(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂を９０質量％以上含有する樹脂と、
組成物中に１．０質量％以上２．５質量％以下含有する分子量２０００以上の光安定剤（但し、分子量分布の上限が３４００以下の光安定剤を除く）と、を含み、
Ａ波紫外線吸収剤を実質的に含有せず、
更に、Ａ波紫外線吸収剤とは異なる紫外線吸収剤も実質的に含有しない太陽電池モジュール用の封止材組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の封止材組成物をシート化した太陽電池モジュール用封止材であって、
厚さ４６０μｍで測定した場合に、波長３００ｎｍにおける光線透過率が５０％以上である太陽電池モジュール用封止材。
【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、及びそれを用いた太陽電池モジュール用の封止材に関する。
【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。太陽電池を構成する太陽電池モジュールには、太陽電池素子が含まれ、この太陽電池素子が太陽光等の光エネルギーを電気エネルギーに変換する役割を担う。
【０００３】
太陽電池素子は、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため、太陽電池素子は、物理的衝撃に弱く、また屋外に太陽電池モジュールを取り付けた場合に雨等からこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため、複数の太陽電池素子を接続し、透明基板及び封止材で封入して太陽電池モジュールを作製することが通常行なわれている。一般に、太陽電池モジュールは、透明前面基板、封止材、太陽電池素子、封止材及び裏面保護シート等を順次積層し、これらを真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等により製造される。
【０００４】
太陽電池モジュールに使用される封止材には、紫外線による樹脂の劣化を防ぐための紫外線吸収剤が通常含有されている。この紫外線吸収剤は、樹脂の劣化が防止される一方、本来、太陽電池素子が発電に使用可能な３１５ｎｍから４００ｎｍ付近のＵＶＡ領域の紫外線も吸収してしまう。このため、このＵＶＡ領域の紫外線を吸収するＡ波紫外線吸収剤を含有しない太陽電池モジュール用の封止材が検討されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６０９３７５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ベース樹脂がポリエチレン系樹脂主体の太陽電池モジュール用封止材では、単にＡ波紫外線吸収剤を含有させないのみでは、樹脂の劣化によってガラスとの密着力が低下するという問題が別途生じる。このため、特に、ポリエチレン系樹脂主体の太陽電池モジュール用封止材において、ＵＶＡ領域の紫外線を有効に発電に利用できる仕様が望まれていた。
【０００７】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、ＵＶＡ領域の紫外線を有効に利用でき、かつ、ガラスとの密着強度にも優れる、ポリエチレン系樹脂を含む封止材組成物及びそれを用いた太陽電池モジュール用封止材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】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、ポリエチレン系樹脂に、従来より多量の光安定剤（ＨＡＬＳ）を含有させ、しかも、その分子量を限定することにより、上記の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。
【０００９】
（１）  密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂を９０質量％以上含有する樹脂と、組成物中に１．０質量％以上２．５質量％以下含有する分子量２０００以上の光安定剤と、を含み、Ａ波紫外線吸収剤を実質的に含有しない太陽電池モジュール用の封止材組成物。
【００１０】
（２）  波長２４０から２８０ｎｍ領域に最大吸収波長を有する、前記Ａ波紫外線吸収剤とは異なる紫外線吸収剤を更に含有する（１）記載の封止材組成物。
【００１１】
（３）  前記Ａ波紫外線吸収剤とは異なる紫外線吸収剤がベンゾエート系紫外線吸収剤である（１）又は（２）に記載の封止材組成物。
【００１２】
（４）  前記Ａ波紫外線吸収剤とは異なる紫外線吸収剤が２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートである（１）から（３）いずれかに記載の封止材組成物。
【００１３】
（５）  （１）から（４）いずれかに記載の封止材組成物をシート化した太陽電池モジュール用封止材であって、
厚さ４６０μｍで測定した場合に、波長３００ｎｍにおける光線透過率が５０％以上である太陽電池モジュール用封止材。
【００１４】
（６）  厚さ４６０μｍで測定した場合に、波長２４０から２８０ｎｍにおける光線透過率が１０％以下である太陽電池モジュール用封止材。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＵＶＡ領域の紫外線を有効に利用でき、かつ、ガラスとの密着強度にも優れる、ポリエチレン系樹脂を含む封止材組成物及びそれを用いた太陽電池モジュール用封止材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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。
【図２】実施例における分光透過率を測定した結果である。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】
【００１７】
＜太陽電池モジュール用封止材組成物＞
本発明の太陽電池モジュール用封止材を製造するための封止材組成物は、密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂と、光安定剤と、を含めばよく特に限定されないが、好ましくは、密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂を９０％以上含有する樹脂組成物と、光安定剤と、重合開始剤と、を含有する。
【００１８】
本発明の太陽電池モジュール用封止材は、この封止材組成物からなる単層フィルム、或いは、この封止材組成物を積層してなる多層フィルムである。太陽電池モジュール用封止材が多層フィルムである場合は、多層フィルムとして積層されるそれぞれの各封止材組成物については、密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂を９０％以上含有する樹脂組成物である限り、各層ごとに組成や成分比の異なるものを用いることができる。
【００１９】
［ポリエチレン系樹脂］
ベース樹脂として、本発明においては密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、好ましくは直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いる。直鎖低密度ポリエチレンはエチレンとα−オレフィンとの共重合体であり、本発明においては、その密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは０．８７０〜０．８９０ｇ／ｃｍ３の範囲である。この範囲であれば、シート加工性を維持しつつ良好な透明性と耐熱性を付与することができる。
【００２０】
本発明において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好ましい。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、上記のような超低密度にすることが可能である。また、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太陽電池モジュール用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。
【００２１】
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、太陽電池モジュール用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、太陽電池モジュール用封止材と基材との密着性が高まり、太陽電池モジュール用封止材と基材との間への水分の浸入を抑えることができる。
【００２２】
ポリエチレン系樹脂のメルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ、において１．０ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下であることが好ましく、２ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下であることが更に好ましい。ＭＦＲが上記の範囲であることにより、製膜時の加工適性に優れる。
【００２３】
本明細書中におけるＭＦＲとは、特に断りのない限り、以下の方法により得られた値である。
ＭＦＲ（ｇ／１０ｍｉｎ）：ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定。具体的には、ヒーターで加熱された円筒容器内で合成樹脂を、１９０℃で加熱・加圧し、容器底部に設けられた開口部（ノズル）から１０分間あたりに押出された樹脂量を測定した。試験機械は押出し形プラストメータを用い、押出し荷重については２．１６ｋｇとした。
尚、多層フィルムである封止材シートについては、全ての層が一体積層された多層状態のまま、上記処理による測定を行い、得た測定値を当該多層の封止材シートのＭＦＲ値とした。
【００２４】
本発明における「ポリエチレン系樹脂」には、エチレンを重合して得られる通常のポリエチレンのみならず、α−オレフィン等のようなエチレン性の不飽和結合を有する化合物を重合して得られた樹脂、エチレン性不飽和結合を有する複数の異なる化合物を共重合させた樹脂、及びこれらの樹脂に別の化学種をグラフトして得られる変性樹脂等が含まれる。
【００２５】
なかでも、少なくともα−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体を好ましく使用することができる。このような樹脂を使用することにより、透明前面基板や太陽電池素子等といった部材と太陽電池モジュール用封止材との接着性が得られる。
【００２６】
シラン共重合体は、例えば、特開２００３−４６１０５号公報に記載されているものである。当該共重合体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、且つ、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。
【００２７】
シラン共重合体は、少なくともα−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物をコモノマーとし、必要に応じて更にその他の不飽和モノマーをコモノマーとして共重合して得られる共重合体であり、該共重合体の変性体ないし縮合体も含むものである。
【００２８】
具体的には、例えば、α−オレフィンの１種ないし２種以上と、エチレン性不飽和シラン化合物の１種ないし２種以上と、必要ならば、その他の不飽和モノマーの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、温度１００〜４００℃位、好ましくは、１５０〜３５０℃位の条件下で、ラジカル重合開始剤及び必要ならば連鎖移動剤の存在下で、同時に或いは段階的にランダム共重合させ、更には、必要に応じて、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て、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体又はその変性ないし縮合体を製造することができる。
【００２９】
また、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体又はその変性ないし縮合体としては、例えば、α−オレフィンの１種ないし２種以上と、必要ならば、その他の不飽和モノマーの１種ないし２種以上とを、所望の反応容器を使用し、上記と同様に、ラジカル重合開始剤及び必要ならば連鎖移動剤の存在下で、同時に或いは段階的に重合させ、次いで、その重合によって生成するポリオレフィン系重合体に、エチレン性不飽和シラン化合物の１種ないし２種以上をグラフト共重合させ、更には、必要に応じて、その共重合体によって生成するグラフト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て、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体又はその変性ないし縮合体を製造することができる。
【００３０】
α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン、１−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンより選択される１種以上を使用することができる。
【００３１】
エチレン性不飽和シラン化合物としては、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。
【００３２】
その他の不飽和モノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ビニルアルコールより選択される１種以上を使用することができる。
【００３３】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ラウロイルパーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ｔ−ブチルヒドロパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート等の有機過酸化物、分子状酸素、アゾビスイソブチロニトリルアゾイソブチルバレロニトリル等のアゾ化合物等を使用することができる。
【００３４】
連鎖移動剤としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン等のパラフィン系炭化水素、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン等のα−オレフィン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒド等のアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素等を使用することができる。
【００３５】
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方法、或いは、グラフト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方法としては、例えば、錫、亜鉛、鉄、鉛、コバルト等の金属のカルボン酸塩、チタン酸エステル及びキレート化物等の有機金属化合物、有機塩基、無機酸、及び、有機酸等のシラノール縮合触媒等を使用し、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とのランダム共重合体或いはグラフト共重合体を構成するシラン化合物の部分のシラノール間の脱水縮合反応等を行うことにより、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体の変性ないし縮合体を製造する方法が挙げられる。
【００３６】
シラン共重合体としては、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、及びグラフト共重合体のいずれであっても好ましく使用することができるが、グラフト共重合体であることがより好ましく、重合用ポリエチレンを主鎖とし、エチレン性不飽和シラン化合物が側鎖として重合したグラフト共重合体が更に好ましい。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太陽電池モジュール用封止材の接着性を向上することができる。
【００３７】
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を構成する際のエチレン性不飽和シラン化合物の含量としては、全共重合体質量に対して、例えば、０．００１〜１５質量％位、好ましくは、０．０１〜５質量％位、特に好ましくは、０．０５〜２質量％位が望ましいものである。本発明において、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を構成する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。
【００３８】
封止材組成物に含まれる上記の密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂の含有量は、封止材組成物中に９０質量％以上であればよく、９９．９％以上であることが好ましい。その範囲内において、その他の樹脂を含んでいてもよい。その他の樹脂としては、例えば０．９００ｇ／ｃｍ３を超える他のポリエチレン系樹脂等が例示できる。これらは、例えば添加用樹脂として用いてもよく、後述のその他の成分をマスターバッチ化するために使用できる。
【００３９】
［重合開始剤］
本発明においては、従来知られている太陽電池モジュール用封止材組成物の一般的な架橋処理を行う場合とは異なり、太陽電池モジュール用封止材組成物に対する重合開始剤の含有量が、一般的な架橋処理の場合よりも少ない特定の範囲の含有量となるように重合開始剤を使用する。重合開始剤の含有量は、太陽電池モジュール用封止材組成物中に０．０２質量％以上０．５質量％未満であり、上限は好ましくは０．２質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下である。この範囲未満であると上記ポリエチレン系樹脂の架橋が進まず耐熱性が不足する。また、この範囲を超えると、成形中にゲルが発生する等して製膜性が低下し、透明性も低下する。
【００４０】
重合開始剤は公知のものが使用でき特に限定されず、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ｔ‐‐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；ｔ−アミル−パーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、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カーボネート類、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。
【００４１】
上記のなかでも、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキシルカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が好ましく使用できる。これらは、活性酸素量が５％以上と高く、また重合開始剤の１分間半減期温度が１６０から１９０℃であり成形時点で消費され成形後に残留して余分な後架橋の進行を抑制できるので好ましい。１分間半減期温度が１６０℃未満であると成形中に重合開始剤を十分に分散させてから架橋反応を進行させることが困難である点から好ましくない。
【００４２】
［架橋助剤］
本発明においては、一般的な架橋処理とは異なり、架橋助剤は使用しない。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。
【００４３】
なお、本発明における実質的に架橋助剤を使用せずとは、架橋効果を示さない程度の量が不純物的に含有しても本発明の範囲内であることを意味し、その量は例えば組成物中に０．０１質量％未満である。
【００４４】
［光安定剤（ＨＡＬＳ）］
本発明においては、分子量２０００以上の光安定剤を含有する。このような光安定剤としては、従来公知のラジカル吸収剤が使用可能であり特に限定されない。例えば、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ２０２０、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ９４４、Ｕｖｉｎｕｌ５０５０（共にＢＡＳＦ社製）に代表されるような、高分子量タイプのヒンダードアミン系光安定剤が例示できる。一方、本発明においては、Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０に代表されるような低分子量タイプのヒンダードアミン系光安定剤は、低分子量のためブリードアウトし易く、また、本発明に必要な量を樹脂中に混練することが困難であるので好ましくない。
【００４５】
光安定剤の含有量は、組成物中に１．０質量％以上２．５質量％以下であり、この含有量は従来より数倍多く、これにより、本発明においては樹脂の劣化を防止するとともに、ガラス密着強度の低下を防止している。後述する実施例において詳述するが、１．０質量％未満であるとガラス密着強度が低下するので好ましくなく。２．５質量％を越えるとＨＡＬＳのブリードアウトが発生しうる点から好ましくない。
【００４６】
［紫外線吸収剤］
本発明においては、Ａ波紫外線吸収剤を実質的に含有しない。ここで、Ａ波紫外線吸収剤とは、上記のように３１５ｎｍから４００ｎｍ付近のＵＶＡ領域の紫外線を吸収する紫外線吸収剤であり、Ａ波紫外線吸収剤を配合しないことにより、ＵＶＡ領域の紫外線を有効に太陽電池素子面に照射でき、発電効率を向上させることができる。Ａ波紫外線吸収剤は有機系紫外線吸収剤が使用可能であり特に限定されない。例えば、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ８１（ＢＡＳＦ社製）に代表されるような、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤が例示できる。なお、実質的に含有しないとは、Ａ波紫外線吸収効果を示さない程度の量が不純物的に含有しても本発明の範囲内であることを意味し、その量は例えば組成物中に０．０１質量％未満である。
【００４７】
なお、本発明においては、ＵＶＡ領域より更に低波長の紫外線は積極的にカットすることが好ましい。このため、波長２４０から２８０ｎｍ領域に最大吸収波長を有する前記Ａ波紫外線吸収剤とは異なる紫外線吸収剤を更に含有することが好ましい。このような他の紫外線吸収剤としては、２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート（商品名の一例としてＴｉｎｕｖｉｎ１２０（ＢＡＳＦ社製））に代表されるようなベンゾエート系紫外線吸収剤が例示できる。この場合、含有量は、組成物中に０．１質量％以上０．３質量％以下が好ましい。
【００４８】
［その他の成分］
太陽電池モジュール用封止材組成物には、上記のＨＡＬＳや紫外線吸収剤の他、更にその他の成分を含有させることができる。例えば、本発明の太陽電池モジュール用封止材組成物から作製された太陽電池モジュール用封止材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、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、それぞれ太陽電池モジュール用封止材組成物中に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。
【００４９】
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封止材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。
【００５０】
なお、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。
【００５１】
更に、本発明の太陽電池モジュール用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。
【００５２】
＜太陽電池モジュール用封止材＞
太陽電池モジュール用封止材（以下単に「封止材シート」ともいう）は、上記の封止材組成物を、従来公知の方法で成形加工して得られるものであり、単層又は多層の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。
【００５３】
上記封止材シートのシート化は、通常の熱可塑性樹脂において通常用いられる成形法、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。尚、封止材シートが多層フィルムである場合のシート化の方法としては、一例として、２種以上の溶融混練押出機による共押出により成形する方法が挙げられる。ただし、いずれの方法においても、成形中に架橋反応を促進させるために、成形温度は前記ポリエチレン系樹脂の融点＋５０℃以上であることが好ましい。具体的には１５０から２５０℃の高温とすることが好ましく、より好ましくは１９０から２３０℃の範囲である。このように、本発明においては、重合開始剤の添加が少量であるため、ＭＦＲが低下するものの、その低下の程度が小さい。このため溶融成形中に架橋を進行させることができる。そして、たとえ少量の重合開始剤であって実質的に架橋助剤がなくても、ポリエチレン系樹脂の架橋が進行する。なお、この成形温度は重合開始剤の１分間半減期温度以上であるので、成形後には重合開始剤はほとんど残留しない。このため、架橋はこの成形段階で終了する。
【００５４】
太陽電池モジュール用封止材のゲル分率は２５％以下であり、好ましくは１０％以下であり、より好ましくはゼロも含む１％以下である。このことから、上記の従来技術の特許文献２のように３０％以上のゲル分率となるように架橋処理して難燃性を付与する技術思想と、本発明の架橋処理とは根本的に異なるものである。なお、ここでいうゲル分率とは以下の方法により得られた値である。
ゲル分率（％）：架橋後封止材１ｇ秤量し、８０メッシュの金網袋に入れる。次いで、ソックスレー抽出器内に金網ごとサンプル投入し、キシレンを沸点下において還流させる。１０時間連続抽出したのち、金網ごとサンプルを取出し乾燥処理後秤量し、抽出前後の質量比較を行い残留不溶分の質量％を測定しこれをゲル分率とした。なお、多層フィルムである封止材シートのゲル分率については、全ての層が積層された多層状態のままで、上記処理を行い、得られた測定値を、当該多層の封止材シートのゲル分率とした。
【００５５】
本発明の太陽電池モジュール用封止材のポリスチレン換算の重量平均分子量が１２万以上３０万以下であり、架橋後の封止材／架橋前ポリエチレン系樹脂、の重量平均分子量の比が１．５以上３．０以下の範囲である。なお、本発明における重量平均分子量は、キシレン６ｗｔ％となるように溶解して粘度を測定し、その粘度から、ポリスチレン標品との換算より重量平均分子量を求めたものである。なお、多層フィルムである封止材シートの分子量については、全ての層が積層された多層状態のままで、上記処理を行い、得られた測定値を、当該多層の封止材シートのゲル分率とした。
【００５６】
多層フィルムである封止材シートにおいては、各層ごとのＭＦＲが異なる封止材シートとすることがより好ましい。封止材シートは、後に説明する通り、太陽電池モジュール内において、一方の面が太陽電池素子の電極面と密着して使用されることが一般的である。その場合、封止材シートには、該電極面の凹凸にかかわらず高い密着性を有するものであることが求められる。本発明の封止材シートは、単層の封止材シートである場合においても、好ましい透明性、柔軟性及び耐熱性を備えるものではあるが、太陽電池素子の電極面と密着する面については、更にこのようなモールディング特性に優れるものであることがより好ましい。各層のＭＦＲが異なる多層フィルムである本発明の封止材シートは、ＭＦＲの高い層を太陽電池素子の電極面と密着させて使用する側の最外層に配置することにより、封止材シートとして上記の好ましい透明性及び耐熱性を保持しつつ、更に太陽電池素子との密着面におけるモールディング特性を高めることができる。
【００５７】
例えば、３層以上の層からなる多層フィルムである封止材シートにおいては、最外層の厚さは、３０μｍ以上１２０μｍ以下であり、且つ、最外層以外の全ての層からなる中間層と最外層の厚さの比は、最外層：中間層：最外層＝１：３：１〜１：８：１の範囲であることが好ましい。このようにすることにより、封止材としての好ましい耐熱性を保持しつつ、最外層における好ましいモールディング特性を備えることができ、更に製造コストも低く抑えることができる。
【００５８】
このようにして得られた本発明の封止材シートの光線透過率は、厚さ４６０μｍで測定した場合に、波長３００ｎｍにおける光線透過率が５０％以上であり、好ましくは、波長２４０から２８０ｎｍにおける光線透過率が１０％以下である。光線透過率は、従来公知の分光光度計にて測定した値である。
【００５９】
波長３００ｎｍにおける光線透過率が５０％以上であることで、ＵＶＡ波長領域の紫外線を可能であり、波長２４０から２８０ｎｍにおける光線透過率が４０％以下、好ましくは１０％以下であることで、ＵＶＡ領域より短波長側の紫外線を充分に遮断でき、樹脂の劣化によるガラス密着強度の低下を防止できる。
【００６０】
＜太陽電池モジュール＞
次に、本発明の太陽電池モジュールの一例について、図面を参照しながら説明する。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、前面封止材層３、太陽電池素子４、背面封止材層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、前面封止材層３及び背面封止材層５の少なくとも一方に上記の太陽電池モジュール用封止材を使用する。
【００６１】
太陽電池モジュール１は、例えば、上記の透明前面基板２、前面封止材層３、太陽電池素子４、背面封止材層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。
【００６２】
また、太陽電池モジュール１は、通常の熱可塑性樹脂において通常用いられる成形法、例えば、Ｔダイ押出成形等により、太陽電池素子４の表面側及び裏面側のそれぞれに、前面封止材層３及び背面封止材層５を溶融積層して、太陽電池素子４を前面封止材層３及び背面封止材層５でサンドし、次いで、透明前面基板２及び裏面保護シート６を順次積層し、次いで、これらを真空吸引等により一体化して加熱圧着する方法で製造してもよい。
【００６３】
なお、本発明の太陽電池モジュール１において、前面封止材層３及び背面封止材層５以外の部材である透明前面基板２、太陽電池素子４及び裏面保護シート６は、従来公知の材料を特に制限なく使用することができる。また、本発明の太陽電池モジュール１は、上記部材以外の部材を含んでもよい。なお、本発明の封止材シートは単結晶型に限らず、薄膜型その他の全ての太陽電池モジュールに適用できる。
【実施例】
【００６４】
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。
＜太陽電池モジュール用封止材の製造＞
表１の組成（単位質量部）の封止材組成物を混合し３層のフィルムを成型するための内層用及び外層用のブレンドとした。上記ブレンドを、それぞれ、φ３０ｍｍ押出し機、２００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度２１０℃、引き取り速度１．５ｍ／ｍｉｎでフィルム成型し、それらを積層して、３層の太陽電池モジュール用封止材を作製した。この封止材の層厚は、総厚を４６０μｍとし、外層：内層：外層の厚さの比を１：５：１とした。なお、比較例７については、ＨＡＬＳが低分子量のためにブリードアウトが発生し、スクリューで空回りして製膜不可であった。
【００６５】
封止材組成物原料としては、以下の原料を使用した。
樹脂（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）：密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが３．１ｇ／１０分のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン
架橋剤マスターバッチ（ＭＢ）：密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが３．１ｇ／１０分のＭ−ＬＬＤＰＥペレット１００質量部に対して、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（重合開始剤Ａ）０．５質量部を含浸させコンパウンドペレットを得た。
シラン変性樹脂（Ｓｉ樹脂）：密度０．８８１ｇ／ｃｍ３であり、１９０℃でのＭＦＲが２ｇ／１０分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）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１．８ｇ／１０分であるシラン変性透明樹脂を得た。
【００６６】
添加剤マスターバッチ（ＭＢ）：密度０．８８０ｇ／ｃｍ３のチーグラー直鎖状低密度ポリエチレンを粉砕したパウダー１００質量部に対して、表１に記載の添加剤（ＨＡＬＳ又はＵＶ吸収剤）を配合し、混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。なお、実施例１から４と比較例７のＨＡＬＳについては、樹脂１００部：添加剤２８部でＭＢ化し、それ以外のＨＡＬＳ及びＵＶ吸収剤については、樹脂１００部：添加剤５部でＭＢ化した。表１の添加剤ＭＢにおける括弧内の数値は、組成物中におけるＨＡＬＳ、ＵＶ吸収剤の含有量を質量％で示した数値である。
【００６７】
それぞれのＨＡＬＳ、ＵＶ吸収剤は以下のものを用いた。
ＨＡＬＳ１：Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ２０２０（分子量２６００から３４００）
ＨＡＬＳ２：Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ９４４（分子量２０００から３１００）
ＨＡＬＳ３：Ｕｖｉｎｕｌ５０５０（分子量３５００）
ＨＡＬＳ４：Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０（分子量７７０）
ＵＶ吸収剤１：Ｔｉｎｕｖｉｎ１２０（極大吸収波長２６５ｎｍ）
ＵＶ吸収剤２：Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ８１（Ａ波紫外線吸収剤）
【００６８】
【表１】
0005970762.tif 000002
【００６９】
＜評価例＞
上記の方法で製膜可能であった実施例１から４、比較例１から６についてガラス密着強度を下記の測定方法で評価した結果を表２に示す。なお、ガラス密着強度の評価はＩＥＣ−６１２５準拠（照射強度：６０Ｗ／ｍ２、相対湿度：５０％、槽内温度：３８℃、黒板標準板温度（ブラックスタンダード）：６５℃）におけるＸｅ照射試験にかけた際の維持率を以て実施した。先ず透明白板半強化ガラスに封止材サンプルを真空ラミネートし、これのテンシロンによる剥離試験（１８０°剥離、剥離速度５０ｍｍ／ｍｉｎ）を実施し、初期の密着強度（Ｎ／１５ｍｍ）とした。次にＡＴＬＡＳ社製：Ｃｉ４０００にて上記と同様に調整したサンプルを投入、Ｘｅ照射を実施した。任意の照射時間に達した後、サンプルを取り出し、剥離試験を実施した。Ｘｅ照射後のサンプルの密着強度を初期の密着強度で除した値を百分率で表記した値を以て、各サンプルのガラス密着強度の維持率とした。
【００７０】
【表２】
0005970762.tif 000003
【００７１】
また、実施例２、４、比較例１、２、６の封止材について分光光度計、日本分光社製:Ｖ−６５０を用いて分光透過率を測定した結果を図２に示す。
【００７２】
表２及び図２から解るように、本発明の実施例１から４は、ガラス密着強度の維持率が高く、しかも、図２における実施例２と比較例６との比較から解かるように、ＵＶＡ領域の３００ｎｍにおいて実施例２では紫外線を５０％以上透過しており、ＵＶＡ領域の紫外線を有効に利用できることが理解できる。また、実施例４においては、更に波長２４０から２８０ｎｍにおける光線透過率が１０％以下であり、これによりガラス密着強度の維持率が更に高かった。
【符号の説明】
【００７３】
１  太陽電池モジュール
２  透明前面基板
３  前面封止材層
４  太陽電池素子
５  背面封止材層
６  裏面保護シート
【図１】
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【図２】
0005970762.tif 000005