(57)【要約】  本発明の太陽電池モジュールは、発電素子としてｎ型結晶シリコン系太陽電池素子を備える太陽電池モジュールであって、上記ｎ型結晶シリコン系太陽電池素子の少なくとも片面が、以下の要件ａ１）〜ａ４）を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体を含む太陽電池封止材により封止されてなる。  ａ１）エチレンに由来する構成単位の含有割合が８０〜９０ｍｏｌ％であるとともに、炭素数３〜２０のα−オレフィンに由来する構成単位の含有割合が１０〜２０ｍｏｌ％である。  ａ２）ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定されるＭＦＲが０．１〜５０ｇ／１０分である。  ａ３）ＡＳＴＭ  Ｄ１５０５に準拠して測定される密度が０．８６５〜０．８８４ｇ／ｃｍ３である。  ａ４）ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０に準拠して測定されるショアＡ硬度が６０〜８５である。
2016084681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電素子としてｎ型結晶シリコン系太陽電池素子を備える太陽電池モジュールであって、前記ｎ型結晶シリコン系太陽電池素子の少なくとも片面が、以下の要件ａ１）〜ａ４）を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体を含む太陽電池封止材により封止されてなる、太陽電池モジュール。
ａ１）エチレンに由来する構成単位の含有割合が８０〜９０ｍｏｌ％であるとともに、炭素数３〜２０のα−オレフィンに由来する構成単位の含有割合が１０〜２０ｍｏｌ％である。
ａ２）ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定されるＭＦＲが０．１〜５０ｇ／１０分である。
ａ３）ＡＳＴＭ  Ｄ１５０５に準拠して測定される密度が０．８６５〜０．８８４ｇ／ｃｍ３である。
ａ４）ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０に準拠して測定されるショアＡ硬度が６０〜８５である。
【請求項２】
前記太陽電池封止材が以下の要件ａ５）をさらに満たす、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
ａ５）ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠し、温度１００℃、印加電圧５００Ｖで測定される体積固有抵抗が１．０×１０１３〜１．０×１０１８Ω・ｃｍである。
【請求項３】
前記エチレン・α−オレフィン共重合体が以下の要件ａ６）をさらに満たす、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
ａ６）前記エチレン・α−オレフィン共重合体中のアルミニウム元素の含有量が１０〜５００ｐｐｍである。
【請求項４】
前記エチレン・α−オレフィン共重合体が以下の要件ａ６）をさらに満たす、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
ａ６）前記エチレン・α−オレフィン共重合体中のアルミニウム元素の含有量が１０〜５００ｐｐｍである。
【請求項５】
ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定される前記エチレン・α−オレフィン共重合体のＭＦＲが２〜２７ｇ／１０分である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池封止材が前記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、１分間半減期温度が１００〜１７０℃の範囲にある有機過酸化物を０．００５〜５．０質量部さらに含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記エチレン・α−オレフィン共重合体が、メタロセン化合物と、有機アルミニウムオキシ化合物および有機アルミニウム化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と、からなるオレフィン重合用触媒の存在下で重合されたものである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記太陽電池封止材が、前記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、シランカップリング剤０．１〜５質量部と、架橋剤０．１〜３質量部と、を含むエチレン系樹脂組成物からなる、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記太陽電池封止材に含まれる前記エチレン系樹脂組成物は、前記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、および光安定化剤からなる群より選択される少なくとも一種を０．００５〜５質量部さらに含む、請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記太陽電池封止材に含まれる前記エチレン系樹脂組成物は、前記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、架橋助剤を０．０５〜５質量部さらに含む、請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記太陽電池封止材は、前記エチレン・α−オレフィン共重合体と、添加剤とを溶融混錬後、シート状に押出成形して得られたものである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記太陽電池封止材がシート状である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
表面側透明保護部材と、
裏面側保護部材と、
前記太陽電池封止材を架橋させて形成される、前記ｎ型結晶シリコン系太陽電池素子を前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、
を備えた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に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境問題、エネルギー問題等が深刻さを増す中、クリーンかつ枯渇のおそれが無いエネルギー生成手段として太陽電池が注目されている。太陽電池を建物の屋根部分等の屋外で使用する場合、太陽電池モジュールの形で使用することが一般的である。【０００３】
上記の太陽電池モジュールは、一般に、以下の手順によって製造される。まず、多結晶シリコン、単結晶形シリコン等により形成される結晶型太陽電池素子（以下、発電素子あるいはセルと表記する場合もあるが、同じことを示す。）、あるいはアモルファスシリコンや結晶シリコン等を、ガラス等の基板の上に数μｍの非常に薄い膜を形成して得られる薄膜型太陽電池素子等を製造する。
次に、結晶型太陽電池モジュールを得るには、太陽電池モジュール用保護シート（表面側透明保護部材）／太陽電池封止材シート／結晶型太陽電池素子／太陽電池封止材シート／太陽電池モジュール用保護シート（裏面側保護部材）の順に積層する。
一方、薄膜型太陽電池モジュールを得るには、薄膜型太陽電池素子／太陽電池封止材シート／太陽電池モジュール用保護シート（裏面側保護部材）の順に積層する。その後、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を利用することにより、太陽電池モジュールが製造される。
このようにして製造される太陽電池モジュールは、耐候性を有し、建物の屋根部分等の屋外での使用にも適したものとなっている。【０００４】
太陽電池封止材として、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）膜は、透明性、柔軟性、および接着性等に優れていることから、広く用いられている。例えば、特許文献１では、架橋剤およびトリメリット酸エステルを含むＥＶＡ組成物からなる、接着性と製膜性の双方に優れた封止膜が開示されている。しかしながら、ＥＶＡ組成物を太陽電池封止材の構成材料として使用する場合、ＥＶＡが分解して発生する酢酸ガス等の成分が、太陽電池素子に影響を与える可能性が懸念されていた。【０００５】
これに対して、ポリオレフィン系の材料、とくにエチレン系材料も絶縁性に優れることから、封止膜材料として用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
また、剛性と架橋特性のバランスと押出成形性に優れるエチレン・α−オレフィン共重合体を用いた太陽電池封止材用樹脂組成物も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−５３２９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０９０６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５８４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らの検討に拠れば、ポリオレフィン系組成物は、透明性、耐ブロッキング性、および押出加工時の成形性といった各種特性を同時に満たすのが困難であった。また、特許文献２に記載されたポリオレフィン系共重合体は、架橋特性が不十分である、あるいは架橋に伴って生ずる歪みが大きくなる等の問題があるため、ガラス基板の変形や割れを生じる可能性がある。さらに、特許文献３に記載されたエチレン・α−オレフィン共重合体からなる太陽電池封止材用樹脂組成物は、電気特性と架橋特性のバランスが不十分である。【０００８】
また、近年の太陽光発電の普及に伴い、メガソーラー等発電システムの大規模化が進んでおり、伝送損失を下げる等の目的で、システム電圧の高電圧化の動きもある。システム電圧が上昇することにより、太陽電池モジュールにおいては、フレームとセルの間の電位差が大きくなることとなる。すなわち、太陽電池モジュールのフレームは一般に接地されており、太陽電池アレイのシステム電圧が６００Ｖ〜１０００Ｖとなると、最も電圧が高くなるモジュールにおいては、フレームとセル間の電位差がそのままシステム電圧の６００Ｖ〜１０００Ｖとなり、高電圧が印加された状態で日中の発電を維持することとなる。
また、ガラスは封止材に比較して電気抵抗が低く、フレームを介してガラスとセル間にも高電圧が発生することとなる。すなわち、日中発電している状況下において、直列接続されたモジュールはセルとモジュール間およびセルとガラス面との電位差が接地側から順次電位差が大きくなり、最も大きいところではほぼシステム電圧の高電圧の電位差が維持さることとなる。
このような状態で用いられた太陽電池モジュールの中には、出力が大きく低下し、特性劣化が起こるＰＩＤ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎの略）現象が発生した結晶系発電素子を用いたモジュールの例も報告されている。【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ｎ型半導体を基板とし、その上にｐ型半導体層を形成させたｎ型結晶シリコン系太陽電池素子を備え、かつ、ＰＩＤ耐性に優れた太陽電池モジュールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者の検討によれば、ｎ型結晶シリコン系太陽電池モジュールは、p型結晶シリコン系太陽電池モジュールにくらべてＰＩＤをおこしやすく、ポリオレフィン系太陽電池封止材を用いてもＰＩＤが発生することがある。
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、エチレン単位の含有割合、密度、ＭＦＲ、ショアＡ硬度が所定の要件を満たす特定のエチレン・α−オレフィン共重合体を用いることにより、透明性、接着性、耐熱性、柔軟性、外観、架橋特性、電気特性および押出成形性等の諸特性のバランスに優れる太陽電池封止材が得られること、および発電セルとしてｎ型結晶シリコン系太陽電池素子を備え、かつ、上記太陽電池封止材を用いた太陽電池モジュールがきわめてすぐれたＰＩＤ耐性を有することを見出した。さらにアルミニウム元素の含有量が特定の範囲を満たすことで、架橋特性、および電気特性がさらに優れることを見出して、本発明を完成するに至った。【００１１】
さらに本発明者らは、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠して測定される体積固有抵抗が特定の範囲にあり、さらに、上記の種々の材料物性を兼ね備えた太陽電池封止材を用いることにより、太陽電池モジュールのフレームとセル間に高電圧を印加した状態を維持しても太陽電池モジュールの出力低下を抑えることができ、ＰＩＤの発生を大幅に抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１２】
すなわち、本発明によれば、以下に示す太陽電池モジュールが提供される。【００１３】
［１］
発電素子としてｎ型結晶シリコン系太陽電池素子を備える太陽電池モジュールであって、上記ｎ型結晶シリコン系太陽電池素子の少なくとも片面が、以下の要件ａ１）〜ａ４）を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体を含む太陽電池封止材により封止されてなる、太陽電池モジュール。
ａ１）エチレンに由来する構成単位の含有割合が８０〜９０ｍｏｌ％であるとともに、炭素数３〜２０のα−オレフィンに由来する構成単位の含有割合が１０〜２０ｍｏｌ％である。
ａ２）ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定されるＭＦＲが０．１〜５０ｇ／１０分である。
ａ３）ＡＳＴＭ  Ｄ１５０５に準拠して測定される密度が０．８６５〜０．８８４ｇ／ｃｍ３である。
ａ４）ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０に準拠して測定されるショアＡ硬度が６０〜８５である。
［２］
上記太陽電池封止材が以下の要件ａ５）をさらに満たす、上記［１］に記載の太陽電池モジュール。
ａ５）ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠し、温度１００℃、印加電圧５００Ｖで測定される体積固有抵抗が１．０×１０１３〜１．０×１０１８Ω・ｃｍである。
［３］  
上記エチレン・α−オレフィン共重合体が以下の要件ａ６）をさらに満たす、上記［１］に記載の太陽電池モジュール。
ａ６）上記エチレン・α−オレフィン共重合体中のアルミニウム元素の含有量が１０〜５００ｐｐｍである。
［４］
上記エチレン・α−オレフィン共重合体が以下の要件ａ６）をさらに満たす、上記［２］に記載の太陽電池モジュール。
ａ６）上記エチレン・α−オレフィン共重合体中のアルミニウム元素の含有量が１０〜５００ｐｐｍである。
［５］
ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定される上記エチレン・α−オレフィン共重合体のＭＦＲが２〜２７ｇ／１０分である、上記［１］乃至［４］いずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
［６］
上記太陽電池封止材が上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、１分間半減期温度が１００〜１７０℃の範囲にある有機過酸化物を０．００５〜５．０質量部さらに含む、上記［１］乃至［５］いずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
［７］  
上記エチレン・α−オレフィン共重合体が、メタロセン化合物と、有機アルミニウムオキシ化合物および有機アルミニウム化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と、からなるオレフィン重合用触媒の存在下で重合されたものである、上記［１］乃至［６］いずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
［８］
上記太陽電池封止材が、上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、シランカップリング剤０．１〜５質量部と、架橋剤０．１〜３質量部と、を含むエチレン系樹脂組成物からなる、上記［１］乃至［７］いずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
［９］
上記太陽電池封止材に含まれる上記エチレン系樹脂組成物は、上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、および光安定化剤からなる群より選択される少なくとも一種を０．００５〜５質量部さらに含む、上記［８］に記載の太陽電池モジュール。
［１０］
上記太陽電池封止材に含まれる上記エチレン系樹脂組成物は、上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、架橋助剤を０．０５〜５質量部さらに含む、上記［８］または［９］に記載の太陽電池モジュール。
［１１］
上記太陽電池封止材は、上記エチレン・α−オレフィン共重合体と、添加剤とを溶融混錬後、シート状に押出成形して得られたものである、上記［１］乃至［１０］いずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
［１２］
上記太陽電池封止材がシート状である、上記［１］乃至［１１］いずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
［１３］
上記［１］乃至［１２］いずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
表面側透明保護部材と、
裏面側保護部材と、
上記太陽電池封止材を架橋させて形成される、上記ｎ型結晶シリコン系太陽電池素子を上記表面側透明保護部材と上記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、
を備えた太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フレームとセル間に高電圧を印加した状態を維持してもＰＩＤ現象の発生を大幅に抑制できるｎ型結晶シリコン系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】
【００１５】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１６】
【図１】本発明のｎ型結晶シリコン系の太陽電池モジュールの一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】太陽電池素子の受光面と裏面の一構成例を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いながら説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、数値範囲の「〜」はとくに断りがなければ、以上から以下を表す。
【００１８】
１．太陽電池封止材について
本実施形態の太陽電池封止材は、少なくとも以下に示す要件ａ１）〜ａ４）を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体を含む。
【００１９】
（エチレン・α−オレフィン共重合体）
本実施形態の太陽電池封止材に用いられるエチレン・α−オレフィン共重合体は、エチレンと、炭素数３〜２０のα−オレフィンとを共重合することによって得られる。
α−オレフィンとしては、通常、炭素数３〜２０のα−オレフィンを１種類単独でまたは２種類以上を組み合わせて用いることができる。中でも好ましいのは、炭素数が１０以下であるα−オレフィンであり、とくに好ましいのは炭素数が３〜８のα−オレフィンである。このようなα−オレフィンの具体例としては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、３，３−ジメチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン等を挙げることができる。中でも、入手の容易さからプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテンおよび１−オクテンが好ましい。なお、エチレン・α−オレフィン共重合体はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよいが、柔軟性の観点からランダム共重合体が好ましい。
【００２０】
以下、要件ａ１）〜ａ４）について説明する。
【００２１】
（要件ａ１）
エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、エチレンに由来する構成単位の含有割合は、８０〜９０ｍｏｌ％であり、好ましくは８０〜８８ｍｏｌ％、より好ましくは８２〜８８ｍｏｌ％、とくに好ましくは８２〜８７ｍｏｌ％である。
エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、炭素数３〜２０のα−オレフィンに由来する構成単位（以下、「α−オレフィン単位」とも記す）の割合は１０〜２０ｍｏｌ％であり、好ましくは１２〜２０ｍｏｌ％、より好ましくは１２〜１８ｍｏｌ％、さらに好ましくは１３〜１８ｍｏｌ％である。
エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれるα−オレフィン単位の含有割合が上記下限値以上であると、高い透明性が得られる。また、低温での押出成形を容易に行うことができ、例えば１３０℃以下での押出成形が可能である。このため、エチレン・α−オレフィン共重合体に有機過酸化物を練り込む場合においても、押出機内での架橋反応が進行することを抑制でき、太陽電池封止材シートにゲル状の異物が発生して、シートの外観が悪化するのを防ぐことができる。また、適度な柔軟性が得られるため、太陽電池モジュールのラミネート成形時に太陽電池素子の割れや、薄膜電極のカケ等の発生を防ぐことができる。
【００２２】
エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれるα−オレフィン単位の含有割合が上記上限値以下であると、エチレン・α−オレフィン共重合体の結晶化速度が適度になるため、押出機より押し出されたシートがベタつかず、冷却ロールでの剥離が容易であり、シート状の太陽電池封止材を効率的に得ることができる。また、シートにベタツキが発生しないのでブロッキングを防止でき、シートの繰り出し性が良好になる。また、耐熱性の低下を防ぐこともできる。
【００２３】
（要件ａ２）
ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定されるエチレン・α−オレフィン共重合体のメルトフローレ−ト（ＭＦＲ）は、０．１〜５０ｇ／１０分であり、好ましくは２〜５０ｇ／１０分であり、より好ましくは１０〜５０ｇ／１０分であり、さらに好ましくは１０〜４０ｇ／１０分、特に好ましくは１２〜２７ｇ／１０分、最も好ましくは１５〜２５ｇ／１０分である。エチレン・α−オレフィン共重合体のＭＦＲは、後述する重合反応の際の重合温度、重合圧力、並びに重合系内のエチレンおよびα−オレフィンのモノマー濃度と水素濃度のモル比率等を調整することにより、調整することができる。
【００２４】
（カレンダー成形）
ＭＦＲが０．１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満であると、カレンダー成形によってシートを製造することができる。ＭＦＲが０．１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満であると、エチレン・α−オレフィン共重合体を含む樹脂組成物の流動性が低いため、シートを電池素子とラミネートする際にはみ出した溶融樹脂によるラミネート装置の汚れを防止できる点で好ましい。
【００２５】
（押出成形）
さらに、ＭＦＲが２ｇ／１０分以上、好ましくはＭＦＲが１０ｇ／１０分以上であると、エチレン・α−オレフィン共重合体を含む樹脂組成物の流動性が向上し、シート押出成形時の生産性を向上させることができる。
ＭＦＲが５０ｇ／１０分以下であると、分子量が大きくなるため、チルロール等のロール面への付着を抑制できるため、剥離を不要とし、均一な厚みのシートに成形することができる。さらに、「コシ」がある樹脂組成物となるため、０．１ｍｍ以上の厚いシートを容易に成形することができる。また、太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋特性が向上するため、十分に架橋させて、耐熱性の低下を抑制することができる。
ＭＦＲが２７ｇ／１０分以下であると、さらに、シート成形時のドローダウンを抑制でき幅の広いシートを成形でき、また架橋特性および耐熱性がさらに向上し、最も良好な太陽電池封止材シートを得ることができる。
なお、後述する太陽電池モジュールのラミネート工程において樹脂組成物の架橋処理を行わない場合は、溶融押出工程において有機過酸化物の分解の影響が小さいため、ＭＦＲが０．１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満、好ましくは０．５ｇ／１０分以上８．５ｇ／１０分未満の樹脂組成物を用い、押出成形によってシートを得ることもできる。樹脂組成物の有機過酸化物の含有量が０．１５質量部以下である場合には、ＭＦＲが０．１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満の樹脂組成物を用い、シラン変性処理、または微架橋処理を行いつつ１７０〜２５０℃の成形温度で押出成形によってシートを製造することもできる。ＭＦＲがこの範囲にあるとシートを太陽電池素子とラミネートする際にはみ出した溶融樹脂によるラミネート装置の汚れを防止できる点で好ましい。
【００２６】
（要件ａ３）
ＡＳＴＭ  Ｄ１５０５に準拠して測定されるエチレン・α−オレフィン共重合体の密度は０．８６５〜０．８８４ｇ／ｃｍ３であり、好ましくは０．８６６〜０．８８３ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．８６６〜０．８８０ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは０．８６７〜０．８８０ｇ／ｃｍ３である。エチレン・α−オレフィン共重合体の密度は、エチレン単位の含有割合とα−オレフィン単位の含有割合とのバランスにより調整することができる。すなわち、エチレン単位の含有割合を高くすると結晶性が高くなり、密度の高いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。一方、エチレン単位の含有割合を低くすると結晶性が低くなり、密度の低いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
【００２７】
エチレン・α−オレフィン共重合体の密度が上記上限値以下であると、結晶性が低くなり、透明性を高くすることができる。さらに、低温での押出成形が容易となり、例えば１３０℃以下で押出成形を行うことができる。このため、エチレン・α−オレフィン共重合体に有機過酸化物を練り込んでも、押出機内での架橋反応が進行するのを防ぎ、太陽電池封止材シートにゲル状の異物の発生を抑制し、シートの外観の悪化を抑制することができる。また、柔軟性が高いため、太陽電池モジュールのラミネート成形時に太陽電池素子であるセルの割れや薄膜電極のカケ等の発生を防ぐことができる。
【００２８】
一方、エチレン・α−オレフィン共重合体の密度が上記下限値以上であると、エチレン・α−オレフィン共重合体の結晶化速度を速くできるため、押出機より押し出されたシートがベタつきにくく、冷却ロールでの剥離が容易になり、太陽電池封止材シートを容易に得ることができる。また、シートにベタツキが発生しにくくなるのでブロッキングの発生を抑制し、シートの繰り出し性を向上させることができる。また、十分に架橋させられるため、耐熱性の低下を抑制することができる。
【００２９】
（要件ａ４）
ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０に準拠して測定される、エチレン・α−オレフィン共重合体のショアＡ硬度は６０〜８５であり、好ましくは６２〜８３、より好ましくは６２〜８０、さらに好ましくは６５〜８０である。エチレン・α−オレフィン共重合体のショアＡ硬度は、エチレン・α−オレフィン共重合体のエチレン単位の含有割合や密度を後述の数値範囲に制御することにより、調整することができる。すなわち、エチレン単位の含有割合が高く、密度が高いエチレン・α−オレフィン共重合体は、ショアＡ硬度が高くなる。一方、エチレン単位の含有割合が低く、密度が低いエチレン・α−オレフィン共重合体は、ショアＡ硬度が低くなる。なおショアＡ硬度は、試験片シートに荷重後、１５秒以上経過してから測定する。
【００３０】
ショアＡ硬度が上記下限値以上であると、エチレン・α−オレフィン共重合体の結晶化速度が適度になるため、押出機より押し出されたシートがベタつかず、冷却ロールでの剥離が容易であり、太陽電池封止シートを効率的に得ることができる。また、シートにベタツキが発生しないのでブロッキングを防止でき、シートの繰り出し性が良好にある。また、耐熱性の低下を防ぐこともできる。
【００３１】
一方、ショアＡ硬度が上記上限値以下であると、高い透明性が得られる。また、低温での押出成形を容易に行うことができ、例えば１３０℃以下での押出成形が可能である。このため、エチレン・α−オレフィン共重合体に有機過酸化物を練り込む場合においても、押出機内での架橋反応が進行することが抑制でき、太陽電池封止シートの外観を良好にすることができる。また、適度な柔軟性が得られるため、太陽電池モジュールのラミネート成形時に太陽電池素子の割れや、薄膜電極のカケ等の発生を防ぐことができる。
【００３２】
また、本実施形態の太陽電池封止材は、以下の要件ａ５）〜ａ６）の要件をさらに満たすことが好ましい。
【００３３】
（要件ａ５）
本実施形態の太陽電池封止材は、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠し、温度１００℃、印加電圧５００Ｖで測定される体積固有抵抗が１．０×１０１３〜１．０×１０１８Ω・ｃｍであることが好ましい。
体積固有抵抗が大きい太陽電池封止材は、ＰＩＤ現象の発生を抑制するという特性を有する傾向にある。さらに、太陽光が照射される時間帯には、従来の太陽電池モジュールではモジュール温度が例えば７０℃以上になることがあるので、長期信頼性の観点から、従来報告されている常温（２３℃）での体積固有抵抗より高温条件下での体積固有抵抗が求められており、温度１００℃での体積固有抵抗が重要となる。
体積固有抵抗は、好ましくは１．０×１０１４〜１．０×１０１８Ω・ｃｍ、さらに好ましくは５．０×１０１４〜１．０×１０１８Ω・ｃｍ、最も好ましくは１．０×１０１５〜１．０×１０１８Ω・ｃｍである。
体積固有抵抗が上記下限値以上であると、８５℃，８５％ｒｈでの恒温恒湿試験において１日程度の短期間におけるＰＩＤ現象の発生も抑制することができる。体積固有抵抗が、上記上限値以下であると、シートに静電気が発生しにくくなるので、ゴミの吸着を防ぐことができ、太陽電池モジュール内にゴミが混入して、発電効率や長期信頼性の低下を招くことを抑制することができる。
なお、体積固有抵抗が、５．０×１０１４Ω・ｃｍ以上であると、８５℃，８５％ｒｈでの恒温恒湿試験においてＰＩＤ現象の発生がさらに長期化できる傾向にあり、望ましい。
体積固有抵抗は、封止材シートに成形した後、真空ラミネーター、熱プレス、架橋炉等で架橋および平坦なシートに加工された後に測定される。また、モジュール積層体中のシートは、他の層を除去して測定する。
【００３４】
（要件ａ６）
エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、アルミニウム元素（以下、「Ａｌ」とも記す）の含有量（残渣量）が好ましくは１０〜５００ｐｐｍであり、より好ましくは２０〜４００ｐｐｍ、さらに好ましくは２０〜３００ｐｐｍである。
Ａｌ含有量は、エチレン・α−オレフィン共重合体の重合過程において添加する有機アルミニウムオキシ化合物や有機アルミニウム化合物の濃度に依存する。
Ａｌ含有量が上記下限値以上の場合は、エチレン・α−オレフィン共重合体の重合過程において有機アルミニウムオキシ化合物や有機アルミニウム化合物が、メタロセン化合物の活性を十分発現させられる程度の濃度で添加できるので、メタロセン化合物と反応してイオン対を形成する化合物の添加が不要となる。該イオン対を形成する化合物が添加される場合、該イオン対を形成する化合物がエチレン・α−オレフィン共重合体中に残留することにより、電気特性の低下を起こすことがある（例えば１００℃等の高温での電気特性が低下する傾向にある）が、こうした現象を防ぐことが可能である。また、Ａｌ含有量を少なくするためには、酸やアルカリでの脱灰処理が必要となり、得られるエチレン・α−オレフィン共重合体中に残留する酸やアルカリが電極の腐食を起こす傾向にあり、脱灰処理を施すために、エチレン・α−オレフィン共重合体のコストも高くなるが、こうした脱灰処理が不要となる。
また、Ａｌ含有量が上記上限値以下であると、押出機内での架橋反応の進行を防止できるため、太陽電池封止シートの外観を良好にすることができる。
上記のような、エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれるアルミニウム元素をコントロールする手法としては、例えば、後述のエチレン・α−オレフィン共重合体の製造方法に記載の（ＩＩ−１）有機アルミニウムオキシ化合物および（ＩＩ−３）有機アルミニウム化合物の製造工程における濃度、または、エチレン・α−オレフィン共重合体の製造条件のメタロセン化合物の重合活性を調整することによって、エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれるアルミニウム元素をコントロールすることができる。
【００３５】
（融解ピーク）
エチレン・α−オレフィン共重合体の、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）に基づく融解ピークは３０〜９０℃の範囲に存在することが好ましく、３３〜９０℃の範囲に存在することがさらに好ましく、３３〜８８℃の範囲に存在することがとくに好ましい。
融解ピークが上記上限値以下であると、結晶性が適度であり、透明性が良好である。また、柔軟性も適度であり、太陽電池モジュールのラミネート成形時に太陽電池素子の割れや、薄膜電極のカケ等が抑制できる傾向にある。融解ピークが上記下限値以上であると、樹脂組成物のベタつきが小さくシートブロッキングを抑制でき、シートの繰り出し性が良好である。また、架橋が十分となり、耐熱性も良好である。
【００３６】
本実施形態の太陽電池モジュールは、表面側透明保護部材と、裏面側保護部材と、ｎ型結晶シリコン系太陽電池素子と、上記太陽電池封止材から形成される、上記太陽電池素子を上記表面側透明保護部材と上記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、を備えた太陽電池モジュールであることが好ましい。上記太陽電池封止材は必要に応じて架橋させてもよく、非架橋でもかまわない。モジュールに使用される上記太陽電池素子が結晶系発電素子であると、ＰＩＤ現象が観測される可能性があるため、本実施形態をとりわけ好適に適用することができる。
【００３７】
（エチレン・α−オレフィン共重合体の製造方法）
エチレン・α−オレフィン共重合体は、以下に示す種々のメタロセン化合物を触媒として用いて製造することができる。メタロセン化合物としては、例えば、特開２００６−０７７２６１号公報、特開２００８−２３１２６５号公報、特開２００５−３１４６８０号公報等に記載のメタロセン化合物を用いることができる。ただし、これらの特許文献に記載のメタロセン化合物とは異なる構造のメタロセン化合物を使用してもよいし、二種以上のメタロセン化合物を組み合わせて使用してもよい。
【００３８】
メタロセン化合物を用いる重合反応としては、例えば以下に示す態様を好適例として挙げることができる。
【００３９】
従来公知のメタロセン化合物と、（ＩＩ）（ＩＩ−１）有機アルミニウムオキシ化合物、（ＩＩ−２）上記メタロセン化合物（Ｉ）と反応してイオン対を形成する化合物、および（ＩＩ−３）有機アルミニウム化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物（助触媒ともいう）と、からなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンとα−オレフィン等から選ばれる一種以上のモノマーを供給する。
【００４０】
（ＩＩ−１）有機アルミニウムオキシ化合物、（ＩＩ−２）上記メタロセン化合物（Ｉ）と反応してイオン対を形成する化合物、および（ＩＩ−３）有機アルミニウム化合物としても、例えば、特開２００６−０７７２６１号公報、特開２００８−２３１２６５号公報、および特開２００５−３１４６８０号公報等に記載のメタロセン化合物を用いることができる。ただし、これらの特許文献に記載のメタロセン化合物とは異なる構造のメタロセン化合物を使用してもよい。これら化合物は、個別に、あるいは予め接触させて重合雰囲気に投入してもよい。さらに、例えば特開２００５−３１４６８０号公報等に記載の微粒子状無機酸化物担体に担持して用いてもよい。
なお、好ましくは、前述の（ＩＩ−２）上記メタロセン化合物（Ｉ）と反応してイオン対を形成する化合物を実質的に使用せずに製造することで、電気特性の優れるエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
【００４１】
エチレン・α−オレフィン共重合体の重合は、従来公知の気相重合法、およびスラリー重合法、溶液重合法等の液相重合法のいずれでも行うことができる。好ましくは溶液重合法等の液相重合法により行われる。上記のようなメタロセン化合物を用いて、エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとの共重合を行ってエチレン・α−オレフィン共重合体を製造する場合、（Ｉ）のメタロセン化合物は、反応容積１リットル当り、通常１０−９〜１０−１モル、好ましくは１０−８〜１０−２モルになるような量で用いられる。
【００４２】
化合物（ＩＩ−１）は、化合物（ＩＩ−１）と、化合物（Ｉ）中の全遷移金属原子（Ｍ）とのモル比［（ＩＩ−１）／Ｍ］が通常１〜１００００、好ましくは１０〜５０００となるような量で用いられる。化合物（ＩＩ−２）は、化合物（Ｉ）中の全遷移金属（Ｍ）とのモル比［（ＩＩ−２）／Ｍ］が、通常０．５〜５０、好ましくは１〜２０となるような量で用いられる。化合物（ＩＩ−３）は、重合容積１リットル当り、通常０〜５ミリモル、好ましくは約０〜２ミリモルとなるような量で用いられる。
【００４３】
溶液重合法では、上述のようなメタロセン化合物の存在下に、エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとの共重合を行うことによって、コモノマー含量が高く、組成分布が狭く、分子量分布が狭いエチレン・α−オレフィン共重合体を効率よく製造できる。ここで、エチレンと、炭素数３〜２０のα−オレフィンとの仕込みモル比は、通常、エチレン：α−オレフィン＝１０：９０〜９９．９：０．１、好ましくはエチレン：α−オレフィン＝３０：７０〜９９．９：０．１、より好ましくはエチレン：α−オレフィン＝５０：５０〜９９．９：０．１である。
【００４４】
炭素数３〜２０のα−オレフィンとしては、直鎖状または分岐状のα−オレフィン、例えばプロピレン、１−ブテン、２−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン等を挙げることができる。溶液重合法において使用できるα−オレフィンの例には、極性基含有オレフィンも包含される。極性基含有オレフィンとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、無水マレイン酸等のα，β−不飽和カルボン酸類、およびこれらのナトリウム塩等の金属塩類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のα，β−不飽和カルボン酸エステル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等の不飽和グリシジル類等を挙げることができる。また、芳香族ビニル化合物、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ，ｐ−ジメチルスチレン、メトキシスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、ビニルベンジルアセテート、ヒドロキシスチレン、ｐ−クロロスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン類；３−フェニルプロピレン、４−フェニルプロピレン、α−メチルスチレン等を反応系に共存させて高温溶液重合を進めることも可能である。以上述べたα−オレフィンの中では、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテンおよび１−オクテンが好ましく用いられる。また、溶液重合法においては、炭素数が３〜２０の環状オレフィン類、例えば、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、５−メチル−２−ノルボルネン、等を併用してもよい。
【００４５】
「溶液重合法」とは、後述の不活性炭化水素溶媒中にポリマーが溶解した状態で重合を行う方法の総称である。溶液重合法における重合温度は、通常０〜２００℃、好ましくは２０〜１９０℃、さらに好ましくは４０〜１８０℃である。溶液重合法においては、重合温度が０℃に満たない場合、その重合活性は極端に低下し、重合熱の除熱も困難となり生産性の点で実用的でない。また、重合温度が２００℃を超えると、重合活性が極端に低下するので生産性の点で実用的でない。
【００４６】
重合圧力は、通常、常圧〜１０ＭＰａゲージ圧、好ましくは常圧〜８ＭＰａゲージ圧の条件下である。共重合は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。反応時間（共重合反応が連続法で実施される場合には、平均滞留時間）は、触媒濃度、重合温度等の条件によっても異なり、適宜選択することができるが、通常１分間〜３時間、好ましくは１０分間〜２．５時間である。さらに、重合を反応条件の異なる２段以上に分けて行うことも可能である。得られるエチレン・α−オレフィン共重合体の分子量は、重合系中の水素濃度や重合温度を変化させることによっても調節することができる。さらに、使用する化合物（ＩＩ）の量により調節することもできる。水素を添加する場合、その量は、生成するエチレン・α−オレフィン共重合体１ｋｇあたり０．００１〜５，０００ＮＬ程度が適当である。また、得られるエチレン・α−オレフィン共重合体の分子末端に存在するビニル基およびビニリデン基は、重合温度を高くすること、水素添加量を極力少なくすることで調整できる。
【００４７】
溶液重合法において用いられる溶媒は、通常、不活性炭化水素溶媒であり、好ましくは常圧下における沸点が５０℃〜２００℃の飽和炭化水素である。具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素が挙げられる。なお、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素も「不活性炭化水素溶媒」の範疇に入り、その使用を制限するものではない。
【００４８】
上述したように、溶液重合法においては、従来繁用されてきた芳香族炭化水素に溶解する有機アルミニウムオキシ化合物のみならず、脂肪族炭化水素や脂環族炭化水素に溶解するＭＭＡＯのような修飾メチルアルミノキサンを使用できる。この結果、溶液重合用の溶媒として脂肪族炭化水素や脂環族炭化水素を採用すれば、重合系内や生成するエチレン・α−オレフィン共重合体中に芳香族炭化水素が混入する可能性をほぼ完全に排除することが可能となる。すなわち、溶液重合法は、環境負荷を軽減化でき、人体健康への影響を最小化できるという特徴も有する。なお、物性値のばらつきを抑制するため、重合反応により得られたエチレン・α−オレフィン共重合体、および所望により添加される他の成分は、任意の方法で溶融され、混練、造粒等を施されるのが好ましい。
【００４９】
（エチレン系樹脂組成物）
本実施形態の太陽電池封止材は、前述のエチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部と、エチレン性不飽和シラン化合物等のシランカップリング剤０．１〜５質量部と、有機過酸化物等の架橋剤０．１〜３質量部とを含有するエチレン系樹脂組成物からなることが好ましい態様である。
【００５０】
さらに、エチレン系樹脂組成物には、エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、シランカップリング剤が０．１〜４質量部、および架橋剤が０．２〜３質量部含有されることが好ましく、エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対し、シランカップリング剤が０．１〜３質量部、架橋剤が０．２〜２．５質量部含有されることがとくに好ましい。
【００５１】
（シランカップリング剤）
シランカップリング剤の含有量が上記下限値以上であると、接着性が向上する。
一方、シランカップリング剤の含有量が上記上限値以下であると、太陽電池封止材のコストと性能のバランスがよく、また、シランカップリング剤を太陽電池モジュールのラミネート時にエチレン・α−オレフィン共重合体にグラフト反応させるための有機過酸化物の添加量を抑制できる。このため、太陽電池封止材を押出機でシート状にして得る際にゲル化を抑制でき、押出機のトルクを抑制でき、押出シート成形が容易となる。また、押出機内で発生したゲル物によりシートの表面に凹凸が発生するのを抑制できるため、外観の低下を防止することができる。また、電圧をかけたとき、シート内部におけるクラックの発生を防止できるため、絶縁破壊電圧の低下を防ぐことができる。さらに、透湿性の低下も防止できる。また、シート表面に凹凸が発生するのを抑制できるため、太陽電池モジュールのラミネート加工時に表面側透明保護部材、セル、電極、裏面側保護部材との密着性が良好となり、接着性も向上する。また、シランカップリング剤自体が縮合反応を起こし、太陽電池封止材に白い筋として存在し、製品外観が悪化することを抑制できる。さらに、有機過酸化物の量が少ない場合は、エチレン・α−オレフィン共重合体の主鎖へのグラフト反応が不十分となって接着性が低下することを抑制できる。
【００５２】
シランカップリング剤は、従来公知のものが使用でき、とくに制限はない。具体的には、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシシラン）、γ−グリシドキシ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、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が使用できる。好ましくは、接着性が良好なγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが挙げられる。
【００５３】
（有機過酸化物）
有機過酸化物は、シランカップリング剤と、エチレン・α−オレフィン共重合体とのグラフト変性の際のラジカル開始剤として、さらに、エチレン・α−オレフィン共重合体の太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋反応の際のラジカル開始剤として用いられる。エチレン・α−オレフィン共重合体に、シランカップリング剤をグラフト変性することにより、ガラス、バックシート、セル、電極との接着性が良好な太陽電池モジュールが得られる。さらに、エチレン・α−オレフィン共重合体を架橋することにより、耐熱性、接着性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。
【００５４】
好ましく用いられる有機過酸化物は、エチレン・α−オレフィン共重合体にシランカップリング剤をグラフト変性したり、エチレン・α−オレフィン共重合体を架橋したりすることが可能なものであればよいが、押出シート成形での生産性と太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋速度のバランスから、有機過酸化物の１分間半減期温度が１００〜１７０℃であることが好ましい。有機過酸化物の１分間半減期温度が上記下限値以上であると、シート成形時に樹脂組成物から得られる太陽電池封止シートにゲルが発生しにくくなる。また、発生したゲル物によりシートの表面に凹凸が発生するのを抑制できるため、外観の低下を防止することができる。また、電圧をかけたとき、シート内部におけるクラックの発生を防止できるため、絶縁破壊電圧の低下を防ぐことができる。さらに、透湿性の低下も防止できる。また、シート表面に凹凸が発生するのを抑制できるため、太陽電池モジュールのラミネート加工時に表面側透明保護部材、セル、電極、裏面側保護部材との密着性が良好となり、接着性も向上する。有機過酸化物の１分間半減期温度が上記上限値以下であると、太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋速度の低下を抑制できるため、太陽電池モジュールの生産性の低下を防ぐことができる。また、太陽電池封止材の耐熱性、接着性の低下を防ぐこともできる。さらに、ラミネート加工後やオーブンでの架橋を適度にでき、ラミネート装置やオーブンの汚れを抑制することができる。
【００５５】
有機過酸化物としては公知のものが使用できる。１分間半減期温度が１００〜１７０℃の範囲にある有機過酸化物の好ましい具体例としては、ジラウ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、ジベンゾイルパーオキサイド、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、１，１−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−アミルパーオキシイソノナノエート、ｔ−アミルパーオキシノルマルオクトエート、１，１−ジ（ｔ−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−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、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−２−エチルヘキシルカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−アミル−パーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソノナノエート、２，２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、等が挙げられる。好ましくは、ジラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソノナノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。上記有機過酸化物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
【００５６】
太陽電池封止材中の有機過酸化物の含有量は、前述のエチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．００５〜５．０質量部であることが好ましく、０．１〜３．０質量部であることがより好ましく、０．２〜３．０質量部であることがさらに好ましく、０．２〜２．５質量部であることがとくに好ましい。
【００５７】
（紫外線吸収剤、光安定化剤、耐熱安定剤）
エチレン系樹脂組成物には、紫外線吸収剤、光安定化剤、および耐熱安定剤からなる群より選択される少なくとも一種の添加剤が含有されることが好ましい。これらの添加剤の配合量は、エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．００５〜５質量部であることが好ましい。さらに、上記三種から選ばれる少なくとも二種の添加剤を含有することが好ましく、とくに、上記三種の全てが含有されていることが好ましい。上記添加剤の配合量が上記範囲にあると、高温高湿への耐性、ヒートサイクルの耐性、耐候安定性、および耐熱安定性を向上する効果を十分に確保し、かつ、太陽電池封止材の透明性やガラス、バックシート、セル、電極、アルミニウムとの接着性の低下を防ぐことができるので好ましい。
【００５８】
紫外線吸収剤としては、具体的には、２−ヒドロキシ−４−ノルマル−オクチルオキシベンゾフェノン、２−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−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−４−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等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤；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、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアリゾール系紫外線吸収剤；フェニルサルチレート、ｐ−オクチルフェニルサルチレート等のサリチル酸エステル系紫外線吸収剤等が用いられる。
【００５９】
光安定化剤としては、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ポリ［｛６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］等のヒンダードアミン系光安定化剤、ヒンダードピペリジン系光安定化剤等が好ましく使用される。
【００６０】
耐熱安定剤としては、具体的には、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ビス［２，４−ビス（１，１−ジメチルエチル）−６−メチルフェニル］エチルエステル亜リン酸、テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）［１，１−ビフェニル］−４，４'−ジイルビスホスフォナイト、およびビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト等のホスファイト系耐熱安定剤；３−ヒドロキシ−５，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−フラン−２−オンとｏ−キシレンとの反応生成物等のラクトン系耐熱安定剤；３，３'，３"，５，５'，５"−ヘキサ−ｔｅｒｔ−ブチル−ａ，ａ'，ａ"−（メチレン−２，４，６−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）ベンジルベンゼン、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、チオジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］等のヒンダードフェノール系耐熱安定剤；硫黄系耐熱安定剤；アミン系耐熱安定剤等を挙げることができる。また、これらを一種単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることもできる。中でも、ホスファイト系耐熱安定剤、およびヒンダードフェノール系耐熱安定剤が好ましい。
【００６１】
（その他の添加剤）
太陽電池封止材を構成するエチレン系樹脂組成物には、以上詳述した諸成分以外の各種成分を、本発明の目的を損なわない範囲において、適宜含有させることができる。例えば、エチレン・α−オレフィン共重合体以外の各種ポリオレフィン、スチレン系やエチレン系ブロック共重合体、プロピレン系重合体等が挙げられる。これらは、上記エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０００１〜５０質量部、好ましくは０．００１〜４０質量部含有されていてもよい。また、ポリオレフィン以外の各種樹脂、および／または各種ゴム、可塑剤、充填剤、顔料、染料、帯電防止剤、抗菌剤、防黴剤、難燃剤、架橋助剤、および分散剤等から選ばれる一種以上の添加剤を適宜含有することができる。
【００６２】
とくに、架橋助剤を含有させる場合において、架橋助剤の配合量は、エチレン・α−オレフィン共重合体１００質量部に対して、０．０５〜５質量部であると、適度な架橋構造を有することができ、耐熱性、機械物性、接着性を向上できるため好ましい。
【００６３】
架橋助剤としては、オレフィン系樹脂に対して一般に使用される従来公知のものが使用できる。このような架橋助剤は、分子内に二重結合を二個以上有する化合物である。具体的には、ｔ−ブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、セチルアクリレート、ステアリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、メトキシトリプロピレングリコールアクリレート等のモノアクリレート；ｔ−ブチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、セチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、メトキシエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート等のモノメタクリレート；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、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート等のジアクリレート；１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレートネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート等のジメタクリレート；トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のトリアクリレート；トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート等のトリメタクリレート；ペンタエリスリトールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート等のテトラアクリレート；ジビニルベンゼン、ジ−ｉ−プロペニルベンゼン等のジビニル芳香族化合物；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シアヌレート；ジアリルフタレート等のジアリル化合物；トリアリル化合物；ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ｐ'−ジベンゾイルキノンジオキシム等のオキシム；フェニルマレイミド等のマレイミドが挙げられる。
これらの架橋助剤の中でより好ましいのは、ジアクリレート、ジメタクリレート、ジビニル芳香族化合物、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のトリアクリレート；トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート等のトリメタクリレート；ペンタエリスリトールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート等のテトラアクリレート；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シアヌレート；ジアリルフタレート等のジアリル化合物；トリアリル化合物；ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ｐ'−ジベンゾイルキノンジオキシム等のオキシム；フェニルマレイミド等のマレイミドである。さらにこれらの中でとくに好ましいのは、トリアリルイソシアヌレートであり、ラミネート後の太陽電池封止材の気泡発生や架橋特性のバランスが最も優れる。
【００６４】
（太陽電池封止材）
本実施形態の太陽電池封止材は、ガラス、バックシート、薄膜電極、アルミニウム、太陽電池素子等の各種太陽電池部材との接着性、耐熱性、押出成形性および架橋特性のバランスに優れ、さらに、透明性、柔軟性、外観、耐候性、体積固有抵抗、電気絶縁性、透湿性、電極腐食性、プロセス安定性のバランスに優れている。このため、従来公知の太陽電池モジュールの太陽電池封止材として好適に用いられる。本実施形態の太陽電池封止材の製造方法としては通常用いられている方法が利用できるが、ニーダー、バンバリミキサー、押出機等により溶融ブレンドすることにより製造することが好ましい。とくに、連続生産が可能な押出機での製造が好ましい。
【００６５】
太陽電池封止材は、その全体形状がシート状であることも好ましい実施形態の一つである。また、前述のエチレン系樹脂組成物からなるシートを少なくとも一層有する、他の層と複合化された太陽電池封止材も好適に用いることができる。太陽電池封止材の層の厚みは、通常０．０１〜２ｍｍ、好ましくは、０．０５〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜１．２ｍｍ、とくに好ましくは０．２〜１ｍｍ、より好ましくは０．３〜０．９ｍｍ、最も好ましくは０．３〜０．８ｍｍである。厚みがこの範囲内であると、ラミネート工程における、ガラス、太陽電池素子、薄膜電極等の破損が抑制でき、かつ、十分な光線透過率を確保することにより高い光発電量を得ることができる。さらには、低温での太陽電池モジュールのラミネート成形ができるので好ましい。
【００６６】
太陽電池封止材シートの成形方法にはとくに制限は無いが、公知の各種の成形方法（キャスト成形、押出シート成形、カレンダー成形、インフレーション成形、射出成形、圧縮成形等）を採用することが可能である。とくに、押出機中でエチレン・α−オレフィン共重合体と、シランカップリング剤、有機過酸化物、紫外線吸収剤、光安定化剤、耐熱安定剤、および必要に応じてその他添加剤を、例えば、ポリ袋等の袋の中で人力でのブレンドや、ヘンシェルミキサー、タンブラー、スーパーミキサー等の攪拌混合機を用いてブレンドしたエチレン・α−オレフィン共重合体と各種添加剤を配合した組成物を、押出シート成形のホッパーに投入し、溶融混練を行いつつ押出シート成形を行い、シート状の太陽電池封止材を得ることが最も好ましい実施形態である。
【００６７】
なお、配合した組成物にて一度押出機にてペレット化を行い、さらに押出成形やプレス成形でシート化を行う際は、一般的に水層をくぐらせるあるいはアンダーウォーターカッター式の押出機を用いてストランドを冷却しカットしてペレットを得ている。そのため、水分が付着するので添加剤、とくにシランカップリング剤の劣化が起り、例えば再度押出機でシート化を行う際に、シランカップリング剤同士の縮合反応が進行し、接着性が低下する傾向にあるため好ましくはない。また、エチレン・α−オレフィン共重合体と有機過酸化物やシランカップリング剤を除く添加剤（耐熱安定剤、光安定化剤、紫外線吸収剤等の安定剤）を事前に押出機を用いてマスターバッチ化した後、有機過酸化物やシランカップリング剤をブレンドし再度押出機等でシート成形する場合も、耐熱安定剤、光安定化剤、紫外線吸収剤等の安定剤は二度押出機を介しているため、安定剤が劣化し耐候性や耐熱性等の長期信頼性が低下する傾向にあり、好ましくない。
【００６８】
押出温度範囲としては、押出温度が１００〜１３０℃である。押出温度を上記下限値以上にすると、太陽電池封止材の生産性を向上させることができる。押出温度を上記上限値以下にすると、樹脂組成物を押出機でシート化して太陽電池封止材を得る際にゲル化を起こしにくくなる。そのため、押出機のトルクの上昇を防ぎ、シート成形を容易にできる。また、シートの表面に凹凸が発生しにくくなるため、外観の低下を防ぐことができる。また、電圧をかけたときシート内部におけるクラックの発生を抑制できるため、絶縁破壊電圧の低下を防止することができる。さらに、透湿性の低下も抑制できる。また、シート表面に凹凸が発生しにくくなるため、太陽電池モジュールのラミネート加工時に表面側透明保護部材、セル、電極、裏面側保護部材との密着性が良好になり、接着性に優れる。
【００６９】
また、太陽電池封止材シート（または層）の表面には、エンボス加工が施されてもよい。太陽電池封止材シート表面を、エンボス加工によって装飾することで、封止シート同士、または封止シートと他のシート等とのブロッキングを防止しうる。さらに、エンボスが、太陽電池封止材（太陽電池用封止シート）の貯蔵弾性率を低下させるため、太陽電池封止材シートと太陽電池素子とをラミネートする時に太陽電池素子等に対するクッションとなって、太陽電池素子の破損を防止することができる。
【００７０】
太陽電池封止材シートは、本実施形態の太陽電池封止材からなる層のみで構成されていてもよいし、太陽電池封止材を含有する層以外の層（以下、「その他の層」とも記す）を有していてもよい。その他の層の例としては、目的で分類するならば、表面または裏面保護のためのハードコート層、接着層、反射防止層、ガスバリア層、防汚層等を挙げることができる。材質で分類するならば、紫外線硬化性樹脂からなる層、熱硬化性樹脂からなる層、ポリオレフィン樹脂からなる層、カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂からなる層、フッ素含有樹脂からなる層、環状オレフィン（共）重合体からなる層、無機化合物からなる層等を挙げることができる。
【００７１】
本実施形態の太陽電池封止材からなる層と、その他の層との位置関係にはとくに制限はなく、本発明の目的との関係で好ましい層構成が適宜選択される。すなわち、その他の層は、２以上の太陽電池封止材からなる層の間に設けられてもよいし、太陽電池封止材シートの最外層に設けられてもよいし、それ以外の箇所に設けられてもよい。また、太陽電池封止材からなる層の片面にのみその他の層が設けられてもよいし、両面にその他の層が設けられてもよい。その他の層の層数にとくに制限はなく、任意の数のその他の層を設けることができるし、その他の層を設けなくともよい。
【００７２】
構造を単純にしてコストを下げる観点、および界面反射を極力小さくし光を有効に活用する観点等からは、その他の層を設けず、本実施形態の太陽電池封止材からなる層のみで太陽電池封止材シートを作製すればよい。ただし、目的との関係で必要または有用なその他の層があれば、適宜そのようなその他の層を設ければよい。その他の層を設ける場合における、本実施形態の太陽電池封止材からなる層と他の層との積層方法についてはとくに制限はないが、キャスト成形機、押出シート成形機、インフレーション成形機、射出成形機等の公知の溶融押出機を用いて共押出して積層体を得る方法、あるいは予め成形された一方の層上に他方の層を溶融または加熱ラミネートして積層体を得る方法が好ましい。また、適当な接着剤（例えば、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂（三井化学社製の商品名「アドマー（登録商標）」、三菱化学社製の商品名「モディック（登録商標）」等）、不飽和ポリオレフィン等の低（非）結晶性軟質重合体、エチレン／アクリル酸エステル／無水マレイン酸三元共重合体（住化シーディエフ化学社製の商品名「ボンダイン（登録商標）」等）をはじめとするアクリル系接着剤、エチレン／酢酸ビニル系共重合体、またはこれらを含む接着性樹脂組成物等）を用いたドライラミネート法、あるいはヒートラミネート法等により積層してもよい。接着剤としては、１２０〜１５０℃程度の耐熱性があるものが好ましく使用され、ポリエステル系あるいはポリウレタン系接着剤等が好適なものとして例示される。また、両層の接着性を改良するために、例えば、シラン系カップリング処理、チタン系カップリング処理、コロナ処理、プラズマ処理等を用いてもよい。
【００７３】
２．太陽電池モジュールについて
太陽電池モジュールは、例えば、通常、単結晶シリコン、多結晶シリコン等により形成された太陽電池素子を太陽電池封止材シートで挟み積層し、さらに、表裏両面を保護シートでカバーした結晶型太陽電池モジュールが挙げられる。すなわち、典型的な太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール用保護シート（表面側透明保護部材）／太陽電池封止材シート／太陽電池素子／太陽電池封止材シート／太陽電池モジュール用保護シート（裏面側保護部材）という構成になっている。ただし、本発明の好ましい実施形態の１つである太陽電池モジュールは、上記の構成には限定されず、本発明の目的を損なわない範囲で、上記の各層の一部を適宜省略し、または上記以外の層を適宜設けることができる。上記以外の層としては、例えば接着層、衝撃吸収層、コーティング層、反射防止層、裏面再反射層、および光拡散層等を挙げることができる。これらの層は、とくに限定はないが、各層を設ける目的や特性を考慮して、適切な位置に設けることができる。
【００７４】
（ｎ型結晶シリコン系の太陽電池モジュール）
結晶シリコン系の太陽電池素子には、ｎ型半導体を基板としてその上にｐ型半導体層を形成したｎ型結晶シリコン系太陽電池素子と、ｐ型半導体を基板としてその上にｎ型半導体層を形成したｐ型結晶シリコン系太陽電池素子がある。ｎ型半導体を基板とする構造のｎ型結晶シリコン系の太陽電池モジュールは、ｐ型を基板とする構造に比べて不純物への耐性が大きく、理論的にはエネルギー変換効率を上げやすいことが知られている。
図１は、本発明のｎ型結晶シリコン系の太陽電池モジュールの一実施形態を模式的に示す断面図である。図１に示されるように、太陽電池モジュール２０は、インターコネクタ２９により電気的に接続された複数のｎ型結晶シリコン系の太陽電池素子２２と、それを挟持する一対の表面側透明保護部材２４と裏面側保護部材２６とを有し、これらの保護部材と複数の太陽電池素子２２との間に、封止層２８が充填されている。封止層２８は、本実施形態の太陽電池封止材シートを貼り合わせた後、加熱圧着されて得られ、太陽電池素子２２の受光面および裏面に形成された電極と接している。電極とは、太陽電池素子２２の受光面および裏面にそれぞれ形成された集電部材であり、後述する集電線、タブ付用母線、および裏面電極層等を含む。
【００７５】
図２は、ｎ型結晶シリコン系太陽電池素子の受光面と裏面の一構成例を模式的に示す平面図である。図２においては、太陽電池素子２２の受光面２２Ａと裏面２２Ｂの構成の一例が示されている。図２（Ａ）に示されるように、太陽電池素子２２の受光面２２Ａには、ライン状に多数形成された集電線３２と、集電線３２から電荷を収集するとともに、インターコネクタ２９（図１）と接続されるタブ付用母線（バスバー）３４Ａと、が形成されている。また、図２（Ｂ）に示されるように、太陽電池素子２２の裏面２２Ｂには、全面に導電層（裏面電極）３６が形成され、その上に導電層３６から電荷を収集するとともに、インターコネクタ２９（図１）と接続されるタブ付用母線（バスバー）３４Ｂが形成されている。集電線３２の線幅は、例えば０．１ｍｍ程度であり；タブ付用母線３４Ａの線幅は、例えば２〜３ｍｍ程度であり；タブ付用母線３４Ｂの線幅は、例えば５〜７ｍｍ程度である。集電線３２、タブ付用母線３４Ａおよびタブ付用母線３４Ｂの厚みは、例えば２０〜５０μｍ程度である。
【００７６】
集電線３２、タブ付用母線３４Ａ、およびタブ付用母線３４Ｂは、導電性が高い金属を含むことが好ましい。このような導電性の高い金属の例には、金、銀、銅等が含まれるが、導電性や耐腐食性が高い点等から、銀や銀化合物、銀を含有する合金等が好ましい。導電層３６は、導電性の高い金属だけでなく、受光面で受けた光を反射させて太陽電池素子の光電変換効率を向上させるという観点等から、光反射性の高い成分、例えばアルミニウムを含むことが好ましい。集電線３２、タブ付用母線３４Ａ、タブ付用母線３４Ｂ、および導電層３６は、太陽電池素子２２の受光面２２Ａまたは裏面２２Ｂに、上記導電性の高い金属を含む導電材塗料を、例えばスクリーン印刷により５０μｍの塗膜厚さに塗布した後、乾燥し、必要に応じて例えば６００〜７００℃で焼き付けすることにより形成される。
【００７７】
表面側透明保護部材２４は、受光面側に配置されることから、透明である必要がある。表面側透明保護部材２４の例には、透明ガラス板や透明樹脂フィルム等が含まれる。一方、裏面側保護部材２６は透明である必要はなく、その材質はとくに限定されない。裏面側保護部材２６の例にはガラス基板やプラスチックフィルム等が含まれるが、耐久性や透明性の観点からガラス基板が好適に用いられる。
【００７８】
太陽電池モジュール２０は、任意の製造方法で得ることができる。太陽電池モジュール２０は、例えば、裏面側保護部材２６、太陽電池封止材シート、複数の太陽電池素子２２、太陽電池封止材シート、および表面側透明保護部材２４をこの順に積層した積層体を得る工程；該積層体を、ラミネーター等により加圧し貼り合わせ、同時に必要に応じて加熱する工程；上記工程の後、さらに必要に応じて積層体を加熱処理し、上記封止材を硬化する工程により得ることができる。
太陽電池素子には、通常、発生した電気を取り出すための集電電極が配置される。集電電極の例には、バスバー電極、フィンガー電極等が含まれる。一般に、集電電極は、太陽電池素子の表面と裏面の両面に配置した構造をとるが、受光面に集電電極を配置すると、集電電極が光を遮ってしまうため発電効率が低下するという問題が生じうる。
【００７９】
近年、発電効率を向上させるために、受光面に集電電極を配置する必要のないバックコンタクト型太陽電池素子を用いることが考えられる。バックコンタクト型太陽電池素子の一態様では、太陽電池素子の受光面の反対側に設けられた裏面側に、ｐドープ領域とｎドープ領域とを交互に設ける。バックコンタクト型太陽電池素子の他の態様では、貫通孔（スルーホール）を設けた基板にｐ／ｎ接合を形成し、スルーホール内壁および裏面側のスルーホール周辺部まで表面（受光面）側のドープ層を形成し、裏面側で受光面の電流を取り出す。
【００８０】
一般に太陽電池システムにおいては、前述の太陽電池モジュールを直列数台から数十台につないでおり、住宅用の小規模のものでも５０Ｖ〜５００Ｖ、メガソーラーと呼ばれる大規模のものでは６００〜１０００Ｖでの運用がなされる。太陽電池モジュールの外枠には、強度保持等を目的にアルミフレーム等が使用され、安全上の観点からアルミフレームはアース（接地）される場合が多い。その結果太陽電池が発電することで、封止材に比較して電気抵抗の低いガラス面と太陽電池素子の間には、発電による電圧差が生じることになる。
その結果、発電セルとガラスまたはアルミフレームとの間に封止される、太陽電池封止材には、高い電気絶縁性、高抵抗等の良好な電気特性が求められる。
【００８１】
とくに、太陽電池モジュ−ルを構成する光起電力素子の下に積層する封止層は、光起電力素子の上部に積層される封止層・電極・裏面保護層との接着性を有することが必要である。また、光起電力素子としての太陽電池素子の裏面の平滑性を保持するために、熱可塑性を有することが必要である。さらに、光起電力素子としての太陽電池素子を保護するために、耐スクラッチ性、衝撃吸収性等に優れていることが必要である。
【００８２】
上記封止層としては、耐熱性を有することが望ましい。とくに、太陽電池モジュ−ル製造の際、真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等における加熱作用や、太陽電池モジュ−ル等の長期間の使用における太陽光等の熱の作用等により、封止層を構成するエチレン系樹脂組成物が変質したり、劣化ないし分解したりしないことが望ましい。仮に、該エチレン系樹脂組成物に含まれる添加剤等が溶出したり、分解物が生成したりすると、それらが太陽電池素子の起電力面（素子面）に作用し、その機能、性能等を劣化させてしまうことになる。このため、耐熱性は、太陽電池モジュ−ルの封止層の有する特性として必要不可欠なものである。さらに、上記封止層は、防湿性に優れていることが好ましい。この場合、太陽電池モジュールの裏面側からの水分の透過を防ぐことができ、太陽電池モジュールの光起電力素子の腐食、劣化を防ぐことができる。
【００８３】
上記封止層は、光起電力素子の上に積層する封止層と異なり、必ずしも透明性を有することを必要としない。本実施形態の太陽電池封止材は、上記の特性を有しており、結晶型太陽電池モジュールの裏面側の太陽電池封止材、水分浸透に弱い薄膜型太陽電池モジュールの太陽電池封止材として好適に用いることができる。
【００８４】
本実施形態の太陽電池モジュールは、本発明の目的を損なわない範囲で、任意の部材を適宜有してもよい。典型的には、接着層、衝撃吸収層、コーティング層、反射防止層、裏面再反射層、光拡散層等を設けることができるが、これらに限定されない。これらの層を設ける位置にはとくに限定はなく、そのような層を設ける目的、および、そのような層の特性を考慮し、適切な位置に設けることができる。
【００８５】
（太陽電池モジュール用表面側透明保護部材）
太陽電池モジュールに用いられる太陽電池モジュール用表面側透明保護部材は、とくに制限はないが、太陽電池モジュールの最表層に位置するため、耐候性、撥水性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能を有することが好ましい。また、太陽光を有効に活用するために、光学ロスの小さい、透明性の高いシートであることが好ましい。
【００８６】
太陽電池モジュール用表面側透明保護部材の材料としては、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、環状オレフィン（共）重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等からなる樹脂フィルムやガラス基板等が挙げられる。樹脂フィルムは、好ましくは、透明性、強度、コスト等の点で優れたポリエステル樹脂、とくにポリエチレンテレフタレート樹脂や、耐侯性のよいフッ素樹脂等である。フッ素樹脂の例としては、四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリ三フッ化塩化エチレン樹脂（ＣＴＦＥ）がある。耐候性の観点ではポリフッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性および機械的強度の両立では四フッ化エチレン−エチレン共重合体が優れている。また、封止材層等の他の層を構成する材料との接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理を表面側透明保護部材に行うことが望ましい。また、機械的強度向上のために延伸処理が施してあるシート、例えば２軸延伸のポリプロピレンシートを用いることも可能である。
【００８７】
太陽電池モジュール用表面側透明保護部材としてガラス基板を用いる場合、ガラス基板は、波長３５０〜１４００ｎｍの光の全光線透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。かかるガラス基板としては、赤外部の吸収の少ない白板ガラスを使用するのが一般的であるが、青板ガラスであっても厚さが３ｍｍ以下であれば太陽電池モジュールの出力特性への影響は少ない。また、ガラス基板の機械的強度を高めるために熱処理により強化ガラスを得ることができるが、熱処理無しのフロート板ガラスを用いてもよい。また、ガラス基板の受光面側に反射を抑えるために反射防止のコーティングをしてもよい。
【００８８】
（太陽電池モジュール用裏面側保護部材）
太陽電池モジュールに用いられる太陽電池モジュール用裏面側保護部材は、とくに制限はないが、太陽電池モジュールの最表層に位置するため、上述の表面側透明保護部材と同様に、耐候性、機械強度等の諸特性を求められる。したがって、表面側透明保護部材と同様の材質で太陽電池モジュール用裏面側保護部材を構成してもよい。すなわち、表面側透明保護部材として用いられる上述の各種材料を、裏面側保護部材としても用いることができる。とくに、ポリエステル樹脂、およびガラスを好ましく用いることができる。また、裏面側保護部材は、太陽光の通過を前提としないため、表面側透明保護部材で求められる透明性は必ずしも要求されない。そこで、太陽電池モジュールの機械的強度を増すために、あるいは温度変化による歪、反りを防止するために、補強板を張り付けてもよい。補強板は、例えば、鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）板等を好ましく使用することができる。
【００８９】
さらに、本実施形態の太陽電池封止材が、太陽電池モジュール用裏面側保護部材と一体化していてもよい。太陽電池封止材と太陽電池モジュール用裏面側保護部材とを一体化させることにより、モジュール組み立て時に太陽電池封止材および太陽電池モジュール用裏面側保護部材をモジュールサイズに裁断する工程を短縮できる。また、太陽電池封止材と太陽電池モジュール用裏面側保護部材とをそれぞれレイアップする工程を、一体化したシートでレイアップする工程にすることで、レイアップ工程を短縮・省略することもできる。太陽電池封止材と太陽電池モジュール用裏面側保護部材とを一体化させる場合における、太陽電池封止材と太陽電池モジュール用裏面側保護部材の積層方法は、とくに制限されない。積層方法には、キャスト成形機、押出シート成形機、インフレーション成形機、射出成形機等の公知の溶融押出機を用いて共押出して積層体を得る方法や；予め成形された一方の層上に、他方の層を溶融あるいは加熱ラミネートして積層体を得る方法が好ましい。
【００９０】
また、適当な接着剤（例えば、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂（三井化学社製の商品名「アドマー（登録商標）」、三菱化学社製の商品名「モディック（登録商標）」等）、不飽和ポリオレフィン等の低（非）結晶性軟質重合体、エチレン／アクリル酸エステル／無水マレイン酸三元共重合体（住化シーディエフ化学社製の商品名「ボンダイン（登録商標）」等）をはじめとするアクリル系接着剤、エチレン／酢酸ビニル系共重合体、またはこれらを含む接着性樹脂組成物等）を用いたドライラミネート法、あるいはヒートラミネート法等により積層してもよい。
【００９１】
接着剤としては、１２０〜１５０℃程度の耐熱性があるものが好ましく、具体的にはポリエステル系接着剤またはポリウレタン系接着剤等が好ましい。また、二つの層の接着性を向上させるために、少なくとも一方の層に、例えばシラン系カップリング処理、チタン系カップリング処理、コロナ処理、プラズマ処理等を施してもよい。
【００９２】
（太陽電池素子）
本実施形態の太陽電池モジュールに用いられるｎ型結晶シリコン系太陽電池素子は、ｎ型半導体を基板としてその上にｐ型半導体層を形成したものを指す。
【００９３】
シリコン系太陽電池素子は優れた特性を有しているが、外部からの応力、衝撃等により破損し易いことで知られている。本実施形態の太陽電池封止材は、柔軟性に優れているので、太陽電池素子への応力、衝撃等を吸収して、太陽電池素子の破損を防ぐ効果が大きい。したがって、本実施形態の太陽電池モジュールにおいては、本実施形態の太陽電池封止材からなる層が、太陽電池素子と直接的に接合されていることが望ましい。
【００９４】
（電極）
太陽電池モジュールに用いられる電極の構成および材料は、とくに限定されないが、具体的な例では、透明導電膜と金属膜の積層構造を有する。透明導電膜は、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯ等からなる。金属膜は、銀、金、銅、錫、アルミニウム、カドミウム、亜鉛、水銀、クロム、モリブデン、タングステン、ニッケル、バナジウム等の金属からなる。これらの金属膜は、単独で用いられてもよいし、複合化された合金として用いられてもよい。透明導電膜と金属膜とは、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の方法により形成される。
【００９５】
（太陽電池モジュールの製造方法）
本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法は、（ｉ）表面側透明保護部材と、本実施形態の太陽電池封止材と、太陽電池素子（セル）と、太陽電池封止材と、裏面側保護部材とをこの順に積層して積層体を形成する工程と、（ii）得られた積層体を加圧および加熱して一体化する工程と、を含むことを特徴とする。
【００９６】
工程（ｉ）において、太陽電池封止材の凹凸形状（エンボス形状）が形成された面を太陽電池素子側になるように配置することが好ましい。
【００９７】
工程（ii）において、工程（ｉ）で得られた積層体を、常法に従って真空ラミネーター、または熱プレスを用いて、加熱および加圧して一体化（封止）する。封止において、本実施形態の太陽電池封止材は、クッション性が高いため、太陽電池素子の損傷を防止することができる。また、脱気性が良好であるため空気の巻き込みもなく、高品質の製品を歩留り良く製造することができる。
【００９８】
太陽電池モジュールの製造するときに、太陽電池封止材を構成するエチレン系樹脂組成物を架橋硬化させる。この架橋工程は、工程（ii）と同時に行ってもよいし、工程（ii）の後に行ってもよい。
【００９９】
架橋工程を工程（ii）の後に行う場合、工程（ii）において温度１２５〜１６０℃、真空圧１０Ｔｏｒｒ以下の条件で３〜６分間真空・加熱し；次いで、大気圧による加圧を１〜１５分間程度行い、上記積層体を一体化する。工程（ii）の後に行う架橋工程は、一般的な方法により行うことができ、例えば、トンネル式の連続式架橋炉を用いてもよいし、棚段式のバッチ式架橋炉を用いてもよい。また、架橋条件は、通常、１３０〜１５５℃で２０〜６０分程度である。
【０１００】
一方、架橋工程を工程（ii）と同時に行う場合、工程（ii）における加熱温度を１４５〜１７０℃とし、大気圧による加圧時間を６〜３０分とすること以外は、架橋工程を工程（ii）の後に行う場合と同様にして行うことができる。本実施形態の太陽電池封止材は特定の有機過酸化物を含有することで優れた架橋特性を有しており、工程（ii）において二段階の接着工程を経る必要はなく、高温度で短時間に完結することができ、工程（ii）の後に行う架橋工程を省略してもよく、モジュールの生産性を格段に改良することができる。
【０１０１】
いずれにしても、本実施形態の太陽電池モジュールの製造は、架橋剤が実質的に分解せず、かつ本実施形態の太陽電池封止材が溶融するような温度で、太陽電池素子や保護材に太陽電池封止材を仮接着し、次いで昇温して十分な接着と封止材の架橋を行えばよい。諸条件を満足できるような添加剤処方を選べばよく、例えば、上記架橋剤および上記架橋助剤等の種類および含浸量を選択すればよい。
【０１０２】
また、上記架橋は、架橋後の太陽電池封止材のゲル分率が５０〜９５％となる程度にまで行うことが好ましい。ゲル分率は、より好ましくは５０〜９０％、さらに好ましくは６０〜９０％、最も好ましくは６５〜９０％である。ゲル分率の算出は下記の方法で行い得る。例えば、太陽電池モジュールより封止材シートのサンプルを１ｇ採取し、沸騰トルエンでのソックスレー抽出を１０時間行う。抽出液を、３０メッシュでのステンレスメッシュでろ過し、メッシュを１１０℃にて８時間減圧乾燥を行う。メッシュ上に残存した残存物の重量を測定し、処理前のサンプル量（１ｇ）に対する、メッシュ上に残存した残存物の重量の比（％）をゲル分率とする。
上記ゲル分率が上記下限値以上であると、太陽電池封止材の耐熱性が良好となり、例えば８５℃×８５％ＲＨでの恒温恒湿試験、ブラックパネル温度８３℃での高強度キセノン照射試験、−４０℃〜９０℃でのヒートサイクル試験、耐熱試験での接着性の低下を抑制することができる。一方、ゲル分率が上記上限値以下であると、高い柔軟性を有する太陽電池封止材となり、−４０℃〜９０℃でのヒートサイクル試験での温度追従性が向上するため、剥離の発生を防止することができる。
【０１０３】
（発電設備）
本実施形態の太陽電池モジュールは、生産性、発電効率、寿命等に優れている。このため、この様な太陽電池モジュールを用いた発電設備は、コスト、発電効率、寿命等に優れ、実用上高い価値を有する。上記の発電設備は、家屋の屋根に設置する、キャンプ等のアウトドア向けの移動電源として利用する、自動車バッテリーの補助電源として利用する等の、屋外、屋内を問わず長期間の使用に好適である。
【実施例】
【０１０４】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【０１０５】
（１）測定方法
［エチレン単位およびα−オレフィン単位の含有割合］
試料０．３５ｇをヘキサクロロブタジエン２．０ｍｌに加熱溶解させて得られた溶液をグラスフィルター（Ｇ２）濾過した後、重水素化ベンゼン０．５ｍｌを加え、内径１０ｍｍのＮＭＲチューブに装入した。日本電子社製のＪＮＭ  ＧＸ−４００型ＮＭＲ測定装置を使用し、１２０℃で１３Ｃ−ＮＭＲ測定を行った。積算回数は８０００回以上とした。得られた１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルより、共重合体中のエチレン単位の含有割合、およびα−オレフィン単位の含有割合を定量した。【０１０６】
［ＭＦＲ］
ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件にてエチレン・α−オレフィン共重合体のＭＦＲを測定した。【０１０７】
［密度］
ＡＳＴＭ  Ｄ１５０５に準拠して、エチレン・α−オレフィン共重合体の密度を測定した。【０１０８】
［ショアＡ硬度］
エチレン・α−オレフィン共重合体を１９０℃、加熱４分、１０ＭＰａで加圧した後、１０ＭＰａで常温まで５分間加圧冷却して３ｍｍ厚のシートを得た。得られたシートを用いて、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０に準拠してエチレン・α−オレフィン共重合体のショアＡ硬度を測定した。【０１０９】
［アルミニウム元素の含有量］
エチレン・α−オレフィン共重合体を湿式分解した後、純水にて定容し、ＩＣＰ発光分析装置（島津製作所社製、ＩＣＰＳ−８１００）により、アルミニウムを定量し、アルミニウム元素の含有量を求めた。【０１１０】
（２）太陽電池封止材（シート）の製造
（実施例１）
エチレン・α−オレフィン共重合体（α−オレフィン：１−ブテン、密度：０．８７０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ２０ｇ／１０分、エチレンに由来する構成単位の含有割合：８６ｍｏｌ％、α−オレフィンに由来する構成単位の割合：１４ｍｏｌ％、ショアＡ硬度：７０、アルミニウム元素の含有量：１０２ｐｐｍ、ＷＯ２０１２／０４６４５６の段落０１７８に記載の合成例１に準じて合成した。）１００質量部に対し、シランカップリング剤としてγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを０．５質量部、有機過酸化物として１分間半減期温度が１６６℃のｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネートを１．０質量部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレートを１．２質量部、紫外線吸収剤として２−ヒドロキシ−４−ノルマル−オクチルオキシベンゾフェノンを０．４質量部、光安定化剤としてビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを０．２質量部、および耐熱安定剤１としてトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイトを０．１質量部、耐熱安定剤２としてオクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートを０．１質量部配合した。【０１１１】
サーモ・プラスチック社製の単軸押出機（スクリュー径２０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２８）にコートハンガー式Ｔ型ダイス（リップ形状：２７０×０．８ｍｍ）を装着し、ダイス温度１００℃の条件下、ロール温度３０℃、巻き取り速度１．０ｍ／ｍｉｎで、第１冷却ロールにエンボスロールを用いて成形を行い、厚み５００μｍのシート（太陽電池封止材シート）を得た。【０１１２】
得られた太陽電池封止材シートを用いて、単結晶セルを用い１セル小モジュールを作製し、評価した。ガラスには、２４×２１ｃｍにカットした旭硝子ファブリテック社製の白板フロートガラス（３．２ｍｍ厚みのエンボス付き熱処理ガラス）を用いた。ｎ型結晶シリコン系太陽電池素子（ＴｏｐｓｋｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製のｎ型単結晶セル）は受光面側のバスバー銀電極を中央にして５×３ｃｍにカットしたものを用いた。バックシートとして、シリカ蒸着ＰＥＴを含むＰＥＴ系バックシートを用い、バックシートの一部にセルからの取り出し部位にカッタ−ナイフで約２ｃｍ切り込みを入れセルのプラス端子とマイナス端子を取り出し、真空ラミネーター（ＮＰＣ社製：ＬＭ−１１０ｘ１６０−Ｓ）を用いて熱盤温度１５０℃、真空時間３分、加圧時間１５分にてラミネートした。その後、ガラスからはみ出した封止材、バックシートをカットし、ガラスエッジには端面封止材を付与して、アルミフレームを取り付けた後、バックシートから取り出した端子部分の切れ込み部位はＲＴＶシリコーンを付与して硬化させた。【０１１３】
このミニモジュールのプラス端子とマイナス端子を短絡し、電源の高圧側ケーブルを接続した。また電源の低圧側のケーブルはアルミフレームに接続し、アルミフレームは接地した。このモジュールを８５℃、８５％ｒｈの恒温恒湿槽内にセットし、温度上昇を待った後、−１０００Ｖを印加したまま保持した。【０１１４】
高圧電源には、松定プレシジョン社製ＨＡＲｂ−３Ｒ１０−ＬＦを用い、恒温恒湿槽にはエタック社製ＦＳ−２１４Ｃ２を用いた。【０１１５】
２４時間電圧を印加後、このモジュールをＡＭ（エアマス）１．５クラスＡの光強度分布を有するキセノン光源を用いＩＶ特性を評価した。ＩＶ評価には日清紡メカトロニクス社製のＰＶＳ−１１６ｉ−Ｓを用いた。
測定した結果、いずれの場合も高圧試験後の最大出力電力Ｐｍａｘ、ダーク測定時の並列抵抗ダークＲｓｈは初期とほぼ同等であり、低下がみられなかった。【０１１６】
この出願は、２０１４年１１月２８日に出願された日本出願特願２０１４−２４１３１９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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