(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置し、太陽電池素子を封止するための裏面側太陽電池用封止膜であって、
エチレン−極性モノマー共重合体、及び熱伝導性充填材を含み、
前記熱伝導性充填材の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、３０質量部以上、５０質量部未満の範囲であり、
前記熱伝導性充填剤は酸化亜鉛であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
【請求項２】
前記熱伝導性充填材の平均粒径が、０．１〜１００μｍである請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項３】
前記エチレン−極性モノマー共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１又は２に記載の太陽電池用封止膜。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜を太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置し、太陽電池素子を封止してなる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−極性モノマー共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に、太陽電池の放熱性を向上することができる太陽電池用封止膜に関する。
【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、発電効率や耐候性等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、シリコン結晶系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。
【０００４】
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。従って、太陽電池用セル１４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。
【０００５】
また、薄膜シリコン系、薄膜アモルファスシリコン系太陽電池、セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）系太陽電池等の薄膜太陽電池の開発も進められており、この場合は、例えば、ガラスやポリイミド基板等の透明基板の表面に化学気相蒸着法等により半導体層等の発電素子層を形成し、その上に封止膜等を積層し、接着一体化することで製造される。
【０００６】
従来から、これらの太陽電池に用いられる封止膜としては、エチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡともいう）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等のエチレン−極性モノマー共重合体からなるフィルムが用いられている。特に、安価であり、高い透明性を有することからＥＶＡフィルムが好ましく用いられている。そして、封止膜用のエチレン−極性モノマー共重合体フィルムには、封止膜の膜強度、耐久性、耐候性、接着性等を向上させるため、必要に応じて、架橋密度を向上させる有機過酸化物等の架橋剤、ゲル分率を向上させる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架橋助剤、部材との接着性を向上させるシランカップリング剤等の接着向上剤等が配合される。従って、封止膜には、このような種々の添加剤を均一に混練させることができる加工性も求められている。
【０００７】
ところで、上記のような太陽電池において、太陽電池用セルや薄膜太陽電池用発電素子（本発明において、これらを総称して太陽電池素子ともいう）は、温度が高いほど発電効率が低下することが知られている。例えば、最も太陽が高い位置にある時間帯においては、太陽電池の表面透保護部材が温められ、時には８０℃を越える温度になる場合もある。この場合、その時間帯を過ぎ、外気温が低下しても、太陽電池内に蓄熱されて太陽電池素子の温度が低下せず、発電効率が低いまま推移してしまうことになる。また、太陽電池素子の発電に伴って生じる熱によっても太陽電池素子の温度上昇は生じる。この場合の蓄熱によっても発電効率が低下してしまうことになる。従って、なるべく太陽電池素子を高温にしない構造の太陽電池が求められている。
【０００８】
特許文献１には、裏面側保護部材に突起膜状に平行に形成された放熱部を有する高放熱性太陽電池モジュールが開示されている。また、特許文献２には、裏面側保護部材に貼り付けて用いることができる微細な凹凸形状を有する太陽電池モジュール裏面用放熱シートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１８３３７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９６９８９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１又は２のような裏面側保護部材に放熱部を設けた構造であっても、高温となった太陽電池素子と裏面側保護部材の間に存在する封止膜の熱伝導率が低いため、放熱性能が十分とはいえない。そこで、放熱性の高い封止膜の開発が望まれている。但し、上述のように、封止膜としての機能を十分に発揮させるため、封止膜の加工性を低下させないことも必要である。
【００１１】
従って、本発明の目的は、太陽電池の太陽電池素子と裏面側保護部材の間に用いる太陽電池用封止膜であって放熱性に優れ、且つ十分な加工性を有する封止膜を提供することにある。
【００１２】
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ある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、太陽電池の太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置し、太陽電池素子を封止するための裏面側太陽電池用封止膜であって、及び熱伝導性充填材を含み、前記熱伝導性充填材の含有量が、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、３０質量部以上、５０質量部未満の範囲であり、前記熱伝導性充填剤は酸化亜鉛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。
【００１４】
封止膜の放熱性を向上するために、熱伝導性の高い充填材を封止膜に含有させることが考えられるが、封止膜の主成分であるエチレン−極性モノマー共重合体に充填材を多量に含有させると、充填材の種類、配合量によっては混練がし難くなる等、加工性が低下する場合がある。本発明においては、熱伝導性充填材として上記の材料を選定し、その配合量を上記の範囲に設定することで、加工性を低下させることなく、封止膜の熱伝導率を向上させることができることが見出された。また、絶縁性を低下させることなく、より熱伝導率が高い封止膜とすることができる。なお、本発明において、金属には、いわゆる半金属が含まれる。さらに、より加工性を低下させることなく、熱伝導率が高い封止膜とすることができる。
【００１５】
本発明に係わ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）前記熱伝導性充填材の平均粒径が、０．１〜１００μｍである。加工性に優れた封止膜とすることができる。
（２）前記エチレン−極性モノマー共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。
【００１６】
また、上記目的は、本発明の太陽電池用封止膜を太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置し、太陽電池素子を封止してなることを特徴とする太陽電池によって達成される。これにより、太陽光や太陽電池素子自体の動作に伴って高温になった太陽電池素子の熱を効率的に裏面側保護部材側へ伝えることができ、太陽電池素子が高温に維持されることを防止することができる。従って、従来よりも発電効率が向上された太陽電池とすることができる。
【００１７】
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。本発明の太陽電池用封止膜は裏面側の太陽電池用封止膜に用いられるものであり、表面側太陽電池用封止膜として用いると、逆に太陽電池素子が太陽光の熱を吸収し、高温になり易くなる場合がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、太陽電池用封止膜が、エチレン−極性モノマー共重合体を主成分とし、上記の熱伝導性充填材が所定の範囲で含有されているので、加工性が低下することなく、放熱性が向上した封止膜を提供することができる。従って、本発明の太陽電池用封止膜を裏面側封止膜として用いた太陽電池は、太陽電池素子が高温に維持されることを防止できるので、従来よりも発電効率が向上された太陽電池ということができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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】
【００２０】
本発明の太陽電池用封止膜は、少なくともエチレン−極性モノマー共重合体と、元素周期表の第２〜５周期に属し、且つ第２族、第８族、第１０族、第１１族、第１２族、第１３族、及び第１４族のいずれかに属する１種以上の元素を有する化合物からなる群から選択される少なくとも１種の熱伝導性充填材を含んでいる。そして、その熱伝導性充填材の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、２０質量部以上、５０質量部未満の範囲に設定されている。封止膜の放熱性を向上するために、熱伝導性の高い充填材を封止膜に含有させる場合、封止膜の主成分であるエチレン−極性モノマー共重合体に充填材を多量に含有させると、充填材の種類や配合量によっては混練がし難くなる等、加工性が低下する場合がある。上記の熱伝導性充填材を上記の範囲の含有量で配合することにより、太陽電池用封止膜の加工性を低下させることなく、太陽電池用封止膜の熱伝導性、即ち放熱性を向上させることができる。熱伝導性充填材の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、３０質量部以上、５０質量部未満が好ましく、４０質量部以上、５０質量部未満が更に好ましい。
【００２１】
本発明の太陽電池用封止膜は、太陽電池の太陽電池素子と裏面側保護部材との間に配置される裏面側太陽電池用封止膜である。例えば、図１で説明すると、太陽電池用セル１４及び裏面側保護部材１２との間に配置される裏面側封止膜１３Ｂに相当する。表面側封止膜１３Ａとして用いると、逆に太陽電池用セル１４が太陽光の熱を吸収し、高温になり易くなる場合がある。
【００２２】
以下に、本発明の太陽電池用封止膜についてより詳細に説明する。
【００２３】
［熱伝導性充填材］
本発明において、熱伝導性充填材は、上述のように元素周期表の第２〜５周期に属し、且つ第２族、第８族、第１０族、第１１族、第１２族、第１３族、及び第１４族のいずれかに属する１種以上の元素を有する化合物からなる群から選択される。元素周期表の第２〜５周期に属し、且つ第８族、第１０族、第１１族、第１２族、第１３族、及び第１４族第のいずれかに属する１種以上の元素としては、マグネシウム、鉄、ニッケル、銅、ホウ素、アルミニウム、亜鉛、炭素、ケイ素から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。また、これらの元素を含む具体的な化合物としては、酸化物、窒化物、炭化物、水酸化物、及び炭酸化物が挙げられる。太陽電池用封止膜として、電気絶縁性が低下し難く、熱伝導性が高い点で、酸化物、及び窒化物が好ましく、特に、金属酸化物及び金属窒化物が好ましい。本発明において、金属には、ホウ素等のいわゆる半金属が含まれる。
【００２４】
具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化銅、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素等が好ましく挙げられ、特に、封止膜の加工性を低下させることなく、熱伝導性を向上させることができる点で、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素が好ましい。
【００２５】
本発明において、熱伝導性充填材の粒子の大きさは特に制限は無い。熱伝導性充填材のハンドリング面や、封止膜の加工性の面から、熱伝導性充填材の平均粒径は０．１〜１００μｍが好ましく、０．１〜７０μｍが更に好ましく、１〜５０μｍが特に好ましい。
【００２６】
［エチレン−極性モノマー共重合体］
本発明において、エチレン−極性モノマー共重合体の極性モノマーは、不飽和カルボン酸、その塩、そのエステル、そのアミド、ビニルエステル、一酸化炭素等を例示することができる。より具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸、これら不飽和カルボン酸のリチウム、ナトリウム、カリウムなどの１価金属の塩やマグネシウム、カルシウム、亜鉛などの多価金属の塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル等の不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、一酸化炭素、二酸化硫黄等の一種又は二種以上などを例示することができる。
【００２７】
エチレン−極性モノマー共重合体として、より具体的には、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸共重合体、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸ｎ−ブチル−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル−不飽和カルボン酸共重合体及びそのカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなエチレン−ビニルエステル共重合体等を代表例として例示することができる。
【００２８】
エチレン−極性モノマー共重合体としては、ＪＩＳ Ｋ７２１０で規定されるメルトフローレートが、３５ｇ／１０分以下、特に３〜６ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。このようなメルトフローレート有するエチレン−極性モノマー共重合体を主成分として用いれば、上記の熱伝導性充填材やその他の添加剤を配合する際、混練し易く、より加工性に優れた太陽電池封止膜とすることができる。
【００２９】
なお、本発明において、メルトフローレート（ＭＦＲ）の値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件に基づいて測定されたものである。
【００３０】
本発明において、エチレン−極性モノマー共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が特に好ましい。これにより、安価であり、より柔軟性、加工性に優れた太陽電池用封止膜とすることができる。
【００３１】
エチレン−酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの含有量は、ＥＶＡに対して２０〜３５質量％、さらに２２〜３０質量％、特に２４〜２８質量％とするのが好ましい。ＥＶＡの酢酸ビニル単位の含有量が低い程、得られる封止膜が硬くなる傾向がある。酢酸ビニルの含有量が２０質量％未満では、高温で架橋硬化させる場合に、得られる封止膜の柔軟性が低い恐れがある。また、３５質量％を超えると得られる封止膜の硬さが不十分な場合がある。
【００３２】
本発明の太陽電池封止膜においては、エチレン−極性モノマー共重合体に加えて、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しても良い。その場合、特にＰＶＢが好ましい。
【００３３】
［架橋剤］
本発明の太陽電池用封止膜においては、更に架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤は、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋構造を形成することができるもので、封止膜の強度、接着性及び耐久性を向上することができる。架橋剤は、有機過酸化物又は光重合開始剤を用いることが好ましい。なかでも、接着力、透明性、耐湿性、耐貫通性の温度依存性が改善された太陽電池用封止膜が得られることから、有機過酸化物を用いるのが好ましい。
【００３４】
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。
【００３５】
前記有機過酸化物としては、樹脂の加工温度・貯蔵安定性の観点から例えば、ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ−ｎ−オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、スクシニックアシドパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、４−メチルベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｍ−トルオイル＋ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシマレイックアシド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（メチルベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、等が挙げられる。
【００３６】
ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、７０℃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いずれも使用可能であるが、半減期１０時間の分解温度が５０℃以上のものが好ましく、調製条件、成膜温度、硬化（貼り合わせ）温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して適宜選択できる。使用可能なベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トルオ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、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤は１種でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３７】
有機過酸化物として、特に、２，５−ジメチル−２，５ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンが好ましい。これにより優れた絶縁性を有する太陽電池用封止膜が得られる。
【００３８】
前記有機過酸化物の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２質量部、より好ましくは０．２〜１．５質量部であることが好ましい。前記有機過酸化物の含有量は、少ないと得られる封止膜の絶縁性が低下する恐れがあり、多くなるとエチレン−極性モノマー共重合体との相溶性が悪くなる恐れがある。
【００３９】
また、光重合開始剤としては、公知のどのような光重合開始剤でも使用することができるが、配合後の貯蔵安定性の良いものが望ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタ−ルなどのベンゾイン系、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、イソプロピルチオキサントン、２−４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、その他特殊なものとしては、メチルフェニルグリオキシレ−トなどが使用できる。特に好ましくは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１、ベンゾフェノン等が挙げられる。これら光重合開始剤は、必要に応じて、４−ジメチルアミノ安息香酸のような安息香酸系又は、第３級アミン系などの公知慣用の光重合促進剤の１種または２種以上を任意の割合で混合して使用することができる。また、光重合開始剤のみの１種単独または２種以上の混合で使用することができる。
【００４０】
前記光重合開始剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．５〜５．０質量部であることが好ましい。
【００４１】
［架橋助剤］
本発明の太陽電池用封止膜においては、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−極性モノマー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。
【００４２】
前記架橋助剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体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、更に好ましくは０．１〜２．５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。
【００４３】
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。
【００４４】
［接着向上剤］
本発明の太陽電池用封止膜においては、必要に応じて、さらに接着向上剤を含んでいても良い。接着向上剤としては、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。前記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。なかでも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましく挙げられる。
【００４５】
前記シランカップリング剤の含有量はエチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜０．７質量部、特に０．３〜０．６５質量部であることが好ましい。
【００４６】
［その他］
本発明の太陽電池用封止膜においては、封止膜の種々の物性（機械的強度、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。
【００４７】
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−極性モノマー共重合体１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。
【００４８】
アクリロキシ基含有化合物及び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。
【００４９】
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。
【００５０】
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−極性モノマー共重合体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。
【００５１】
更に、本発明のエチレン−極性モノマー共重合体シートの組成物は、紫外線吸収剤、光安定剤および老化防止剤を含んでいてもよい。紫外線吸収剤を含むことにより、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体が劣化し、シートが黄変するのを抑制することができる。紫外線吸収剤としては、特に制限されないが、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく挙げられる。なお、上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。
【００５２】
また、光安定剤を含むことによっても、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体が劣化し、シートが黄変するのを抑制することができる。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（株）ＡＤＥＫＡ社製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７７０、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７６５、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ６２２ＬＤ、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ ９４４ＬＤ（いずれもＢＡＳＦ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−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。
【００５３】
老化防止剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド〕等のヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、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。
【００５４】
［太陽電池用封止膜］
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、上記の各材料をスーパーミキサー（高速流動混合機）、ロールミル等を用いて公知の方法で混合した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。尚、製膜時の加熱温度は、架橋剤が反応しない或いはほとんど反応しない温度とすることが好ましい。例えば、５０〜９０℃、特に４０〜８０℃とするのが好ましい。太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であればよい。
【００５５】
［太陽電池］
本発明の太陽電池の構造としては、少なくとも本発明の太陽電池用封止膜を、太陽電池用素子（単結晶又は多結晶のシリコン結晶系の太陽電池用セルや薄膜太陽電池用発電素子を含む）と裏面側保護部材との間に配置して用い、太陽電池素子を封止した構造であれば、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、太陽電池用封止膜（裏面側封止膜に本発明の太陽電池用封止膜を用いる）を介在させて架橋一体化させることにより太陽電池用素子を封止させた構造等が挙げられる。
【００５６】
前記太陽電池において、太陽電池用素子を十分に封止するには、例えば、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（本発明の太陽電池用封止膜）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。なお、上述のように、表面側封止膜１３Ａとしては、熱伝導性充填材を含有する本発明の太陽電池用封止膜は適していないため、公知の透明性の高い表面側封止膜に適した太陽電池用封止膜を使用することができる。
【００５７】
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ＥＶＡ等のエチレン−極性モノマー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。
【００５８】
また、本発明の太陽電池用封止膜は、薄膜シリコン系、薄膜アモルファスシリコン系太陽電池、セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）系太陽電池等の薄膜太陽電池の封止膜にも使用することもできる。この場合は、例えば、ガラス基板、ポリイミド基板、フッ素樹脂系透明基板等の表面側透明保護部材の表面上に化学気相蒸着法等により形成された薄膜太陽電池素子層上に、裏面側封止膜（本発明の太陽電池用封止膜）、裏面側保護部材を積層し、接着一体化させた構造、又は表面側透明保護部材、表面側封止膜、薄膜太陽電池素子、裏面側封止膜（本発明の太陽電池用封止膜）、及び裏面側保護部材をこの順で積層し、接着一体化させた構造等が挙げられる。
【００５９】
本発明の太陽電池用封止膜を裏面側封止膜として用いた本発明の太陽電池は、太陽光や太陽電池素子自体の動作に伴って高温になった太陽電池素子の熱を効率的に裏面側保護部材側へ伝えることができ、太陽電池素子が高温に維持されることを防止することで、発電効率の低下を抑制することができる。従って、本発明により、従来よりも発電効率が向上された太陽電池とすることができる。
【００６０】
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。
【００６１】
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が好ましく用いられる。また、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も好ましい。
【００６２】
なお、本発明の太陽電池は、上述した通り、裏面側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、表面側封止膜及び太陽電池用素子などの裏面側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】
【００６３】
以下、本発明を実施例により説明する。
【００６４】
［実施例１〜１０、比較例１〜９］
表１及び２に示す配合で各材料をロールミルに供給し、７０〜１００℃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、７０〜１００℃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。
【００６５】
次いで、各封止膜（大きさ：１００ｍｍｘ１００ｍｍ）を２枚の剥離ＰＥＴフィルム間に挟み、真空ラミネータにて９０℃で仮圧着した後、オーブンで１５５℃、３０分で加熱し架橋させ、サンプルを作製した。
【００６６】
［評価方法］
（１）熱伝導率
作製した各サンプルについて、常温で、熱拡散率をキセノンフラッシュ法、比熱をＤＳＣ法、密度を水中置換法で測定し、熱伝導率（熱伝導率＝比熱×熱拡散率×密度）を算出した。熱伝導性充填材を配合していない封止膜（比較例５）の熱伝導率から、０．３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を合格とした。
（２）加工性
ロールミルにおける混練のし易さを評価した。問題なく混練できる場合を○、混練し難い場合を×とした。
【００６７】
【表１】
0005893908.tif 000002
【００６８】
【表２】
0005893908.tif 000003
【００６９】
［評価結果］
各サンプルの熱伝導率及び加工性の結果を表１及び２に示す。表１及び２に示したように、ＥＶＡ１００質量部に対して熱伝導性充填材（酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛）を２０質量部、４５質量部配合した実施例１〜１０の封止膜においては、熱伝導率が０．３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、加工性も良好であった。熱伝導性充填材が少ない比較例２〜４では、熱伝導率が、熱伝導性充填材を配合していない比較例１と同様であり、熱伝導性充填材が多い比較例５〜９では、加工性が低下した。従って、本発明により、加工性が低下することなく、放熱性が向上した封止膜が得られることが示された。
【００７０】
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】
【００７１】
本発明により、従来よりも発電効率が向上された太陽電池を提供することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１１          表面側透明保護部材
１２          裏面側保護部材
１３Ａ        表面側封止膜
１３Ｂ        裏面側封止膜
１４          太陽電池用セル
【図１】
0005893908.tif 000004