000002
（式中、Ｒ3は前記と同じであり、ｓ、ｔはそれぞれ０又は１以上の整数である。）
等で表されるものが挙げられる。
【００３０】
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、公知の方法で得ることができ、例えば、一般式：Ｒ3ＳｉＨＣｌ2及びＲ32ＳｉＨＣｌ（式中、Ｒ3は前記と同じである）から選ばれる少なくとも１種のクロロシランを（共）加水分解し、あるいは該クロロシランと一般式：Ｒ33ＳｉＣｌ及びＲ32ＳｉＣｌ2（式中、Ｒ3は前記と同じである）から選ばれる少なくとも１種のクロロシランを組み合わせて共加水分解し、縮合することにより得ることができる。また、オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、このように（共）加水分解縮合して得られたポリシロキサンを平衡化したものでもよい。
また、接着性をより向上させるために、（Ｂ）成分の少なくとも一部に、一分子中にエポキシ基及び／又はアルコキシ基を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いることが好ましい。例えば、エポキシ基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては下記のものが挙げられる。
【００３１】
【化２】
0005971178.tif 000003
【００３２】
更に、下記のアルコキシシリル基含有シロキサンが挙げられる。
【化３】
0005971178.tif 000004
（式中、Ｒ4はメチル基、エチル基等の炭素数１〜４のアルキル基であり、ｍは０以上、特に０〜４０の整数、ｎは２以上、特に２〜２０の整数、ｐは１以上の整数、特に１〜１０、ｑ、ｒは１〜３の整数である。）
【００３３】
【化４】
0005971178.tif 000005
【００３４】
（Ｂ）成分は、１種単独で用いても、２種以上併用してもよい。（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分のケイ素原子結合アルケニル基１モルに対してケイ素原子に結合した水素原子が０．４〜２．５倍モル、特に０．７〜１．８倍モルとなる量であり、通常（Ａ）成分１００質量部に対し０．５〜５０質量部、特に１〜３０質量部である。
【００３５】
［（Ｃ）付加反応触媒］
本発明に用いる付加（ヒドロシリル化）反応触媒は、前記アルケニル基とケイ素原子に結合した水素原子（すなわち、ＳｉＨ基）との付加反応を促進するための触媒であり、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒として白金族金属系触媒等の周知の触媒が挙げられる。
【００３６】
白金族金属系触媒としては、ヒドロシリル化反応触媒として公知のものが全て使用できる。例えば、白金黒、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体；Ｈ2ＰｔＣｌ4・ｙＨ2Ｏ、Ｈ2ＰｔＣｌ6・ｙＨ2Ｏ、ＮａＨＰｔＣｌ6・ｙＨ2Ｏ、ＫＨＰｔＣｌ6・ｙＨ2Ｏ、Ｎａ2ＰｔＣｌ6・ｙＨ2Ｏ、Ｋ2ＰｔＣｌ4・ｙＨ2Ｏ、ＰｔＣｌ4・ｙＨ2Ｏ、ＰｔＣｌ2、Ｎａ2ＨＰｔＣｌ4・ｙＨ2Ｏ（式中、ｙは０〜６の整数であり、好ましくは０又は６である）等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩；アルコール変性塩化白金酸（米国特許第３，２２０，９７２号明細書参照）；塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス（米国特許第３，１５９，６０１号明細書、同第３，１５９，６６２号明細書、同第３，７７５，４５２号明細書参照）；白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの；ロジウム−オレフィンコンプレックス；クロロトリス（トリフェニルフォスフィン）ロジウム（ウィルキンソン触媒）；塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックス等が挙げられる。
【００３７】
これらの中で、好ましいものとして、相溶性の観点及び塩素不純物の観点から、塩化白金酸をシリコーン変性したものが挙げられ、具体的には例えば塩化白金酸をテトラメチルジビニルジシロキサンで変性した白金触媒が挙げられる。
【００３８】
白金族金属系触媒の配合量は、触媒量であり、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計質量に対する白金原子質量換算で０．１〜５００ｐｐｍ、好ましくは０．５〜１００ｐｐｍ、より好ましくは１〜５０ｐｐｍである。
【００３９】
また、本組成物には接着性を更に向上させるためにシランカップリング剤を配合してもよい。シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基含有シランカップリング剤、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等のエポキシ基含有シランカップリング剤、γ−アクリロキシプロピ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等の（メタ）アクリル基含有シランカップリング剤等が例示される。シランカップリング剤を配合する場合、（Ａ）成分１００質量部に対して０．１〜２０質量部、特に０．５〜１０質量部であることが好ましい。
【００４０】
更に必要に応じ、上記成分の機能を損なわない範囲で付加反応制御剤等、その他の公知の添加成分を配合してもよい。
【００４１】
本組成物は、上記成分を常法に準じて混合することにより調製することができる。その際に、混合される成分を必要に応じて２パート又はそれ以上のパートに分割して混合してもよく、例えば、（Ａ）成分の一部及び（Ｃ）成分からなるパートと、（Ａ）成分の残部及び（Ｂ）成分からなるパートとに分割して混合することも可能である。
【００４２】
このような組成物からなるシリコーン封止材は、その硬化物の架橋密度が上がるにつれて水蒸気透過率が下がる特徴を有している。その中で、１ｍｍ厚みの硬化物の４０℃における水蒸気透過率が８０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上であるものを使用した場合、太陽電池モジュールの経時での特性低下を大きく抑制することが可能である。すなわち、シリコーン封止材の硬化物が水蒸気を通したとしても、モジュールとの界面においてその存在量は最低限に抑えられ、太陽電池セルの致命的な劣化を引き起こさないということが明らかとなった。また、シリコーン封止材の硬化物自身も水分を溜め込まないことから、封止材の硬化物の外側の雰囲気によっては過剰な水蒸気を放出するという特徴も有効であったと考えられる。なお、水蒸気透過率のより好ましい範囲は８０〜１６０ｇ／ｍ2・ｄａｙ、更に好ましくは８０〜１２０ｇ／ｍ2・ｄａｙである。
【００４３】
ジメチルシロキサンを骨格とするシリコーン硬化物について１ｍｍ厚みで４０℃における水蒸気透過率は、弾性率が０．７ＭＰａのもので１５５ｇ／ｍ2・ｄａｙ、３ＭＰａのもので１１０ｇ／ｍ2・ｄａｙ、９ＭＰａのもので４０ｇ／ｍ2・ｄａｙとなっている。この結果より、弾性率を下げることで更に水蒸気透過率を上げることも可能であると考えられるが、弾性率を０．１ＭＰａ未満とした場合、封止材の硬化物自身の形状維持が困難となったり、モジュール裏面（バックシート側）からの不意の外力によってセルにクラックが生じるおそれがある。
【００４４】
反対に、水蒸気透過率を下げるようにシリコーン封止材の硬化物の弾性率を上げた場合、シリコーン封止材の機械的強度は上昇する。しかし、温度変動による伸縮の影響で、セル電極上のタブ線に応力を与え、セル電極上のタブ線を剥離させることでモジュール発電効率を低下させるおそれがある。
【００４５】
シリコーン封止材の硬化物の水蒸気透過率及び弾性率は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の反応部位数を変化させることで達成される。すなわち、（Ａ）成分についてＲ13ＳｉＯ1/2、Ｒ12Ｒ2ＳｉＯ1/2、Ｒ12ＳｉＯ2/2、（Ｂ）成分について、Ｒ33ＳｉＯ1/2単位、Ｒ32ＳｉＯ2/2単位、Ｒ3（Ｈ）ＳｉＯ2/2単位からなるものは高水蒸気透過率、低弾性率となり、（Ａ）成分、（Ｂ）成分中にＲ1ＳｉＯ3/2、ＳｉＯ4/2、（Ｈ）ＳｉＯ3/2単位を導入すると低水蒸気透過率、高弾性率となる。
【００４６】
このようなシリコーン封止材を太陽電池モジュールに使用する場合、弾性率が０．１ＭＰａを下回ると、封止材の硬化物自身の形状が維持できず適当でない。従って、自ずと０．１ＭＰａ以上が必要条件となる。また弾性率が上がると、それに応じて水分透湿性が下がり、水分を伴う加速試験においては有効な部分もあるが、温度サイクル試験等においては、電極に大きな応力が加わることでモジュール特性を劣化させることがある。弾性率が５．０ＭＰａを超えると、電極に加わる応力緩和ができず電極部にクラック等を発生させることがある。弾性率が５．０ＭＰａである場合、シリコーン樹脂の水蒸気透過率は８０ｇ／ｍ2・ｄａｙである。従って、本発明において、封止材の硬化物の弾性率は０．１〜５．０ＭＰａ、特に０．１〜３．０ＭＰａであることが好ましい。
【００４７】
本発明では、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物の硬化物を太陽電池モジュール用シリコーン封止材として使用するに際し、水蒸気透過率が８０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上で、好ましくは弾性率が０．１〜５．０ＭＰａを満たすようにすることによって、長期屋外暴露環境に耐え得る高信頼性の太陽電池モジュールが得られるものである。
特に、加速劣化試験として、プレッシャークッカー試験の他、温度サイクル試験、結露凍結試験を取り上げ、上記シリコーン封止材の硬化物がこれらの試験に耐え得るよう、上記物性値の範囲を満足するように予めシリコーン封止材を構成するそれぞれの成分の配合量にフィードバックをかけることが好ましい。
【００４８】
上記、プレッシャークッカー試験として、温度１２５℃、湿度１００％、２気圧、暴露時間１００時間で太陽電池モジュールを暴露させると、弾性率が０．１ＭＰａ以上の物性である場合、モジュール効率の低下が確認されない。
【００４９】
例えば、温度サイクル試験として、ＩＥＣ６１２１５規格に準じた温度プロファイル条件、すなわち、８５℃〜−４０℃の温度変動を１サイクル（６時間）とし、２００サイクル暴露すると、封止材の硬化物の弾性率が大きいＥＶＡ等では、セル電極上のタブ線に大きな応力を与え、セル電極上のタブ線が剥離するなどでモジュール発電効率を低下させることがある。
【００５０】
同様に、結露凍結試験として、ＩＥＣ６１２１５規格に準じた温湿度プロファイル条件、すなわち８５℃、８５ＲＨ％から−４０℃の温度変動を１サイクルとし、１０サイクル暴露すると、セル電極上のタブ線に大きな応力を与え、セル電極上のタブ線が剥離する現象が見られる他、封止材の硬化物がセル表面から剥離するデラミネーションが発生するなどで、モジュール発電効率や外観を低下させることがある。
【００５１】
この場合においても、封止材の硬化物の弾性率が大きいＥＶＡ等では、セル電極上のタブ線の剥離等が特に出やすい。
封止材がシリコーン樹脂の場合においては、硬化後のシリコーン樹脂が、水蒸気透過率が８０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上、また弾性率０．１ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下の範囲内のいずれかであれば、このような現象は確認されない。
従って、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物の硬化物を太陽電池モジュール用シリコーン封止材として使用するに際し、該硬化物が、水蒸気透過率が８０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上、また弾性率０．１ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下のいずれかの物性を満たすようにしておくことにより、上記加速劣化試験のいずれかに対してもバランスのよいものとなる。
【００５２】
本発明の太陽電池モジュールは、上記シリコーン封止材を用いてなるもので、例えば、図１〜４に示される第一工程〜第四工程の太陽電池モジュールの断面図のように作製することができる。
【００５３】
太陽電池モジュール
先ず、図１（第一工程）のように、太陽光を入射させる表面ガラス２上にシリコーン封止材（熱硬化性シリコーン樹脂組成物）３を塗布し、温度８０〜１５０℃、硬化時間１〜３０分で熱硬化させ、図２（第二工程）のように、その上に予め個々の太陽電池セル４を電気的に接続して組みセルとしたセル・ストリングスを載置する。このとき、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物３は、完全に熱硬化させずに部分的に硬化した状態を保っていてもよい。次に、図３（第三工程）のように、セル・ストリングスの上に更にシリコーン封止材（熱硬化性シリコーン樹脂組成物）５を塗布することによって、セル・ストリングスを上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物３，５又はその硬化物中に封入し、最後に、図４（第四工程）のように、その上に太陽光入射の反対側となる裏面シート又は裏面ガラス６を載置すると共に、再び、温度８０〜１５０℃、硬化時間１〜３０分で熱硬化させ、太陽電池セル４を完全に封止した太陽電池モジュール１とする。
【００５４】
ここで、第一工程及び第三工程で使用されるシリコーン封止材（熱硬化性シリコーン樹脂組成物）３，５には、予め、最後に得られるそれらの硬化物が、水蒸気透過率８０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上、また弾性率０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下のいずれかの物性を満たすように、上述した（Ａ）〜（Ｃ）成分を所定の配合の範囲内で調製されたものが使用される。これは、予め少量バッチの熱硬化性組成物を作製し、上記物性を測定することにより容易に確認することができる。なお、水蒸気透過率は、水蒸気透過度計Ｌ８０−５０００を用いて４０℃下で測定を行い、また、弾性率はＴＭＡ等、−４０℃〜１２０℃、通常２５℃の下、公知の測定方法（ＪＩＳ  Ｋ７１２９Ａ法）によって測定することができる。
【００５５】
また、最後に上記物性の硬化物が得られさえすればよいので、第一工程及び第三工程で使用される熱硬化性シリコーン樹脂組成物３，５は、上述した（Ａ）〜（Ｃ）成分を所定の配合の範囲内で調製されたものである限り、それぞれ別の組成物としても同一の組成物としても構わない。
【００５６】
熱硬化性シリコーン樹脂組成物の塗布は、スプレーコーティング、フローコーティング、カーテンコーティング、スクリーンコーティング、流し込み及びそれらの組み合わせ等、公知の塗布方法を使用することができる。また、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の塗布厚さは、１０〜１，０００μｍ、好ましくは５０〜８００μｍ、更に好ましくは１００〜６００μｍとなるようにする。これは、１０μｍより薄いと太陽電池セル又は太陽電池セル・ストリングスの厚みを吸収することができなくなる可能性があり、また、１，０００μｍより厚いと硬化性シリコーン材料のコスト高となるからである。
【００５７】
このようにして塗布された熱硬化性シリコーン樹脂組成物の熱硬化には、ホットプレート、オーブン等、公知の加熱器具又は装置が使用される。加熱温度及び加熱処理時間も必ずしも上記のみに限定されず、必要に応じてポスト加熱を追加しても構わない。
【００５８】
太陽電池モジュールを構成するパーツについて述べる。太陽光を入射させる側の表面ガラス２としては、青板硝子、白板硝子又は強化硝子等が使用され、その他、合成樹脂材として、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又はエポキシ樹脂等の有機系ガラスも使用することができる。
【００５９】
太陽光入射と反対側となる裏面には、上記表面ガラス２と同様のガラスの他、フッ素樹脂やＰＥＴ樹脂からなるＴＰＴ等のバックシートも使用することができる。また、太陽電池モジュール内に生じる部分的なホットスポット現象を緩和するため、銅、アルミニウム、鉄等の金属シート、シリカを初め、酸化チタン、アルミナ、窒化アルミニウムなど高い熱伝導性を有する材料を合成樹脂に担持した複合材料シート等を使用してもよい。
【００６０】
また、必要に応じて、上述した太陽電池モジュール１（図４参照）の外縁部を、衝撃、風圧又は積雪に対する強度や耐候性を確保するため、軽量性を備えたアルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属フレームで覆ってもよい。
【００６１】
更に、上記太陽電池モジュールの外縁部と上記金属フレームの間にできる空間をブチルゴム等のふち取り封止材料で封止してもよい。なお、この封止方法は公知の方法による。
【００６２】
太陽電池セルは、一般的な単結晶シリコン又は多結晶シリコンのうちから選ばれる１種もしくは２種のシリコン半導体を用いてなるもので、太陽電池セル・ストリングスは、ここでは、上記太陽電池セルをタブ線で接続し組みセルとしたものである。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００６４】
太陽電池モジュールの作製
図１のように、３４０ｍｍ×３６０ｍｍの厚さ３．２ｍｍの白板強化ガラス２上に第１の熱硬化性シリコーン樹脂組成物３をフローコーティングにより６００μｍの厚さで塗布した後、１００℃のオーブンに投入し１０分間の硬化時間で硬化させた。次に、図２のように、硬化させたシリコーン樹脂３の上にシリコン単結晶太陽電池セル４を２直×２並の組みセルにしたセル・ストリングスを載置した。次いで、図３のように、セル・ストリングス上に第２の熱硬化性シリコーン樹脂組成物５をフローコーティングにより１００μｍの厚さで塗布した後、更に図４に示すように、上部から縦３４０ｍｍ×横３６０ｍｍ×厚３．２ｍｍの白板強化ガラス６を載置し、１００℃のオーブンに投入し１０分間の硬化時間で硬化させ、太陽電池モジュール１を完成させた。
【００６５】
太陽電池モジュールの評価
得られた太陽電池モジュール１の初期の発電効率を測定するとともに、太陽電池モジュール１を２気圧、１２５℃、１００ＲＨ％のプレッシャークッカー試験器に投入し、１００時間経過後の発電効率を測定し、両者の発電効率差を求めた。
【００６６】
温度サイクル試験として、ＩＥＣ６１２１５規格に準じた温度プロファイル条件、すなわち、８５℃〜−４０℃の温度変動を１サイクル（６時間）とし、２００サイクル実施することとし、同様に太陽電池モジュール１の初期に対する温度サイクル試験後の発電効率差を求めた。
【００６７】
また、結露凍結試験については、ＩＥＣ６１２１５規格に準じた温湿度プロファイル条件、すなわち８５℃、８５ＲＨ％から−４０℃の温度変動を１サイクルとし、１０サイクル実施することとし、同様に太陽電池モジュール１の初期に対する結露凍結試験後の発電効率差を求めた。
【００６８】
［実施例１〜３、比較例１，２］
熱硬化性シリコーン樹脂組成物３，５に、これまで述べた配合範囲の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含む硬化後の弾性率が０．０５、０．１、１、５、９（ＭＰａ）の５種類のメチル系シリコーン樹脂を使用したときの評価結果を表１〜３に示す。なお、それぞれの条件の水蒸気透過率は、弾性率が低い順から順に、１６５、１６０、１４５、８０、４０ｇ／ｍ2・ｄａｙである。
ここで、実施例１〜３、比較例１，２の組成は以下の通りである。
【００６９】
実施例１
分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖された、２３℃における粘度が１，０００ｍＰａ．ｓであり、ビニル基（Ｖｉ）含有量が０．０１２ｍｏｌ／１００ｇであるジメチルポリシロキサン１００質量部と、白金原子として１ｗｔ％含有する塩化白金酸ビニルシロキサン錯体のジメチルポリシロキサン溶液０．０５質量部、付加反応制御剤として１−エチニル−１−ヘキサノール０．０１質量部を加え、均一に混合した後、側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｓｉ−Ｈ量：０．００５５ｍｏｌ／ｇ）０．１５質量部、末端にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｓｉ−Ｈ量：０．００１ｍｏｌ／ｇ）８質量部を混合し、１００℃で１時間加熱硬化させた。この硬化物の弾性率は０．１ＭＰａであった。
【００７０】
実施例２
分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖された、２３℃における粘度が１，０００ｍＰａ．ｓであり、ビニル基（Ｖｉ）含有量が０．０１２ｍｏｌ／１００ｇであるジメチルポリシロキサン１００質量部、（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位、（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2単位及びＳｉＯ2単位からなる樹脂質共重合体［〔（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2単位との合計〕／ＳｉＯ2単位＝０．８（モル比）、ビニル基含有量＝０．００８５ｍｏｌ／ｇ］２５質量部、白金原子として１ｗｔ％含有する塩化白金酸ビニルシロキサン錯体のジメチルポリシロキサン溶液０．０６質量部、付加反応制御剤として１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニルテトラシロキサン０．１質量部を混合した後、下記式で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン１６質量部を均一に混合し、１００℃で１時間加熱硬化させた。この硬化物の弾性率は１ＭＰａであった。
【化５】
0005971178.tif 000006
【００７１】
実施例３
分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖された、２３℃における粘度が５，０００ｍＰａ．ｓであり、ビニル基（Ｖｉ）含有量が０．００６ｍｏｌ／１００ｇであるジメチルポリシロキサン１００質量部、（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位、（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2単位及びＳｉＯ2単位からなる樹脂質共重合体［〔（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2単位との合計〕／ＳｉＯ2単位＝０．８（モル比）、ビニル基含有量＝０．００８５ｍｏｌ／ｇ］１００質量部、白金原子として１ｗｔ％含有する塩化白金酸ビニルシロキサン錯体のジメチルポリシロキサン溶液０．２質量部、付加反応制御剤として１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニルテトラシロキサン０．８質量部、１−エチニル−１−ヘキサノール０．０８質量部を混合した後、側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｓｉ−Ｈ量：０．０１５ｍｏｌ／ｇ）８質量部、及び下記式で示されるオルガノハイドロジェンシロキサン１．５質量部を均一に混合し、１００℃で１時間、続いて１５０℃で１時間加熱硬化させた。この硬化物の弾性率は５ＭＰａであった。
【化６】
0005971178.tif 000007
【００７２】
比較例１
分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖された、２３℃における粘度が１，０００ｍＰａ．ｓであり、ビニル基（Ｖｉ）含有量が０．０１２ｍｏｌ／１００ｇであるジメチルポリシロキサン１００質量部と、分子鎖の片末端がビニルジメチルシロキシ基で封止された、２３℃における粘度が１，０００ｍＰａ．ｓであり、ビニル基（Ｖｉ）含有量が０．００３５ｍｏｌ／１００ｇであるジメチルポリシロキサン６０質量部、白金原子として１ｗｔ％含有する塩化白金酸ビニルシロキサン錯体のジメチルポリシロキサン溶液０．０５質量部、付加反応制御剤として１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニルテトラシロキサン０．００５質量部を加え、均一に混合した後、側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｓｉ−Ｈ量：０．００５５ｍｏｌ／ｇ）０．１５質量部、末端にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｓｉ−Ｈ量：０．００１ｍｏｌ／ｇ）１２質量部を混合し、１００℃で１時間加熱硬化させた。この硬化物の弾性率は０．０５ＭＰａであった。
【００７３】
比較例２
分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖された、２３℃における粘度が６０ｍＰａ．ｓであり、ビニル基（Ｖｉ）含有量が０．０６ｍｏｌ／１００ｇであるジメチルポリシロキサン１００質量部、（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位、（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2単位及びＳｉＯ2単位からなる樹脂質共重合体［〔（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2単位との合計〕／ＳｉＯ2単位＝０．８（モル比）、ビニル基含有量＝０．００８５ｍｏｌ／ｇ］３００質量部、白金原子として１ｗｔ％含有する塩化白金酸ビニルシロキサン錯体のジメチルポリシロキサン溶液０．６質量部、付加反応制御剤兼硬度調整剤として１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニルテトラシロキサン１２．５質量部を混合した後、側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｓｉ−Ｈ量：０．０１５ｍｏｌ／ｇ）４０質量部、及び下記式で示されるオルガノハイドロジェンシロキサン２０質量部を均一に混合し、１００℃で１時間、続いて１５０℃で１時間加熱硬化させた。この硬化物の弾性率は９ＭＰａであった。
【化７】
0005971178.tif 000008
【００７４】
【表１】
0005971178.tif 000009
【００７５】
【表２】
0005971178.tif 000010
【００７６】
【表３】
0005971178.tif 000011
【符号の説明】
【００７７】
１    太陽電池モジュール
２    表面ガラス
３    熱硬化性シリコーン樹脂組成物（シリコーン封止材）
４    太陽電池セル
５    熱硬化性シリコーン樹脂組成物（シリコーン封止材）
６    裏面シート又は裏面ガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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