(57)【要約】【課題】ＵＶ領域の光線を長期間カットできる太陽電池モジュール用封止材シート用の封止材組成物を提供する。【解決手段】密度０．９００ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂を含有する樹脂と、２種類以上の紫外線吸収剤とを含有し、前記紫外線吸収剤として、Ａ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤と、Ｂ）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及び／又はトリアジン系紫外線吸収剤とを併用する。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の場合には含有量が０．０２質量％以上０．１０質量％以下であることが好ましく、トリアジン系紫外線吸収剤の場合には含有量が０．０５質量％以上０．１５質量％以下であることが好ましい。【選択図】図１
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【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含有する樹脂と、２種類以上の紫外線吸収剤とを含有し、
前記紫外線吸収剤として、Ａ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤と、Ｂ）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及び／又はトリアジン系紫外線吸収剤と、を併用することを特徴とする太陽電池モジュール用の封止材組成物。
【請求項２】
前記封止材剤組成物中における、前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量が０．０２質量％以上０．１０質量％以下である請求項１に記載の封止材組成物。
【請求項３】
前記封止材剤組成物中における、前記トリアジン系紫外線吸収剤の含有量が０．０５質量％以上０．１５質量％以下である請求項１に記載の封止材組成物。
【請求項４】
請求項１から３の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シート。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池モジュール用封止材シートを備え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。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。例えば特許文献１には、成分（Ａ）：エチレン・α−オレフィン共重合体と、成分（Ｂ）：高分子量型ヒンダードアミン系光安定化剤と、成分（Ｃ）：ベンゾフェノン系紫外線吸収剤とを含有する太陽電池封止材用樹脂組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−４４１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に太陽電池モジュールにおいては、樹脂の劣化を防止するために、３４０から３６０ｎｍ付近より低波長側のＵＶ領域の光線をカットする必要がある。一方、太陽電池素子の有効波長は可視域から３００ｎｍ付近まであるため、極力３５０ｎｍから４００ｎｍ付近の紫外線は有効に利用できることが好ましい。ここで、特許文献１で使用されているベンゾフェノン系紫外線吸収剤は常用されるＵＶ吸収剤であるが、耐ＵＶ性に劣っていることから長時間の耐ＵＶ試験において分解してしまい、ＵＶ遮断性能を長期間維持できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、３４０から３６０ｎｍ付近より低波長側のＵＶ領域の光線を長期間カットでき、かつ、太陽電池素子の有効波長を最大限利用できる太陽電池モジュール用の封止材組成物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、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤に加えて、若干量のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及び／又はトリアジン系紫外線吸収剤を併用することで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含有する樹脂と、２種類以上の紫外線吸収剤とを含有し、
前記紫外線吸収剤として、Ａ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤と、Ｂ）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及び／又はトリアジン系紫外線吸収剤と、を併用することを特徴とする太陽電池モジュール用の封止材組成物。
【００１０】
（２）  前記封止材剤組成物中における、前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量が０．０２質量％以上０．１０質量％以下である（１）に記載の封止材組成物。
【００１１】
（３）  前記封止材剤組成物中における、前記トリアジン系紫外線吸収剤の含有量が０．０５質量％以上０．１５質量％以下である（１）に記載の封止材組成物。
【００１２】
（４）  （１）から（３）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シート。
【００１３】
（５）  （４）に記載の太陽電池モジュール用封止材シートを備える太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低波長側のＵＶ領域の光線を長期間カットでき、かつ、太陽電池素子の有効波長を最大限利用できる太陽電池モジュール用の封止材組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】
【００１６】
＜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、紫外線吸収剤と、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、紫外線吸収剤と、を含有する。
【００１７】
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。
【００１８】
［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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
［重合開始剤］
本発明においては、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してもよい。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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
［架橋助剤］
本発明においては、必要に応じて架橋助剤を使用してもよい。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。
【００４２】
［光安定剤（ＨＡＬＳ）］
本発明においては、光安定剤を含有してもよい。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。光安定剤の含有量は、好ましくは組成物中にＨＡＬＳの効果発揮の観点から０．０１質量％以上であり、ブリード防止の観点から１．０質量％以下である。
【００４３】
［紫外線吸収剤］
本発明においては、紫外線吸収剤として、Ａ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤と、Ｂ）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及び／又はトリアジン系紫外線吸収剤と、を併用することを特徴としている。
【００４４】
（ベンゾフェノン系紫外線吸収剤）
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤は、３４０以上３６０ｎｍ以下のＵＶ領域の光線を有効にカットするとともに、３６０ｎｍ以上の波長の透過率が高いので、紫外線吸収しつつも太陽電池素子の有効波長を有効に利用でき、本発明においては必須の紫外線吸収剤である。
【００４５】
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、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−メトキシ−２’−カルボ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、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクタデシルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−５−クロロベンゾフェノン、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、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどが例示できる。
【００４６】
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の含有量は、組成物中又は封止材中において、０．３質量％以上０．４質量％以下であることが好ましい。０．３質量％未満であると紫外線吸収効果が不十分であり、０．４質量％を超えると３６０ｎｍから３７０ｎｍ付近の吸収が増大して発電効率が低下するので好ましくない。
【００４７】
しかしながら、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を単独で使用した場合、耐ＵＶ性に劣り、長期間の使用に適さない。このため、本発明においては下記Ｂ）の紫外線吸収剤を併用する。
【００４８】
（ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及び／又はトリアジン系紫外線吸収剤）
本発明者らの検討によれば、上記Ｂ）の紫外線吸収剤をＡ）に対して若干量添加することで、耐ＵＶ性を大幅に改善することができた。この理由は定かでないが、上記Ｂ）の紫外線吸収剤の耐ＵＶ性が高く、結果としてシナジー効果的に上記Ａ）の紫外線吸収剤の耐ＵＶ性も高まったためであると推定される。
【００４９】
なお、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やトリアジン系紫外線吸収剤は本来３５０ｎｍより長波長側にも吸収ピークを有していることから、太陽電池素子の発電有効波長と重なってしまい発電効率が低下する恐れがあるが、本発明においてはその添加量が極めて少ないので発電効率の低下が少ない。このように、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やトリアジン系紫外線吸収剤の少量添加によって、直接的な紫外線吸収用途ではなく、他の紫外線吸収剤の劣化防止剤として使用している点に本発明の特徴がある。
【００５０】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール化合物であって、例えば、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３−メチル−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、などが例示できる。
【００５１】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量は、組成物中又は封止材中において、０．０２質量％以上０．１０質量％以下であることが好ましい。０．０２質量％未満であると紫外線吸収効果が不十分であり、０．１０質量％を超えると３６０ｎｍから３７０ｎｍ付近の吸収が増大して発電効率が低下するので好ましくない。
【００５２】
トリアジン系紫外線吸収剤としては、２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−（オクチルオキシ）フェノール、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（ヘキシルオキシ）フェノールなどが例示できる。
【００５３】
トリアジン系紫外線吸収剤の含有量は、組成物中又は封止材中において、０．０５質量％以上０．１５質量％以下であることが好ましい。０．０５質量％未満であると紫外線吸収効果が不十分であり、０．１５質量％を超えると３６０ｎｍから３７０ｎｍ付近の吸収が増大して発電効率が低下するので好ましくない。
【００５４】
［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、酸化防止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。
【００５５】
耐候性マスターバッチとは、ＨＡＬＳなどの光安定化剤、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。
【００５６】
なお、これらの光安定化剤、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。
【００５７】
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。
【００５８】
＜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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
＜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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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】
【００６９】
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。
【００７０】
＜封止材シートの製造＞
封止材組成物中の含有量が下記の割合となるようにＭＢ（マスターバッチ）をブレンドし、実施例及び比較例の封止材シートを作成した。封止材シートの層厚比は、外層／内層／外層＝１：５：１の２種３層でシート厚さは合計４００μｍとした。封止材組成物は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１．１ｍ／ｍｉｎで製膜した。
【００７１】
内層の組成は、ベース樹脂８９質量部、Ｓｉ変性樹脂３質量部、架橋剤ＭＢ８質量部、耐候剤ＭＢ５質量部であり、外層の組成は、ベース樹脂７５質量部、Ｓｉ変性樹脂２０質量部、架橋剤ＭＢ５質量部、耐候剤ＭＢ５質量部、である。
【００７２】
［ベース樹脂］
密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０分のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）。
【００７３】
［Ｓｉ変性樹脂］
シラン架橋性樹脂：密度０．８８１ｇ／ｃｍ３であり、１９０℃でのＭＦＲが１．５ｇ／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質量部とからなるシラン架橋性樹脂（シラン変性ポリエチレン系樹脂）をベース樹脂に混合するシラン共重合体を含有する樹脂。この樹脂の密度は０．８８４ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが１．５ｇ／１０分であった。
【００７４】
［架橋剤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０．５質量部を含浸させたコンパウンドペレットを架橋剤マスターバッチ（ＭＢ）として用いた。
【００７５】
［耐候剤ＭＢ］
耐候剤として、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、ヒンダードアミン系光安定化剤（光安定剤、商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  ６２２、ＢＡＳＦ社製）０．２５質量部（組成物中に０．２４質量％）と、リン系熱安定化剤０．５質量部と、下記の紫外線吸収剤を組成物中（封止材シート中）に下記質量％になるような量と、を混合して溶融、加工し、ペレット化したマスターバッチ（ＭＢ）を用いた。
【００７６】
実施例１：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３質量％と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  ３２９、ＢＡＳＦ社製）０．０２質量％との併用。
実施例２：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３質量％と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  ３２９、ＢＡＳＦ社製）０．１０質量％との併用。
実施例３：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３質量％と、トリアジン系紫外線吸収剤（商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  １５７７、ＢＡＳＦ社製）０．０５質量％との併用。
実施例４：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３質量％と、トリアジン系紫外線吸収剤（商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  １５７７、ＢＡＳＦ社製）０．１５質量％との併用。
比較例１：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３５質量％の単独使用。
試験例１：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３質量％と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  ３２９、ＢＡＳＦ社製）０．０１質量％との併用。
試験例２：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３質量％と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  ３２９、ＢＡＳＦ社製）０．１５質量％との併用。
使用。
試験例３：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３質量％と、トリアジン系紫外線吸収剤（商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  １５７７、ＢＡＳＦ社製）０．０３質量％との併用。
試験例４：封止材組成物中において、ベンソフェノン系紫外線吸収剤（商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ８１、ＢＡＳＦ社製）０．３質量％と、トリアジン系紫外線吸収剤（商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  １５７７、ＢＡＳＦ社製）０．２０質量％との併用。
【００７７】
＜評価例＞
実施例及び比較例の封止材シートに対して、岩崎電気社製メタルハライドランプ、ＳＵＶ−Ｗ１５１を用いて３００時間の照射試験を行い、照射前後の分光透過率（％）を測定した結果を表１に示す。表１において、数値は照射前／照射後を表す。
【００７８】
【表１】
2015065359.tif 000003
【００７９】
表１から解るように、本発明の実施例１から４は、ＵＶ照射試験前後での変化が１０％以内と小さく、ＵＶ遮断性能の経時劣化が比較例に比べて抑制されていることが理解できる。なお、試験例２と試験例４においては、併用するＢ）紫外線吸収剤の量が多過ぎるために、太陽電池素子の有効波長である３６０ｎｍや３７０ｎｍでの透過率が２％以下となってしまい、その分発電効率が低下してしまうことが理解できる。
【符号の説明】
【００８０】
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】
2015065359.tif 000004