(57)【要約】【課題】十分な耐熱性を担保した上で、ラミネート時における「セル割れ」を十分に抑制可能で、尚且つ、太陽電池モジュールの発電効率に悪影響を及ぼす「気泡の残存」も十分に抑制可能な両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】受光面側封止材２が、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、架橋助剤を実質的に含有しない樹脂フィルムであって、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが０．０１ｇ／１０ｍｉｎ以上１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、ゲル分率が０％であって、非受光面側封止材３が、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする樹脂フィルムであり、ゲル分率が２０％以上９０％以下である、両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュール１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面側ガラス保護基板、受光面側封止材、太陽電池素子、非受光面側封止材、非受光面側ガラス保護基板が、順次積層されてなる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールであって、
前記受光面側封止材は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、架橋助剤を実質的に含有しない、単層又は多層の樹脂フィルムであって、該樹脂フィルムは、全層におけるＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが０．０１ｇ／１０ｍｉｎ以上１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、全層のゲル分率が０％であって、
前記非受光面側封止材は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする単層又は多層の樹脂フィルムであり、該樹脂フィルムは、全層のゲル分率が２０％以上９０％以下である、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記受光面側封止材のベース樹脂が、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記受光面側封止材が多層の樹脂フィルムであって、
コア層と、該受光面側封止材の最表面に配置されるスキン層と、を有し、
前記スキン層は、前記コア層よりも前記ＭＦＲが高い樹脂層である請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記非受光面側封止材が、多層の樹脂フィルムであって、
コア層と、該非受光面側封止材の最表面に配置されるスキン層と、を有し、
前記コア層に白色顔料を含み前記スキン層には白色顔料を含まない白色の封止材である請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記受光面側封止材及び前記非受光面側封止材に、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シラン変性ポリエチレンが含有されている請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールの製造方法であって、
密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂と、組成物中に０．０２質量％以上０．５質量％未満含有する架橋剤と、を含み、架橋助剤を実質的に含有しない封止材組成物を、前記架橋剤の１分間半減期温度以上で溶融成形し、ゲル分率は０％に保持したまま成膜することにより、前記受光面側封止材を得る工程と、
密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９００ｇ／ｃｍ３以下の低密度ポリエチレンと、架橋剤と、架橋助剤と、を含有する封止材組成物を製膜してなる未架橋の封止材を、ゲル分率が２０％以上９０％以下となるように架橋処理することにより、前記非受光面側封止材を得る工程を備える、太陽電池モジュールの製造方法。
【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に関する。更に詳しくは、両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールに関する。
【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ている。一般に、太陽電池モジュールは、透明な前面保護基板と太陽電池素子と樹脂製の裏面保護基板とが、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には様々な層構成のものがあるが、モジュール内への水分の侵入を防ぐバリア性や過酷な使用条件化における長期耐久性等において特に優れた構成として、上記の前面保護基板及び裏面保護基板をいずれもガラス製の保護基板で構成した太陽電池モジュールが考案されている（特許文献１、２参照）。本明細書においては、このようにモジュール本体の両最表面に配置される保護基板をいずれもガラス製の保護基板で構成した太陽電池モジュールのことを「両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュール」と称することとする。
【０００４】
ここで、太陽電池モジュールは、「両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュール」も含むいずれの構成の場合であっても、通常、太陽電子素子と、上記の封止材等を含むモジュール構成部材を、加熱加圧を伴うラミネート処理により一体化することによって製造される。このモジュールとしての一体化のための加熱加圧処理時に封止材の流動性が不足すると、太陽電池素子やリード線等の凹凸への追従や埋まり込み性（モールディング性）に欠けることとなり、太陽電池素子破損（セル割れ）のリスクが高まる。
【０００５】
上述したラミネート処理時における封止材の流動性の不足による「セル割れ」の現象は、ラミネート処理時に封止材により高い圧力や張力がかかりやすい両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールの製造において、特に顕在化しやすい。
【０００６】
この問題への対処方法として、例えば、モジュール化のためのラミネート処理時における封止材の適度な流動性を担保するために、より流動性の高い、即ち、より低密度の樹脂を、封止材の材料樹脂として選択し、尚且つ、一体化後に求められる必要な耐熱性については、この低密度の樹脂に架橋処理を施すことにより、必要な耐熱性を担保することが広く行われている。
【０００７】
しかしながら、上記のように架橋処理によって封止材に耐熱性を付与する場合、架橋剤から発生するガス由来の微細な気泡が太陽電池モジュール内に残存してしまう場合があり、特にこれらの気泡が太陽電池素子の受光面側上に存在する場合に、太陽電池モジュールの光学特性、延いては太陽電池モジュールの発電効率に悪影響を与えてしまうことが問題となっていた。尚、このようなモジュール内における気泡の残存の問題は、ラミネート処理時に封止材により高い圧力や張力がかかりやすく、又、構造上、発生したガスの逃げ場が少ない、両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールの製造において特に顕在化しやすい問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３１８３４号公報
【特許文献２】特開２０１３−９８３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、十分な耐熱性を担保した上で、ラミネート時における「セル割れ」を十分に抑制可能で、尚且つ、太陽電池モジュールの発電効率に悪影響を及ぼす「気泡の残存」も十分に抑制可能な両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュール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、鋭意検討を行った結果、両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子の受光面側に配置される封止材を、所謂弱架橋タイプのポリエチレン系封止材とし、一方で非受光面側に配置される封止材については、十分に架橋処理がなされたポリエチレン系封止材とする構成とすることにより、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。
【００１１】
（１）  受光面側ガラス保護基板、受光面側封止材、太陽電池素子、非受光面側封止材、非受光面側ガラス保護基板が、順次積層されてなる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールであって、前記受光面側封止材は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、架橋助剤を実質的に含有しない、単層又は多層の樹脂フィルムであって、該樹脂フィルムは、全層におけるＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲが０．０１ｇ／１０ｍｉｎ以上１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、全層のゲル分率が０％であって、前記非受光面側封止材は、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする単層又は多層の樹脂フィルムであり、該樹脂フィルムは、全層のゲル分率が２０％以上９０％以下である、太陽電池モジュール。
【００１２】
（２）  前記受光面側封止材のベース樹脂が、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンである（１）に記載の太陽電池モジュール。
【００１３】
（３）  前記受光面側封止材が多層の樹脂フィルムであって、コア層と、該受光面側封止材の最表面に配置されるスキン層と、を有し、前記スキン層は、前記コア層よりも前記ＭＦＲが高い樹脂層である（１）又は（２）に記載の太陽電池モジュール。
【００１４】
（４）  前記非受光面側封止材が、多層の樹脂フィルムであって、コア層と、該非受光面側封止材の最表面に配置されるスキン層と、を有し、前記コア層に白色顔料を含み前記スキン層には白色顔料を含まない白色の封止材である（１）から（３）のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【００１５】
（５）  前記受光面側封止材及び前記非受光面側封止材に、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シラン変性ポリエチレンが含有されている（１）から（４）のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【００１６】
（６）  （１）から（５）のいずれかに記載の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールの製造方法であって、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂と、組成物中に０．０２質量％以上０．５質量％未満含有する架橋剤と、を含み、架橋助剤を実質的に含有しない封止材組成物を、前記架橋剤の１分間半減期温度以上で溶融成形し、ゲル分率は０％に保持したまま成膜することにより、前記受光面側封止材を得る工程と、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下の低密度ポリエチレンと、架橋剤と、架橋助剤と、を含有する封止材組成物を製膜してなる未架橋の封止材を、ゲル分率が２０％以上９０％以下となるように架橋処理することにより、前記非受光面側封止材を得る工程を備える、太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールにおいて、十分な耐熱性を担保した上で、ラミネート時における「セル割れ」を十分に抑制可能で、尚且つ、太陽電池モジュールの発電効率に悪影響を及ぼす「気泡の残存」も十分に抑制可能な両面ガラス保護基板型の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】
【００１８】
【図１】本発明の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールの層構成を模式的に示す図面である。
【図２】本発明の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールを構成する受光面側封止材の層構成を模式的に示す図面である。
【図３】本発明の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールを構成する非受光面側封止材の層構成を模式的に示す図面である。
【図４】本発明の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールを構成する非受光面側封止材を白色封止材とした場合の層構成を模式的に示す図面である。
【図５】本発明の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールに好ましく用いることができる封止材の２０℃〜１５０℃における損失正接（ｔａｎδ）の推移を表すグラフ図である。
【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と当該太陽電池モジュールに用いる封止材について順次説明する。
【００２０】
＜太陽電池モジュール＞
図１は、本発明の両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュール１０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１０は、入射光の受光面側から、受光面側ガラス保護基板１、受光面側封止材２、非受光面側封止材３、非受光面側ガラス保護基板４が、この順で積層され、受光面側封止材２と非受光面側封止材３の間に封止される態様で太陽電池素子５が配置されている。
【００２１】
太陽電池モジュール１０における太陽電池素子５の受光面側には、流動性に優れる低密度ポリエチレンをベース樹脂とし、成膜時に弱架橋を完了させた封止材である受光面側封止材２が配置されている。「弱架橋」とは、その詳細が、国際公開第２０１１／１５２３１４号に開示されている封止材の製造方法にかかる架橋処理技術であり、ゲル分率を０％に保持したままごく弱い架橋を進行させながら封止材組成物の成膜を行う技術である。本明細書においては、この弱架橋処理を経て成膜されている弱架橋済の封止材のことを「弱架橋系の封止材」というものとする。太陽電池モジュール１０は、受光面側に配置する受光面側封止材２を、ゲル分率が０％の弱架橋系の封止材とした点が、その層構成上の主たる特徴となっている。尚、本明細書において「ベース樹脂」とは、当該ベース樹脂を含有してなる樹脂組成物において、当該樹脂組成物の樹脂成分中で含有量比が最も大きい樹脂のことを言うものとする。
【００２２】
一方、太陽電池モジュール１０における太陽電池素子５の非受光面側には、流動性に優れる低密度ポリエチレンをベース樹脂とし、モジュール化時にゲル分率が２０％以上９０％以下となるように架橋を進行させることにより、十分に耐熱性を向上させることができる非受光面側封止材３が配置されている。本明細書においては、このように成膜後のプロセスにおいて架橋を進行させることを前提として未架橋のまま成膜されてなる封止材のことを「架橋系の封止材」というものとする。尚、非受光面側封止材３は、白色顔料をコア層に添加することにより、白色の非受光面側封止材３Ａ（図４参照）とすることもできる。
【００２３】
ここで、本明細書における「ゲル分率（％）」とは、封止材０．１ｇを樹脂メッシュに入れ、１２０℃トルエンにて２４時間抽出したのち、樹脂メッシュごと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ものである。尚、ゲル分率０％とは、上記残留不溶分が実質的に０であり、封止材組成物の架橋反応が実質的に開始していない状態であることを言う。より具体的には、「ゲル分率０％」とは、上記残留不溶分が全く存在しない場合、及び、精密天秤によって測定した上記残留不溶分の質量％が０．０５質量％未満である場合を言うものとする。尚、上記残留不溶分には、樹脂成分以外の顔料成分等は含まないものとする。これらの樹脂成分以外の混在物が、上記試験により残留不溶分に混在している場合には、例えば、予めこれらの混在物の樹脂成分中における含有量を別途測定しておくことで、これらの混在物を除く樹脂成分由来の残留不溶分について本来得られるべきゲル分率を算出することができる。尚、多層フィルムである封止材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、当該多層の封止材のゲル分率とした。
【００２４】
太陽電池モジュール１０において、非受光面側封止材を白色の非受光面側封止材３Ａとする場合、受光面側からの入射光のうち、太陽電池素子５に入射せずに非受光面側に達した太陽光も白色の非受光面側封止材３Ａの表面で反射して、再度、太陽電池素子５の受光面側へと導かれることとなる。これにより、太陽電池モジュール１０の発電効率を更に向上させることができる。尚、これらの各封止材の詳細については別途後述する。
【００２５】
受光面側ガラス保護基板１、非受光面側ガラス保護基板４は、太陽電池モジュールを構成する透光性を有する基板材料として用いられてきた従来公知の各種のガラス板材を特に制限なく用いることができる。
【００２６】
太陽電池素子５についても特に制限はない。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結晶シリコン太陽電池の他、アモルファスシリコンや微結晶シリコン、或いはカルコパイライト系の化合物等を用いてなる薄膜系太陽電池（ＣＩＧＳ）等も好ましく用いることができる。
【００２７】
［太陽電池モジュールの製造方法］
太陽電池モジュール１０は、受光面側ガラス保護基板１、受光面側封止材２、非受光面側封止材３、非受光面側ガラス保護基板４、及び太陽電池素子５等の各構成部材を、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、上記の各構成部材を一体成形体として加熱圧着成形することにより製造することができる。
【００２８】
尚、受光面側封止材２は、成膜時に弱架橋処理を終えており、成膜後には架橋剤が実質的に残存していないものである。よって、太陽電池モジュールの製造過程における別途の架橋処理は不要である。
【００２９】
又、非受光面側封止材３は、適量の架橋剤を含有する非受光面側封止材用の封止材組成物を未架橋のまま成膜して、これを、一般的な架橋処理により、ゲル分率が２０％以上９０％以下となるように十分に架橋する工程を、上記の太陽電池モジュールの製造工程内で行う。この架橋処理は、このモジュール化時に行うラミネーション中の加熱圧着時に架橋反応を進行させることにより行うことができる。又、この架橋処理は、ラミネーション条件に応じて必要な場合には、モジュール化後において、ラミネーションとは独立したプロセスとして別途行ってもよい。
【００３０】
＜受光面側封止材＞
受光面側封止材２としては、上述の通り、「弱架橋系の封止材」を用いる。この弱架橋系の封止材は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、ごく微量の架橋剤を含む受光面側封止材用の封止材組成物を、従来公知の方法で成膜加工する過程で、成膜中に上記の弱架橋処理を施すことにより得られるものである。又、この封止材は、この成膜により、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。尚、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。
【００３１】
受光面側封止材用の封止材組成物中の全樹脂成分に対する上記のベース樹脂の含有量は５０質量％以上９９質量％以下であり、好ましくは９０質量％以上９９質量％以下である。上記範囲内でこのベース樹脂を含むものである限りにおいて、組成物中に本発明の効果を阻害しない範囲で他の樹脂を含んでいてもよい。尚、受光面側封止材用の封止材組成物の詳細については後述する。
【００３２】
受光面側封止材２を構成する弱架橋系の封止材は、上記の通り、単層フィルムであってもよいが、図２示す通り、コア層２１と、コア層の両面に配置されるスキン層２２によって構成される多層フィルムであってもよい。この場合、後述する受光面側封止材用の封止材組成物の組成範囲内であって、組成や成分比の異なるものを各層毎に用いることができる。尚、本明細書における多層フィルムとは、少なくともいずれかの最外層、好ましくは両最外層に成形されるスキン層と、スキン層以外の層であるコア層とを有する構造からなるフィルム又はシートのことを言う。
【００３３】
例えば、受光面側封止材２が３層以上の層からなる多層フィルムである場合においては、スキン層２２の厚さは、３０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましく、且つ、コア層２１とスキン層２２の厚さの比は、スキン層：コア層：スキン層＝１：３：１〜１：８：１の範囲であることが好ましい。このような層厚比とすることにより、封止材としての好ましい耐熱性を保持しつつ、スキン層２２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。
【００３４】
受光面側封止材２の成膜は、通常の熱可塑性樹脂において通常用いられる成形法、即ち、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。封止材組成物中の架橋剤の添加量が通常の架橋処理を行う場合よりも少量であるため、ＭＦＲの低下の程度はごく小さく成膜の進行に支障をきたすことなく溶融成形中に弱架橋を進行させることができる。
【００３５】
ここで、受光面側封止材２の成膜中に弱架橋反応を促進させるために、成膜温度は材料樹脂として用いる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℃以上２５０℃以下の範囲の温度とすることが好ましく、より好ましくは１９０℃以上２３０℃以下の範囲である。このように、受光面側封止材２の成膜を架橋剤の１分間半減期温度以上で行うことにより、成膜後の封止材中の残留架橋剤をなくし、太陽電池素子５の受光面側に架橋剤由来の気泡が残存することを防ぐことができる。
【００３６】
弱架橋処理された受光面側封止材２は、その物性面からは、（ｉ）低密度を維持しつつ、（ｉｉ）耐熱性が向上しているが充分な製膜性を有する、という特徴がある。
【００３７】
弱架橋処理された受光面側封止材２は、上記（ｉ）の密度については、主たる原料である低密度のポリエチレン系樹脂の密度とほぼ同等の凡そ０．９００ｇ／ｃｍ３以下で増加せず、溶融成形前後の前記樹脂組成物の密度差が０．０５ｇ／ｃｍ３以内である。このため、透明性は維持したままである。
【００３８】
一方、弱架橋処理された受光面側封止材２は、（ｉｉ）の耐熱性については、ＭＦＲが０．０１ｇ／１０ｍｉｎ以上１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、又、溶融成形前後の前記樹脂組成物のＭＦＲ差については、好ましくは、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１０．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である。このように、受光面側封止材２は、成膜可能なＭＦＲの範囲内でありながら耐熱性が向上している。
【００３９】
通常、樹脂のＭＦＲと密度とは正の相関があるところ、弱架橋処理によれば、密度を変えずに、成膜可能なＭＦＲの範囲内でＭＦＲを若干減少させることが可能である。
【００４０】
ここで、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のＭＦＲ値とした。
【００４１】
又、弱架橋処理された受光面側封止材２は、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、弱架橋後の封止材／弱架橋前の封止材組成物（未架橋の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。このことからも、巨大分子化しているが密な架橋構造は形成しておらず、弱架橋が形成されていることが理解できる。尚、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。尚、多層フィルムである封止材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、当該多層の封止材の重量平均分子量とした。
【００４２】
そして、以上説明した通りの弱架橋処理を施された受光面側封止材２は、太陽電池モジュールとしての一体化後において実用上十分な耐熱性を太陽電池モジュールに備えさせることができるものでありながら、架橋系の封止材とは異なり、太陽電池モジュールとしての一体化のためのラミネート処理時や一体化後において架橋剤由来のガスが発生しない。よって、このような封止材を受光面側に配置することにより、太陽電池モジュールの発電効率に悪影響を及ぼす、上述した受光面側における「気泡の残存」を十分に抑制することができる。
【００４３】
受光面側封止材２を弱架橋系の多層フィルムとする場合には、各層ごとのＭＦＲが異なる封止材とすることがより好ましい。弱架橋系の樹脂フィルムからなる受光面側封止材２は、単層フィルム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とした受光面側封止材２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、封止材として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。
【００４４】
例えば、受光面側封止材２を３層以上の層からなる弱架橋系の多層フィルムとする場合、その最外層の厚さは、３０μｍ以上２００μｍ以下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。
【００４５】
［受光面側封止材用の封止材組成物］
受光面側封止材２を構成する弱架橋系の封止材の製造に用いる封止材組成物（受光面側封止材用の封止材組成物）は、ベース樹脂とするポリエチレン系樹脂と、架橋剤と、を必須成分として含有する。受光面側封止材２は、この受光面側封止材用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。受光面側封止材２が多層フィルムである場合は、以下に詳細を説明する本願特有の組成範囲にある限りにおいて、各層毎に組成や成分比の異なる組成物を用いることができる。
【００４６】
受光面側封止材用の封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレン系樹脂としては、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）を用いることができる。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、その密度が０．９００ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは０．８７０ｇ／ｃｍ３以上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、受光面側封止材２に良好な透明性と耐熱性を付与することができる。
【００４７】
尚、受光面側封止材用の封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレン系樹脂としては、メタロセン系直鎖低密度ポリエチレンを用いることが特に好ましい。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。又、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、このメタロセン系直鎖低密度ポリエチレンをベース樹脂としてなる封止材組成物を用いることにより、受光面側封止材２の透明性を更に向上させて、入射光の減衰による発電効率の低下を防ぐことができる。
【００４８】
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、受光面側封止材２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、受光面側封止材２と他の構成部材との密着性が高まり、太陽電池モジュール内への水分の浸入を防ぐ水蒸気バリア性を更に高めることができる。
【００４９】
受光面側封止材用の封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレン系樹脂のＭＦＲは、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ、において１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましく、２ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ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、製膜時の加工適性を良好に保つことができる。
【００５０】
ここで、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。
【００５１】
なかでも、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（以下、「シラン共重合体」とも言う）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他の部材と封止材とのより高い密着性を得ることができる。
【００５２】
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ガラス等の透明前面基板との密着性が更に高まり、水分の浸入を抑えることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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質量％以上１５質量％以下、好ましくは、０．０１質量％以上５質量％以下、特に好ましくは、０．０５質量％以上２質量％以下が望ましい。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。
【００５６】
一般的な架橋処理を行う場合とは異なり、製膜時に弱架橋を行う受光面側封止材用の封止材組成物においては、架橋剤の含有量が、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する。架橋剤の含有量は、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ベース樹脂として用いるポリエチレン系樹脂の弱架橋が十分に進行せず耐熱性が不足する。又、この範囲を超えると、成膜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。
【００５７】
受光面側封止材用の封止材組成物に用いる架橋剤は、特に限定されず公知の架橋剤を用いることができる。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。
【００５８】
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、又、架橋剤の１分間半減期温度が１６０から１９０℃であり成膜時点で消費され成膜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℃未満であると成膜中に架橋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。
【００５９】
一般的な架橋処理を行う場合とは異なり、製膜時に弱架橋を行う受光面側封止材用の封止材組成物においては架橋助剤を使用しない。即ち、受光面側封止材用の封止材組成物及び受光面側封止材２は、「架橋助剤を実質的に含有しない」。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、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）等のポリアリル化合物を具体例として挙げることができる。尚、本発明における「架橋助剤を実質的に含有しない」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。
【００６０】
受光面側封止材用の封止材組成物には、ポリマーに対して有害なラジカル種を補足し、新たなラジカルを発生しないようにするため耐光安定剤が添加されることが好ましい。受光面側封止材用の封止材組成物に添加する耐光安定剤としては、高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤を特に好ましく用いることができる。
【００６１】
一般的に、ヒンダードアミン系光安定化剤には、低分子量のものから高分子量のものまで多くの種類の化合物が知られている。太陽電池モジュール用の封止材組成物への使用に際しては、低分子量のもの、即ち、分子量が１２００未満のものを用いるとブリードアウトが発生する場合が多く、この場合には、光線透過率が小さくなり透明性が低下してしまう。封止材の透明性の低下は太陽電池モジュールの発電効率の低下につながるため、封止材組成物に用いる耐光安定化剤としては、分子量が１２００以上の高分子量のものを用いることが好ましい。好ましく用いることができる高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤の一例として、ブタン二酸１−［２−（４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジノ）エチル］を挙げることができる。
【００６２】
受光面側封止材用の封止材組成物へのヒンダードアミン系耐光安定剤添加量については、封止材組成物中の全樹脂成分に対して、０．００５質量％以上０．２質量％未満であればよく、０．０３質量％以上０．２０質量％以下であることが好ましい。上記含有量を、０．００５質量％以上とすることにより、耐光安定化の効果が十分に得られる。又、上記含有量を、０．２質量％未満とすることによって、ブリードアウトを抑制することができ、又、ヒンダードアミン系耐光安定剤の過剰な添加による樹脂の変色を抑えることもできる。
【００６３】
受光面側封止材用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、紫外線吸収剤、熱安定剤、密着性向上剤、核剤、分散剤、レベリング剤、可塑剤、消泡剤、難燃剤、及びその他の各種フィラーを適宜添加することができる。これらの添加剤の含有量比は、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質量％以上６０質量％以下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、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。
【００６４】
又、受光面側封止材層用の封止材組成物には、適宜、密着性向上剤を添加することができる。密着性向上剤の添加により、他基材との密着耐久性をより高いものとすることができる。密着性向上剤としては、公知のシランカップリング剤を用いることができるが、エポキシ基を有するシランカップリング剤又は、メルカプト基を有するシランカップリングを、特に好ましく用いることができる。
【００６５】
＜非受光面側封止材＞
非受光面側封止材３としては、上述の通り、「架橋系の封止材」を用いる。この架橋系の封止材は、密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂がベース樹脂とし、適量の架橋剤を含む非受光面側封止材用の封止材組成物を、従来公知の方法で実質的に未架橋の状態で成膜したものである。そして、この非受光面側封止材３は、太陽電池モジュールとしての一体化のためのラミネーション加工時等、成膜後のプロセスにおいて、架橋が進行し、太陽電池モジュールとしての一体化後においては、ゲル分率が２０％以上９０％以下の架橋済の樹脂フィルムとなる。又、この封止材は、この成膜により、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。尚、非受光面側封止材用の封止材組成物の詳細については後述する。
【００６６】
非受光面側封止材３を構成する架橋系の封止材は、上記の通り、単層フィルムであってもよいが、図３示す通り、コア層３１と、コア層の両面に配置されるスキン層３２によって構成される多層フィルムであってもよい。この場合、後述する非受光面側封止材用の封止材組成物の組成範囲内であって、組成や成分比の異なるものを各層毎に用いることができる。又、非受光面側封止材３の成膜は、受光面側封止材２同様、公知の各種成形法により行うことができる。
【００６７】
例えば、非受光面側封止材３が３層以上の層からなる多層フィルムである場合においては、スキン層３２の厚さは、３０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、且つ、コア層３１とスキン層３２の厚さの比は、スキン層：コア層：スキン層＝１：３：１〜１：８：１の範囲であることが好ましい。このような層厚比とすることにより、非受光面側封止材としての好ましい耐熱性を保持しつつ、スキン層３２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。
【００６８】
［非受光面側封止材用の封止材組成物］
非受光面側封止材用の封止材組成物は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９００ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする。上記のような低密度のポリエチレン樹脂をベース樹脂とすることにより、非受光面側封止材３と受光面側ガラス保護基板１との密着性が高まり、又、ラミネート処理における各部材の圧着時におけるセル割れのリスクを低減させることができる。非受光面側封止材用の封止材組成物中の全樹脂成分に対する上記のベース樹脂の含有量は５０質量％以上９９質量％以下であり、好ましくは９０質量％以上９９質量％以下である。上記範囲内でこのベース樹脂を含むものである限りにおいて、組成物中に本発明の効果を阻害しない範囲で他の樹脂を含んでいてもよい。
【００６９】
非受光面側封止材用の封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレン系樹脂は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であり、好ましくは直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）である。又、この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ることがより好ましい。又、このベース樹脂は、メタロセン系直鎖低密度ポリエチレンを用いることが更に好ましい。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、金属等との密着性が高まる。
【００７０】
上記のポリエチレン系樹脂のＭＦＲは、ＪＩＳ−Ｋ６９２２−２により測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるＭＦＲは、０．５ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましく、２．５ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることがより好ましい。ＭＦＲが上記の範囲であることにより、ガラス、金属等からなる太陽電池モジュールの他の部材との密着性に優れた封止材とすることができる。
【００７１】
非受光面側封止材用の封止材組成物に必須の成分として用いる架橋剤の種類については特に限定はなく、上述した受光面側封止材用の封止材組成物同様の架橋剤を適宜用いることができる。
【００７２】
非受光面側封止材用の封止材組成物における架橋剤の含有量は、封止材組成物中の全樹脂成分に対して０．２質量％以上２．０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５質量％以上１．５質量％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、モールディング特性に優れる上記の低密度のポリエチレン系樹脂にもモジュール化後における十分な耐久性を付与することができる。
【００７３】
非受光面側封止材用の封止材組成物は、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、より好ましくは多官能モノマーの官能基がアリル基、（メタ）アクリレート基、ビニル基である架橋助剤を含有するものであることが好ましい。これによって適度な架橋反応を促進させて非受光面側封止材３と非受光面側ガラス保護基板４との密着性を向上させる。又、非受光面側封止材３の低温柔軟性をより優れたものとするという効果も享受することができる。
【００７４】
非受光面側封止材用の封止材組成物に用いることができる架橋助剤としては、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。これらは単独でもよく、２種以上を組合せてもよい。又、上記架橋助剤の中でも、封止材のガラス密着性向上にも顕著に寄与し、直鎖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を好ましく使用することができる。
【００７５】
非受光面側封止材用の封止材組成物における架橋助剤の含有量は、封止材組成物中の全樹脂成分に対して、０．０１質量％以上３質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５質量％以上２．０質量％以下である。この範囲内であれば適度な架橋反応を促進させて非受光面側ガラス保護基板４と非受光面側封止材３との密着性を向上させることができる。
【００７６】
又、非受光面側封止材層用の封止材組成物には、受光面側封止材用の組成物と同様に、本発明の効果を阻害しない範囲において、更にその他の成分を適宜含有させることができる。
【００７７】
太陽電池モジュール１０においては、非受光面側封止材３を白色の非受光面側封止材３Ａとすることもできる。図４に示すように、白色の非受光面側封止材３Ａは、白色のコア層３１Ａと、少なくともいずれかの最表面に配置されるスキン層３２Ａと、を含む複数の層によって構成される多層フィルムであって、白色のコア層３１Ａのみに着色材料が含まれている点において、非受光面側封止材３とは異なる。
【００７８】
多層フィルムである白色の非受光面側封止材３Ａは、非受光面側封止材３と同様の樹脂組成からなる封止材組成物に更に白色顔料を添加してなる組成物をコア層用の組成物とし、その他については、上述の非受光面側封止材３と同様の材料、製法により、架橋系の封止材として製造することができる。
【００７９】
白色の非受光面側封止材３Ａは、白色のコア層３１Ａにおいて太陽光を反射させることにより、太陽電池モジュール１０の発電効率の向上に寄与することができる。又、白色のコア層３１Ａに含まれる顔料が紫外線を吸収する作用も発揮しうるものであることにより、裏面側が透明なガラス基板からなる太陽電池モジュール１０において、裏面側からの紫外線を遮断して各封止材の紫外線劣化を防ぐこともできる。
【００８０】
白色のコア層３１Ａに用いる着色材料としては、無機化合物からなる無機系の白色顔料を用いることができる。無機系の白色顔料としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛及び酸化チタン等を好ましく用いることができる。それらの中でも汎用性の観点から酸化チタンを特に好ましく用いることができる。
【００８１】
上記白色顔料は、粒径が０．２μｍ以上１．５μｍ以下であることが好ましい。白色顔料の粒径が上記範囲にあれば、それからなる白色層は可視光線の領域に加えて近赤外線をも効率よく反射するため、太陽電池モジュールの発電効率向上に更に大きく寄与することができる粒径が０．３μｍ以上１．５μｍ以下の白色顔料の代表例は酸化チタンであり、太陽光線の反射性能を高めるためにも、白色顔料として、酸化チタンを用いることが好ましい。この無機系の白色顔料は、白色のコア層３１Ａにのみ含有されていて、白色のコア層３１Ａにおける含有量が５質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。又、白色の非受光面側封止材３Ａは、白色のコア層３１Ａのみに白色顔料が含有される構成とすることにより、スキン層３２Ａの密着性が、白色顔料の影響によって低下することを抑止できる。
【００８２】
＜受光面側ガラス保護基板、非受光面側ガラス保護基板＞
受光面側ガラス保護基板１及び非受光面側ガラス保護基板４については、従来、太陽電池モジュールを構成する透光性を有する基板材料として用いられてきた各種のガラス板材を特に制限なく用いることができる。
【００８３】
以上、実施形態を示して本発明を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において、適宜変更を加えて実施することができる。
【実施例】
【００８４】
＜封止材の製造＞
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００８５】
［弱架橋系の封止材（封止材Ａ）の製造］
以下において説明する封止材組成物原料を下記配合比で混合し、それぞれ実施例、比較例の封止材のコア層用の封止材組成物及びスキン層用の封止材組成物とした。それぞれの封止材組成物をφ３０ｍｍ押出し機、２００ｍｍ幅のＴダイ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１．１ｍ／ｍｉｎでコア層用及びスキン層用とするための各樹脂フィルムを作製し、これらの各樹脂フィルムを積層して、コア層と両最表面に配置されるスキン層とを備える弱架橋系の封止材を製造した。これを実施例及び比較例の太陽電池モジュールにおいて主として受光面側封止材として用いる封止材Ａとした。この封止材の厚さは、いずれも、総厚さ４５０μｍとし、各層の厚さの比については、スキン層：コア層：スキン層の厚さ比が、１：８：１となるようにした。この多層シートのコア層の密度は、０．８８０ｇ／ｃｍ３、スキン層の密度は、０．８８０ｇ／ｃｍ３である。
【００８６】
この弱架橋系の封止材組成物原料としては、以下の原料を使用した。
（コア層用の封止材組成物用のベース樹脂）
密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、融点６０℃、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０ｍｉｎ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０．０４１質量部を含浸させコンパウンドペレットを得た。９７質量部添加。
（スキン層用の封止材組成物用のベース樹脂）
密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、融点６０℃、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０ｍｉｎ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０．０３２質量部を含浸させコンパウンドペレットを得た。８０質量部添加。
（その他の添加剤）
耐候剤マスターバッチ：密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、融点６０℃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、ベンゾフェノール系紫外線吸収剤３．８質量部とヒンダードアミン系光安定化剤５質量部と、リン系熱安定化剤０．５質量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチを得た。この耐候剤マスターバッジは、コア層用及びスキン層用の組成物に５質量部ずつ添加した。
密度０．８８１ｇ／ｃｍ３であり、１９０℃でのＭＦＲが２ｇ／１０ｍｉｎ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、融点６０℃、１９０℃でのＭＦＲが１．８ｇ／１０ｍｉｎであるシラン変性透明樹脂を得た。このシラン変性ポリエチレン系樹脂は、コア層用の組成物に３質量部、スキン層用の組成物に１５質量部添加した。
【００８７】
［架橋系の封止材（封止材Ｂ）の製造］
下記組成の非受光面側封止材用の封止材組成物を混合して溶融し、常法Ｔダイ法により厚さ４５０μｍとなるように成膜して実施例及び比較例の太陽電池モジュールにおいて主として非受光面側封止材として用いる単層の封止材Ｂを得た。成膜温度は９０℃〜１００℃とした。
ベース樹脂（ＬＬＤＰＥ）：エチレンと１−ヘキセンとの共重合体であり、密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、融点５０℃、１９０℃でのＭＦＲが８ｇ／１０ｍｉｎ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７７０００。
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）。ベース樹脂１００質量部に対して、０．７質量部添加。
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）。ベース樹脂１００質量部に対して、０．５質量部添加。
ＵＶ吸収剤：ケミプロ化成株式会社製、商品名ＫＥＭＩＳＯＲＢ１０２。ベース樹脂１００質量部に対して、０．２５質量部添加。
耐候安定剤：チバ・ジャパン株式会社製、商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０。ベース樹脂１００質量部に対して、０．２質量部添加。
酸化防止剤：チバ・ジャパン株式会社製、商品名Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６。ベース樹脂１００質量部に対して、０．０５質量部添加。
シランカップリング剤：信越化学工業株式会社製、商品名ＫＢＭ５０３。ベース樹脂１００質量部に対して、０．０５質量部添加。
【００８８】
［熱可塑系の封止材（封止材Ｃ１：高融点タイプ）の製造］
以下において説明する封止材組成物原料を下記割合（質量部）で混合し、それぞれ実施例、比較例の封止材のコア層用の封止材組成物及びスキン層用の封止材組成物とした。それぞれの封止材組成物をφ３０ｍｍ押出し機、２００ｍｍ幅のＴダイ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１．１ｍ／ｍｉｎでコア層用及びスキン層用とするための各樹脂フィルムを作製し、これらの各樹脂フィルムを積層して、コア層と両最表面に配置されるスキン層とを備える熱可塑系の封止材Ｃ１（高融点タイプ）を製造した。これを実施例及び比較例の太陽電池モジュールにおいて用いる封止材Ｃ１とした。この封止材の厚さは、いずれも、総厚さ４５０μｍとし、各層の厚さの比については、スキン層：コア層：スキン層の厚さ比が、１：８：１となるようにした。この多層シートのコア層の密度は、０．９２０ｇ／ｃｍ３、スキン層の密度は、０．８９０ｇ／ｃｍ３である。
【００８９】
この熱可塑系の封止材組成物原料としては、以下の原料を使用した。
（コア層用の封止材組成物用のベース樹脂）
密度０．９１９ｇ／ｃｍ３、融点１０５℃、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０ｍｉｎであるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）。７７質量部添加。
密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、融点６０℃、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０ｍｉｎであるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）。２０質量部添加。
（スキン層用の封止材組成物用のベース樹脂）
密度０．８９８ｇ／ｃｍ３、融点９０℃、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０ｍｉｎであるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）。８５質量部添加。
（その他の添加剤）
耐候剤マスターバッチ：ベース樹脂（密度０．９１９ｇ／ｃｍ３、融点１０５℃、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０ｍｉｎの低密度ポリエチレン系樹脂）１００質量部に対して、ヒンダードアミン系光安定化剤（「ＫＥＭＩＳＴＡＢ６２」（ケミプロ社製））：０．６質量部。ＵＶ吸収剤（「ＫＥＭＩＳＯＲＢ１２」（ケミプロ社製））：３．５質量部。ＵＶ吸収剤（「ＫＥＭＩＳＯＲＢ７９」（ケミプロ社製））：０．６質量部。耐候剤マスターバッジは、コア層用及びスキン層用の組成物に１０質量部ずつ添加した。
シラン変性ポリエチレン系樹脂：密度０．９００ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲが２．０ｇ／１０ｍｉｎであるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂１００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０．１５質量部とを混合し、２００℃で溶融、混練して得たシラン変性ポリエチレン系樹脂。密度０．９０１ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ１．０ｇ／１０ｍｉｎ。融点９０℃。このシラン変性ポリエチレン系樹脂は、コア層用の組成物に３質量部、スキン層用の組成物に１５質量部添加した。
【００９０】
［熱可塑系の封止材（封止材Ｃ２：低融点タイプ）の製造］
スキン層及びコア層用の封止材組成物に架橋剤として用いた「ジメチル‐２，５‐ジ（ｔ‐ブチルパーオキシ）ヘキサン」を添加しなかったことの他は、上記の弱架橋系の封止材（封止材Ａ）と、全て同一の封止材組成物原料を用い、同一の成膜条件で、同一の総厚さと厚さ比からなる封止材を製造し、これを熱可塑系の封止材Ｃ２（低融点タイプ）とした。
【００９１】
［ゲル分率の測定］
太陽電池モジュールとして一体化された状態での各封止材の物性を評価するために、上記各封止材をＥＴＦＥフィルムで挟み込んで、真空加熱ラミネーションにより架橋処理を行ったものについて、上述の測定方法により、ゲル分率を測定した。その結果、弱架橋系の封止材Ａと熱可塑系の封止材Ｃ１及びＣ２については、いずれも、上記加熱処理後のゲル分率は０％であった。又、架橋系の封止材Ｂについては、同ゲル分率が６０％であった。尚、真空加熱ラミネート条件は、下記の「太陽電池モジュール評価用サンプルの製造」における条件と同一条件とした。
【００９２】
［ＭＦＲの測定］
太陽電池モジュールとして一体化された状態での各封止材の物性を評価するために、上記各封止材をＥＴＦＥフィルムで挟み込んで、真空加熱ラミネーションにより架橋処理を行ったものについて、上述の測定方法により、ＭＦＲを測定した。その結果、弱架橋系の封止材Ａの上記加熱処理後のＭＦＲは、０．１ｇ／１０ｍｉｎ、架橋系の封止材Ｂの同ＭＦＲは、０ｇ／１０ｍｉｎであった。尚、真空加熱ラミネート条件は、下記の「太陽電池モジュール評価用サンプルの製造」における条件と同一条件とした。
【００９３】
＜封止材の耐熱性評価１＞
［損失正接（ｔａｎδ）の測定］
実施例、比較例の各封止材の耐熱性を検証するために、各封止材の損失正接（ｔａｎδ）を、以下の測定方法により、２０℃〜１５０℃の範囲で測定した。上記温度範囲における各封止材のｔａｎδの推移を図５のグラフに示す。同図において、融点の低い熱可塑系の封止材Ｃ２は温度１００℃程度でｔａｎδが１を超えており、この低融点の熱可塑系の封止材は、太陽電池モジュールの使用条件に対して十分な耐熱性を有しておらず、弱架橋系の封止材Ａを含むその他の封止材については必要な耐熱性が担保されていることが示されている。
（測定方法）  実施例、比較例の各封止材を５×２０ｍｍに切り出したものを試料とし、ＵＢＭ社製レオゲル・Ｅ−４０００で測定を実施。引っ張りモードにて下記条件のもと測定した。初期荷重１００ｇ、連続加振モード、波形：正弦波、周波数１０ｈｚ、昇温速度３℃／ｍｉｎ
【００９４】
＜封止材の耐熱性評価２＞
［耐熱クリープ試験］
実施例、比較例の各封止材の耐熱性を測定するために耐熱クリープ試験を行った。ガラス板（白板フロート半強化ガラス  ＪＰＴ３．２  １５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３．２ｍｍ）に、５ｃｍ×７．５ｃｍに切り出したＡ、Ｂ、Ｃ１、Ｃ２の各封止材を１枚重ね置き、その上から５ｃｍ×７．５ｃｍの評価例１と同じガラス板を重ね置き、後述の＜太陽電池モジュール評価用サンプルの製造＞と同条件で真空加熱ラミネータ処理を行い、耐熱性評価用サンプルを作成した。この後、大判ガラスを垂直に置き、１０５℃で１２時間放置し、放置後の５ｃｍ×７．５ｃｍのガラス板の移動距離（ｍｍ）を測定し、評価した。評価は以下の基準で行った。
（評価基準）  ○：０．００ｍｍ超え０．４ｍｍ未満
△：０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ未満
×：１．０ｍｍ以上
評価結果を「耐熱性」として表１に記す。
【００９５】
【表１】
2018110160.tif 000003
【００９６】
＜太陽電池モジュール評価用サンプルの製造＞
上記の各封止材Ａ、Ｂ、Ｃ１、Ｃ２をそれぞれ、受光面側透明封止材、或いは、非受光面側封止材として使い分け、各実施例、比較例の太陽電池モジュール評価用サンプルを下記表１に示す構成により製造した。
【００９７】
太陽電池モジュール評価用サンプルは、受光面側ガラス保護基板（白板フロート強化ガラス、１７００ｍｍ×１０００ｍｍ×２．５ｍｍ）、受光面側透明封止材（１７００ｍｍ×１０００ｍｍ×０．４５ｍｍ）、太陽電池素子、非受光面側封止材（１７００ｍｍ×１０００ｍｍ×０．４５ｍｍ）、非受光面側白色封止材（１７００ｍｍ×１０００ｍｍ×０．４５ｍｍ）、及び非受光面側ガラス保護基板（白板フロート強化ガラス、１７００ｍｍ×１０００ｍｍ×２．５ｍｍ）からなる部材を順次積層してから真空加熱ラミネーションにより、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造し、これを実施例及び比較例の太陽電池モジュール評価用サンプルとした。太陽電池素子については、下記の太陽電池素子を用意し、一つの太陽電池モジュール評価用サンプルについて同種類の太陽電池素子各６０枚を接続部材にて電気的に直列接続した。
（真空加熱ラミネート条件）  （ａ）真空引き：６．０分
（ｂ）加圧（０ｋＰａ〜７０ｋＰａ）：１．５分
（ｃ）圧力保持（７０ｋＰａ）：１１．０分
（ｄ）温度１６５℃
（太陽電池素子）
多結晶シリコン基板を用いて作製する結晶シリコン太陽電池素子。（Ｍｏｔｅｃｈ、ＩＭ１５６Ｂ３）
【００９８】
＜太陽電池モジュールの受光面側における光学特性評価１＞
［気泡発生］
上記の各太陽電池モジュール評価用サンプルについて、目視観察により、下記の評価基準により、太陽電池素子の受光面側封止材における気泡の発生量を評価した。評価結果を表２に「気泡発生」として示す。
（評価基準）  ○：受光面側封止材に気泡が発生しない。
×：受光面側封止材に２ｍｍφ以上の気泡が１個以上発生する。
【００９９】
＜太陽電池モジュールの受光面側における光学特性評価２＞
［受光面側封止材の透明性］
上記の各太陽電池モジュール評価用サンプルについて、太陽電池モジュールの発電効率に関与する受光面側封止材の透明性を評価するために、ヘーズ値（ＪＩＳ  Ｋ７１３６）を測定した。測定は、各封止材の上下に白板ガラスを積層した状態で、ＪＩＳＫ７１３６に沿って、株式会社村上色彩研究所  ヘーズ・透過率系ＨＭ１５０にて測定した。評価結果を表２に「透明性」として示す。
（評価基準）  ○：１０．０％未満
×：１０．０％以上
【０１００】
＜ラミネート加工時の太陽電池素子保護性能評価１＞
［セル割れ抑制］
上記の各太陽電池モジュール評価用サンプルについて、ＥＬ発光試験機で測定し、ラミネート加工時の太陽電池素子のセル割れ抑制効果を評価した。評価結果を表２に「セル割れ」として示す。
（評価基準）  ○：全ての太陽電池素子の全面に割れが無い
×：割れがあり発光が確認できない場所がある
【０１０１】
＜ラミネート加工時の太陽電池素子保護性能評価２＞
［セルずれ抑制］
上記の各太陽電池モジュール評価用サンプルについて、目視観察により、下記の評価基準により、セルずれ抑制効果を評価した。評価結果を表２に「セルずれ」として示す。
（評価基準）  ○：真空加熱ラミネート前後で接続したセルの間隔が変わっていない。
×：真空加熱ラミネート前後で接続したセルの間隔が変わっている。
【０１０２】
＜太陽電池モジュールの耐熱性評価２＞
［耐熱クリープ試験］
太陽電池モジュールとしての耐熱性を測定するために耐熱クリープ試験を行った。ガラス板（白板フロート半強化ガラス  ＪＰＴ３．２  １５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３．２ｍｍ）上に、５ｃｍ×７．５ｃｍに切り出したＡ、Ｂ、Ｃ１、Ｃ２の各封止材を、表２に記載の組合せで、受光面側封止材、非受光面側封止材の順で、２枚重ね置き、その上から５ｃｍ×７．５ｃｍの評価例１と同じガラス板を重ね置き、上記の＜太陽電池モジュール評価用サンプルの製造＞と同条件で真空加熱ラミネータ処理を行い、モジュール耐熱性評価用サンプルを作成した。この後、大判ガラスを垂直に置き、１０５℃で１２時間放置し、放置後の５ｃｍ×７．５ｃｍのガラス板の移動距離（ｍｍ）を測定し、評価した。評価は以下の基準で行った。
（評価基準）  ○：１．０ｍｍ未満
×：１．０ｍｍ以上
評価結果を「モジュール耐熱性」として表２に記す。
【０１０３】
【表２】
2018110160.tif 000004
【０１０４】
表１及び表２より、本発明の太陽電池モジュールは、耐久性やバリア性に優れる両面ガラス保護基板型の太陽電池モジュールであって、十分な耐熱性が担保されている上で、更に、ラミネート時における太陽電池素子の保護性能、及び、太陽電池モジュールの発電効率の向上につながる受光面側における光学特性のいずれについても、極めて優れたものであることが分かる。尚、表１と表２との対比より、弱架橋系の封止材シートが単体では耐熱性が必ずしも十分ではないにも関わらず、架橋系の封止材シートと適切に組合せて且つそれぞれの封止材シートの配置も特定して太陽電池モジュールを構成することにより、太陽電池モジュール全体としては、耐熱性及び、その他の各要求物性を極めてバランスよく有するものとすることができることが分かる。
【符号の説明】
【０１０５】
１      受光面側ガラス保護基板
２      受光面側封止材
２１    コア層
２２    スキン層
３      非受光面側封止材
３１    コア層
３２    スキン層
３Ａ    白色の非受光面側封止材
３１Ａ  白色のコア層
３２Ａ  スキン層
４      非受光面側ガラス保護基板
５      太陽電池素子
１０    太陽電池モジュール
【図１】
2018110160.tif 000005
【図２】
2018110160.tif 000006
【図３】
2018110160.tif 000007
【図４】
2018110160.tif 000008
【図５】
2018110160.tif 000009