(57)【要約】【課題】  本発明は、太陽電池モジュールとした場合に、水分の浸入を防止することが可能であり、長期使用後において透明前面基板や裏面保護シートが破損等した場合や、高湿度条件下で用いた場合等であっても、太陽電池素子や電極等に悪影響を与えない太陽電池モジュール用充填材層を提供することを主目的とするものである。【解決手段】  上記目的を達成するために、太陽電池モジュール内に用いられている太陽電池モジュール用充填材層であって、上記太陽電池モジュール用充填材層の厚さ１００μｍあたりの水蒸気透過率が０．９〜９ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする太陽電池モジュール用充填材層を提供する。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュール内に用いられている太陽電池モジュール用充填材層であって、
前記太陽電池モジュール用充填材層の厚さ１００μｍあたりの水蒸気透過率が０．９〜９ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする太陽電池モジュール用充填材層。
【請求項２】
前記太陽電池モジュール用充填材層の厚みが、５０〜２０００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用充填材層。
【請求項３】
前記太陽電池モジュール用充填剤層が、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとを重合させてなるシラン変成樹脂を含有するものであり、ゲル分率が３０％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュール用充填材層。
【請求項４】
前記太陽電池モジュール用充填材層が、さらに添加用ポリエチレンを有することを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール用充填材層。
【請求項５】
前記重合用ポリエチレンと前記添加用ポリエチレンとが、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、極超低密度ポリエチレン、および直鎖状低密度ポリエチレンからなる群から選択される少なくとも一つのポリエチレンであることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の太陽電池モジュール用充填材層。
【請求項６】
前記太陽電池モジュール用充填材層中に、Ｓｉ（珪素）が、重合Ｓｉ量として、８ｐｐｍ〜３５００ｐｐｍ含有されていることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれかの請求項に記載の太陽電池モジュール用充填材層。
【請求項７】
前記太陽電池モジュール用充填材層中に、シラノール縮合触媒が実質的に含まれていないことを特徴とする請求項３から請求項６までのいずれかの請求項に記載の太陽電池モジュール用充填材層。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の太陽電池モジュール用充填材層を有することを特徴とす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、水蒸気バリア性に優れた太陽電池モジュール用充填材層、および、これを用いた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、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、提案されている。
一般に、上記の太陽電池モジュールは、例えば、透明前面基板、充填材層、光起電力素子としての太陽電池素子、充填材層、および裏面保護シート等の順に積層し、次いで、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して製造される。
【０００３】
現在、太陽電池モジュール用充填材層を構成する材料としては、その加工性、施工性、製造コスト、その他等の観点から、厚さ１００μｍ〜１５００μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂が、最も一般的なものとして使用されている。
しかしながら、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂からなる充填材層を使用して太陽電池モジュールを製造する場合、その加熱圧着等の条件により、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂が熱分解等を起こし、酢酸ガス等を発生し、これらが、作業環境等を悪化させるばかりではなく、太陽電池素子や電極等に悪影響を与え、劣化、発電効率の低下等を引き起こすという問題がある。
【０００４】
さらに、上記エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂からなる充填材層は、水蒸気透過性が悪く、湿度の高い環境下で用いた場合等においては、水分が太陽電池素子に到達してしまい、この場合も太陽電池素子や電極等に悪影響を与え、劣化、発電効率の低下等を引き起こすという問題が生じる可能性があった。
一方、上述した問題を解決するために、別途水蒸気バリアー層を裏面保護シート上に形成する技術が開示されている（特許文献１）。しかしながら、この技術では、水蒸気バリアー層を形成するための工程が必要となり、太陽電池モジュールを形成する際に手間がかかり、製造コスト面で問題となる場合があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−６１５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、太陽電池モジュールとした場合に、水分の浸入を防止することが可能であり、長期使用後において透明前面基板や裏面保護シートが破損等した場合や、高湿度条件下で用いた場合等であっても、太陽電池素子や電極等に悪影響を与えない太陽電池モジュール用充填材層を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明においては、上記目的を達成するために、太陽電池モジュール内に用いられている太陽電池モジュール用充填材層であって、上記太陽電池モジュール用充填材層の厚さ１００μｍあたりの水蒸気透過率が０．９〜９ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とする太陽電池モジュール用充填材層を提供する。
上述したような太陽電池モジュール用充填材層であれば、水分の侵入を十分に防止することが可能であるので、例え高湿度条件下で用いた場合であっても、水分が太陽電池素子まで浸入することを防止することができ、太陽電池素子や電極等に悪影響を与え、発電効率が低下することを防止することができる。特に、長期使用後において、透明前面基板、裏面保護シートが破損、損傷、劣化等した場合などにおいては、充填材層が外環境に対して剥き出しになる可能性があり、このような場合でも、本発明においては充填材層自体が水蒸気透過性が良好であるために素子や電極などの劣化を抑えることができる。
ここで、上記太陽電池モジュール用充填材層の厚みは、５０〜２０００μｍであることが好ましい。
【０００８】
本発明は、さらに上記太陽電池モジュール用充填剤層が、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとを重合させてなるシラン変成樹脂を含有するものであり、ゲル分率が３０％以下であることが好ましい。
上記のような太陽電池モジュール用充填材層は、上述した水蒸気透過性が良好である点に加え、シラン変成樹脂を有しているため、例えばガラス等の透明前面基板および裏面保護シートとの密着性に優れ、かつ主鎖がポリエチレンからなるものであることから有害なガスを発生させず、作業環境を悪化させないという利点を有する。また、太陽電池モジュールに用いた場合、太陽電池モジュール用充填材層のゲル分率が上記範囲とすることにより、短時間でのシールが可能となり、さらに加熱処理等が不要であるという利点を有する。
【０００９】
本発明においては、上記太陽電池モジュール用充填材層が、さらに添加用ポリエチレンを有することが好ましい。上記シラン変成樹脂はコストが高いため、太陽電池モジュール用充填材層が添加用ポリエチレンを含有することが好ましいのである。
本発明においては、さらに上記重合用ポリエチレンと上記添加用ポリエチレンとが、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、極超低密度ポリエチレン、および直鎖状低密度ポリエチレンからなる群から選択される少なくとも一つのポリエチレンであることが好ましい。
【００１０】
さらに、上記太陽電池モジュール用充填材層中に、Ｓｉ（珪素）が、重合Ｓｉ量として８ｐｐｍ〜３５００ｐｐｍ含有されていることが好ましい。この範囲内で重合Ｓｉ量を有することにより、太陽電池素子や透明前面基板との接着性を良好なものとすることができるからである。
【００１１】
さらに、本発明においては、上記太陽電池モジュール用充填材層中に、シラノール縮合触媒が実質的に含まれていないことが好ましい。本発明においては、太陽電池モジュール用充填材層中のゲル分率が所定の値以下であることが好ましいものであるので、エチレン性不飽和シラン化合物を用いた樹脂組成物において水架橋等のために一般的に配合されるシラノール縮合触媒が含有されていたのでは、上記所望のゲル分率を得ることができないからである。
【００１２】
本発明においては、また、上記太陽電池モジュール用充填材層を有することを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。本発明の太陽電池モジュール用充填材層を有する太陽電池モジュールは、上述したような太陽電池モジュール用充填材層の利点を有し、かつコスト的に有利であるという利点を有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽電池モジュール用充填材層は、例え高湿度条件下で用いた場合や、長期使用後において、透明前面基板、裏面保護シートが破損、損傷、劣化等した場合などにおいても、水分が太陽電池素子まで浸入することを防止することができ、太陽電池素子や電極等に悪影響を与え、発電効率が低下することを防止することができるといった効果も有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明には、太陽電池モジュール用充填材層、およびこれを用いた太陽電池モジュールが含まれる。以下、太陽電池モジュール用充填材層とこれを用いた太陽電池モジュールについて説明する。なお、本発明において、シートとは、シート状物ないしフィルム状物のいずれの場合も意味するものであり、また、フィルムとは、フィルム状物ないしシート状物のいずれの場合も意味するものである。
【００１５】
Ａ．太陽電池モジュール用充填材層
まず、本発明の太陽電池モジュール用充填材層について説明する。本発明の太陽電池モジュール用充填材層は、太陽電池モジュール内に用いられている太陽電池モジュール用充填材層であって、上記太陽電池モジュール用充填材層の厚さ１００μｍあたりの水蒸気透過率が０．９〜９ｇ／ｍ２・ｄａｙであることを特徴とするものである。本発明においては、上述したような太陽電池モジュール用充填材層を用いているので、高湿度環境において長時間使用した場合や、長期使用後において、透明前面基板、裏面保護シートが破損、損傷、劣化等して充填材層が外環境に対して剥き出しになってしまった場合等において、水分が太陽電池素子まで到達させることを防止することができ、太陽電池素子や電極等への悪影響を防止することができることから、種々の使用環境においても長期間にわたり発電効率の低下を防止することができる。
【００１６】
ここで、本発明における太陽電池モジュール用充填材層の厚さ１００μｍあたりの水蒸気透過率の値は、樹脂製フィルムが通常有する厚みに対して水蒸気透過率が反比例する性質を利用して算出される値であり、具体的には、太陽電池モジュール用充填材層の厚みをｄ（μｍ）とし、水蒸気透過率をＸ（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）、１００μｍあたりの水蒸気透過率をｘ（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）とした場合、
ｘ＝Ｘｄ／１００
で求められる値を用いる。
【００１７】
なお、本発明における水蒸気透過率は、測定温度３７．８℃、湿度９０％ＲＨの条件下で、ＭＯＣＯＮ社製の水蒸気透過率測定装置（ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ：機種名）により測定した値を用いるものである。
【００１８】
また、本発明の太陽電池モジュール用充填剤層は、上記水蒸気透過性を有すると同時に、通常の太陽電池モジュール用充填材層としての機能が良好であることが好ましい。
具体的には、透明前面基板との密着性が所定の値を有するものであり、かつ本発明の太陽電池モジュール用充填材層を用いてなる太陽電池モジュールの所定の規定に基づいて測定された試験前後の光起電力の出力維持率が８０％以上であることが好ましい。
対透明前面基板密着性としては、太陽電池モジュール用充填材層の２５℃雰囲気下における１８０°剥離試験において測定された透明前面基板との剥離強度が、１Ｎ／１５ｍｍ幅〜１５０Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲内であることが好ましく、特に３Ｎ／１５ｍｍ幅〜１５０Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲内、中でも１０Ｎ／１５ｍｍ幅〜１５０Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲内であることが好ましい。
【００１９】
なお、上記剥離強度は以下の試験方法により得た値とする。
試験機：エー・アンド・ディー(A&D)株式会社製の引っ張り試験機〔機種名：テンシロン〕
測定角度：１８０°剥離
剥離速度：５０ｍｍ/ｍｉｎ
【００２０】
また、本発明の太陽電池モジュール用充填材層を用いた太陽電池モジュールにおける、所定の規定に基づいて測定された試験前後の光起電力の出力維持率は、８０％〜１００％の範囲内であることが好ましく、特に９０％〜１００％、中でも９５％〜１００％の範囲内であることが好ましい。光起電力の出力維持率がこの範囲であると、変換効率の維持率が十分に確保されるからである。
【００２１】
なお、ここで太陽電池モジュールの規定に基づいて測定された試験前後の光起電力の出力維持率は、太陽電池素子が結晶系の場合は、ＪＩＳ規格Ｃ８９１７により測定され、太陽電池素子がアモルファスの場合は、ＪＩＳ規格Ｃ８９３８により測定され、他の太陽電池素子に関しては、これに準ずる方法により測定されるものである。
上述したような条件を満たす太陽電池モジュール用充填材層の材料としては、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとを重合させてなるシラン変成樹脂を含有し、かつ上記太陽電池モジュール用充填材層を太陽電池モジュールに用いた場合、ゲル分率が３０％以下である材料を好適な材料の例として挙げることができる。
以下、このような太陽電池モジュール用充填材層の好適な材料について説明する。
【００２２】
１．シラン変成樹脂
本発明に用いられるシラン変成樹脂は、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとを重合させてなるものである。このようなシラン変成樹脂は、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとラジカル発生剤とを混合し、高温で溶融撹拌し、エチレン性不飽和シラン化合物を重合用ポリエチレンにグラフト重合させることにより得ることができる。
【００２３】
本発明に用いられる重合用ポリエチレンとしては、ポリエチレン系のポリマーであれば特に限定されえないが、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、極超低密度ポリエチレン、または直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。また、これらを１種ないし２種以上を用いることもできる。
【００２４】
さらに、上記重合用ポリエチレンとしては、側鎖の多いポリエチレンが好ましい。ここで通常、側鎖の多いポリエチレンは、密度が低く、側鎖の少ないポリエチレンは、密度が高いものである。したがって、密度の低いポリエチレンが好ましいといえる。本発明における重合用ポリエチレンの密度としては、０．８５０〜０．９６０ｇ／ｃｍ３の範囲内が好ましく、より好ましくは０．８６５〜０．９３０ｇ／ｃｍ３の範囲内である。重合用ポリエチレンが側鎖の多いポリエチレン、すなわち密度の低いポリエチレンであれば、エチレン性不飽和シラン化合物が重合用ポリエチレンにグラフト重合しやすくなるからである。
【００２５】
一方、本発明に用いられるエチレン性不飽和シラン化合物としては、上記重合用ポリエチレンとグラフト重合するものであれば特に限定されないが、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、および、ビニルトリカルボキシシランからなる群から選択される少なくとも１種類のものを用いることができる。本発明においては、中でも、ビニルトリメトキシシランが好適に用いられる。
【００２６】
本発明における太陽電池モジュール用充填材層中に含まれるエチレン性不飽和シラン化合物の量は、１０ｐｐｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｐｐｍ以上である。上記太陽電池モジュール用充填材層は、重合用ポリエチレンと重合させた上記エチレン性不飽和シラン化合物を有することにより、後述する太陽電池モジュール用透明前面基板および裏面シートに用いられる材料、例えばガラス等との良好な密着性を実現するものである。よって、上述した範囲に満たない場合は、ガラス等との密着性が不足するからである。また、エチレン性不飽和シラン化合物の量の上限は、４０００ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましくは３０００ｐｐｍ以下である。上限値は、ガラス等との密着性の点からは限定されるものではないが、上述した範囲を超えると、ガラス等との密着性は変わらずコストが高くなるからである。
【００２７】
また、上記シラン変成樹脂は、上記太陽電池モジュール用充填材層中に好ましくは１〜８０重量％の範囲内、さらに５〜７０重量％の範囲内で含有されることが好ましい。この場合も同様に、上記シラン変成樹脂は、重合用ポリエチレンと重合させたエチレン性不飽和シラン化合物を有することにより、ガラス等との密着性が付与されるものである。よって、上記太陽電池モジュール用充填材層は、上記のようなシラン変成樹脂を有することにより、ガラス等との密着性が高くなる。ゆえに、ガラス等との密着性、かつコストの点から、上述した範囲内が好適に用いられる。
【００２８】
さらに、上記シラン変成樹脂は、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。太陽電池モジュール用充填材層の成形性、透明前面基板および裏面保護シートとの接着性等に優れるからである。
また、上記シラン変成樹脂の融点は、１１０℃以下であることが好ましい。上記太陽電池モジュール用充填材層を用いた太陽電池モジュールの製造時において、加工性等の面から上記範囲が好適である。
【００２９】
上記シラン変成樹脂に添加するラジカル発生剤としては、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等の有機過酸化物、または、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）等のアゾ化合物等が挙げられる。
【００３０】
上記ラジカル発生剤の使用量は、上記シラン変成樹脂中に０．００１重量％以上含まれることが好ましい。上記範囲未満では、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとのラジカル重合が起こりにくいからである。
なお、本発明に用いられるシラン変成樹脂は、合わせガラス用途にも使用できるものである。合わせガラスは、ガラスとガラスとの間に柔軟で強靭な樹脂等をはさんで加熱圧着して作製されるものであるので、ガラスとの密着性の点から、上記シラン変成樹脂を用いることができる。
【００３１】
２．添加用ポリエチレン
本発明においては、上記太陽電池モジュール用充填材層が、上記シラン変成樹脂と、添加用ポリエチレンとを有することが好ましい。上記添加用ポリエチレンとしては、上述した「１．シラン変成樹脂」に記載したものと同様なものを挙げることができる。本発明においては、上記添加用ポリエチレンが上記重合用ポリエチレンと同一の樹脂であることが特に好ましい。上記シラン変成樹脂はコストが高いため、シラン変成樹脂のみで太陽電池モジュール用充填材層を形成するよりも、シラン変成樹脂と、添加用ポリエチレンとを混合して太陽電池モジュール用充填材層を形成する方が、コスト的に有利であるからである。
添加用ポリエチレンの含有量は、上記シラン変成樹脂１００重量部に対し、０．０１重量部〜９９００重量部が好ましく、９０重量部〜９，９００重量部がより好ましい。
上記シラン変成樹脂を２種類以上用いる場合には、その合計量１００重量部に対し、添加用ポリエチレンの含有量が上記範囲となることが好ましい。
【００３２】
また、上記添加用ポリエチレンは、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。太陽電池モジュール用充填材層の成形性等に優れるからである。
さらに、上記添加用ポリエチレンの融点は、１３０℃以下であることが好ましい。上記太陽電池モジュール用充填材層を用いた太陽電池モジュールの製造時における加工性等の面から上記範囲が好適である。
なお、融点の測定方法としては、プラスチックの転移温度測定方法（JISK7121）に準拠し、示差走査熱量分析（DSC）により行う。なお、その際、融点ピークが２つ以上存在する場合は高い温度の方を融点とする。
【００３３】
３．添加剤
本発明においては、必要により光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の添加剤を用いることができる。本発明の太陽電池モジュール用充填材層が、上述したようなシラン変成樹脂を有し、これに光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤を添加することで長期にわたり安定した機械強度、接着強度、黄変防止、ひび割れ防止、優れた加工適性を得ることができる。
上記光安定剤は、上記重合用ポリエチレンおよび上記添加用ポリエチレンに用いられるポリマー中の光劣化開始の活性種を捕捉し、光酸化を防止するものである。具体的には、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダードピペリジン系化合物、およびその他等からなる群から選択される少なくとも１種類のものを使用することができる。
【００３４】
上記紫外線吸収剤は、太陽光中の有害な紫外線を吸収して、分子内で無害な熱エネルギーへと変換し、上記重合用ポリエチレンおよび上記添加用ポリエチレンに用いられるポリマー中の光劣化開始の活性種が励起されるのを防止するものである。具体的には、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サルチレート系、アクリルニトリル系、金属錯塩系、ヒンダードアミン系、および、超微粒子酸化チタン（粒子径：０．０１μｍ〜０．０６μｍ）あるいは超微粒子酸化亜鉛（粒子径：０．０１μｍ〜０．０４μｍ）等の無機系等の紫外線吸収剤からなる群から選択される少なくとも１種類のものを使用することができる。
【００３５】
また、上記熱安定剤としては、トリス（２，４−ジ−tert−ブチルフェニル）フォスファイト、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フォスファイト等のリン系熱安定剤；８−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熱安定剤を挙げることができる。また、これらを１種または２種以上を用いることもできる。中でも、リン系熱安定剤およびラクトン系熱安定剤を併用して用いることが好ましい。
【００３６】
上記光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、太陽電池モジュール用充填材層中、０．０１〜５重量％の範囲内が好ましい。
また、上記太陽電池モジュール用充填材層は、後述するように太陽電池モジュールに用いた場合、ゲル分率が低いことが好ましい。このため、シラン変成樹脂が架橋構造を形成する必要がない。したがって、架橋剤またはシラノール基の縮合反応を促進させる触媒等は特に必要ないものである。
【００３７】
具体的には、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といったシリコーンのシラノール間の脱水縮合反応を促進するシラノール縮合触媒が、実質的に含まれていないことが好ましい。ここで、実質的に含まれていないとは、太陽電池モジュール用充填材層を構成する樹脂１００重量部に対して、０．０５重量部以下である場合をいう。
【００３８】
４．太陽電池モジュール用充填材層
本発明の太陽電池モジュール用充填材層の膜厚は、好ましくは５０〜２０００μｍの範囲内、特に１００〜１２５０μｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲より薄い場合は、セルを支持することができずセルの破損が生じやすくなり、上記範囲より厚い場合は、モジュール重量が重くなり設置時などの作業性が悪いばかりでなく、コスト面でも不利となる場合もあるからである。
【００３９】
さらに、本発明においては、上記太陽電池モジュール用充填材層中に、Ｓｉ（珪素）が、重合Ｓｉ量として、８ｐｐｍ〜３５００ｐｐｍ、特に１０ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍ、中でも５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの範囲内で含有されていることが好ましい。この範囲内で重合Ｓｉ量を含む場合は、透明前面基板や太陽電池素子との密着性を良好に保つことができるからであり、またコスト面からも上述した範囲が好適であるといえる。
なお、本発明において、重合Ｓｉ量を測定する方法としては、太陽電池モジュール用充填材層のみを加熱し燃焼させ灰化することにより重合ＳｉはＳｉＯ２に変換されることから、灰分をアルカリ融解し、純水に溶解後定容しＩＣＰ発光分析（高周波プラズマ発光分析装置：（株）島津製作所製ICPS8100）法により重合Ｓｉ量の定量を行う方法が用いられる。
【００４０】
さらに、上記太陽電池モジュール用充填材層を構成する樹脂は、１９０℃でのメルトマスフローレートが０．５〜１０ｇ／１０分であるものが好ましく、１〜８ｇ／１０分であるものがより好ましい。太陽電池モジュール用充填材層の成形性、透明前面基板および裏面保護シートとの接着性等に優れるからである。
また、上記太陽電池モジュール用充填材層を構成する樹脂の融点は、１３０℃以下であることが好ましい。上記太陽電池モジュール用充填材層を用いた太陽電池モジュールの製造時において、加工性等の面から上記範囲が好適である。なお、融点の測定方法は、上述したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００４１】
また、本発明の太陽電池モジュール用充填材層を太陽電池モジュールに用いた場合、ゲル分率が３０％以下、特に１０％以下、中でも０％であることが好ましい。本発明に用いられるシラン変成樹脂は、このように架橋構造を形成しないため、短時間でのシールが可能となり、加熱処理等の後処理が不要となる。また、ゲル分率が上記範囲を超えると、太陽電池モジュール製造時の加工性が低下し、透明前面基板および裏面保護シートとの密着性の改良が認められないこととなる。
【００４２】
なお、太陽電池モジュール用充填材層を太陽電池モジュールに用いた場合のゲル分率とは、例えば、透明前面基板、太陽電池モジュール用充填材層、太陽電池素子、太陽電池モジュール用充填材層、および裏面保護シートを順次に積層し、次いでこれらを一体として、真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等の通常の成形法を利用して、各層を一体成形体として太陽電池モジュールを製造した後の太陽電池モジュール用充填材層のゲル分率をいう。
このようなゲル分率の測定方法としては、太陽電池モジュール用充填材層を１ｇ秤量し、８０メッシュの金網袋に入れる。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、金網ごとサンプルごと取出し乾燥処理後秤量し、抽出前後の重量比較を行い残留不溶分の重量％を測定し、これをゲル分率とする方法が用いられる。
【００４３】
５．太陽電池モジュール用充填材層の製造方法
次に、本発明の太陽電池モジュール用充填材層の製造方法について説明する。
まず、本発明に用いられるシラン変成樹脂の調製方法について説明する。上記シラン変成樹脂は、エチレン性不飽和シラン化合物と重合用ポリエチレンとラジカル発生剤との混合物を、加熱溶融混合し、エチレン性不飽和シラン化合物を重合用ポリエチレンにグラフト重合させることにより得ることができる。
【００４４】
これらの混合物の加熱溶融混合方法としては、特に限定するものはないが、添加剤については予め添加剤を混練し樹脂に含有させたマスターバッチを主原料に混合し押出し溶融させる方法が望ましい。また、加熱温度は、３００℃以下が好ましく、さらには２７０℃以下が好ましい。上記シラン変成樹脂は、加熱によりシラノール基部分が架橋しゲル化しやすいので、上記範囲で溶融混合するのが好適である。
次に、本発明の太陽電池モジュール用充填材層の形成方法について説明する。上述したようにシラン変成樹脂を加熱溶融混合した後、得られたシラン変成樹脂をペレット化し、再度加熱溶融して押出し加工することも可能であるが、押出し機のホッパ内に上記シラン変成樹脂と、上記添加用ポリエチレンとを混合して投入し、シリンダ内で加熱溶融することも可能であり、コストの点では後者が優れている。
【００４５】
上述したような樹脂を加熱溶融した後、Ｔダイ、インフレなどの既存の方法により、５０〜２０００μｍの厚みのシート状に成形し、太陽電池モジュール用充填材層とすることができる。
再度加熱溶融する際の加熱温度は、３００℃以下が好ましく、より好ましくは２７０℃以下である。上述したように、シラン変成樹脂は加熱によりシラノール基部分が架橋しゲル化しやすいので、上記範囲で樹脂を加熱溶融して押出すことが望ましい。
【００４６】
Ｂ．太陽電池モジュール
次に、本発明の太陽電池モジュールについて説明する。本発明の太陽電池モジュールは、上述した本発明の太陽電池モジュール用充填材層を有することを特徴とするものである。図１は、太陽電池モジュール用充填材層を使用して製造した太陽電池モジュールの例を示す概略断面図である。図１に示すように、透明前面基板１、太陽電池モジュール用充填材層２、光起電力素子としての太陽電池素子３、太陽電池モジュール用充填材層２、および、裏面保護シート４等を順次に積層し、次いで、これらを一体として、真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等の通常の成形法を利用し、各層を一体成形体として太陽電池モジュールＴを製造することができる。
【００４７】
本発明において、このようなラミネーション法を用いた際のラミネート温度は、９０℃〜２３０℃の範囲内であることが好ましく、特に１１０℃〜１９０℃の範囲内とすることが好ましい。上記範囲より温度が低いと十分に溶融せず透明前面基板、補助電極や太陽電池素子、裏面保護シートなどとの密着性が悪くなる可能性があり、上記範囲より温度が高いと大気中の水蒸気による水架橋が進行しやすくなりゲル分率がおおきくなる可能性があるため好ましくない。ラミネート時間は、５〜６０分の範囲内が好ましく、特に８〜４０分の範囲内が好ましい。上記範囲より時間が短いと十分に溶融せず同上の部材との密着性が悪くなる可能性があり、長いと工程上の問題となる場合があり、特に温度や湿度条件次第ではゲル分率の増加の要因となるからである。なお、湿度に関しては、高すぎるとゲル分率の増加につながり、低すぎると各種部材との密着性を低下させる可能性があるが、通常の大気環境下における湿度であれば特に問題は生じない。
【００４８】
本発明においては、太陽電池モジュール用充填材層は、透明前面基板と太陽電池素子との間に設けてもよいし、あるいは、透明前面基板と太陽電池素子との間および裏面保護シートと太陽電池素子との間に設けてもよい。
また、上記太陽電池モジュールにおいては、太陽光の吸収性、補強、その他等の目的のもとに、さらに、他の層を任意に加えて積層することができるものである。
【００４９】
本発明の太陽電池モジュールに用いられる透明前面基板としては、ガラス、フッ素系樹脂シート、耐候性フィルムとバリアフィルムをラミネート積層した透明複合シート等を用いることができる。
また、本発明の太陽電池モジュールに用いられる裏面保護シートとしては、アルミニウム等の金属、フッ素系樹脂シート、耐候性フィルムとバリアフィルムをラミネート積層した複合シート等を用いることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５０】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
［実施例１］
（１）シラン変成樹脂の調製
密度０．８９８ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのメルトフローレート（以下、ＭＦＲと称する）２ｇ／１０分の直鎖状低密度ポリエチレン（以下、ＬＬＤＰＥと称する）９８重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン２重量部、ラジカル発生剤としてジクミルパーオキサイド０．１重量部を混合し、２００℃で加熱溶融撹拌し、シラン変成樹脂を得た。
【００５１】
（２）太陽電池モジュール用充填材層の形成
上記シラン変成樹脂１０重量部と、密度０．８９８ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲ２ｇ／１０分のＬＬＤＰＥ９０重量部、別に作製した光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤入マスターバッチ５重量部（直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ヒンダードアミン系光安定剤３．７５重量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部、リン系熱安定剤０．５重量部を混合して溶融・加工しペレット化）を混合し、φ２５ｍｍ押出し機、３００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成型機のホッパに投入し、押出し温度２３０℃、引取り速度４．８ｍ／ｍｉｎで厚さ２５０μｍのシートを成膜した。上記の成膜化は、支障なく実施することができた。これら一連の操作により、太陽電池モジュール用充填材層を得た。
（３）太陽電池モジュールの作製
上記の太陽電池モジュール用充填材層を使用し、厚さ３ｍｍのガラス板、上記（２）で作成した厚さ２５０μｍの太陽電池モジュール用充填材層、結晶系シリコン太陽電池素子、上記の厚さ２５０μｍの太陽電池モジュール用充填材層、および、厚さ３８μｍのポリフッ化ビニル系樹脂シート（ＰＶＦ）と厚さ３０μｍのアルミニウム箔と厚さ３８μｍのポリフッ化ビニル系樹脂シート（ＰＶＦ）とからなる積層シートとをアクリル系樹脂の接着剤層を介して積層し、その太陽電池素子面を上に向けて、太陽電池モジュール製造用の真空ラミネーターにて１５０℃で１４分間圧着し、太陽電池モジュールを得た。
【００５２】
［実施例２〜６］
（１）シラン変成樹脂の調製
実施例１と同様にして、シラン変成樹脂を得た。
（２）太陽電池モジュール用充填材層の形成
実施例２においては、引き取り速度を２．９ｍ／ｍｉｎで、実施例３においては、引き取り速度を２．０ｍ／ｍｉｎ、実施例４においては、引き取り速度を１．５ｍ／ｍｉｎ、実施例５においては、引き取り速度を１．２ｍ／ｍｉｎ、実施例６においては、引き取り速度を１．０ｍ／ｍｉｎでシートを成膜したこと以外は実施例１と同様にして、支障なく成膜することができた。このとき実施例２においては、厚さ４００μｍ、実施例３においては、厚さ６００μｍ、実施例４においては、厚さ８００μｍ、実施例５においては厚さ１０００μｍ、実施例６においては厚さ１２００μｍの太陽電池モジュール用充填材層を得た。
（３）太陽電池モジュールの作製
実施例２においては実施例１と同様に、実施例３〜６においては太陽電池モジュール製造用の真空ラミネーターにて１５０℃で１８分間圧着したこと以外は実施例１と同様に作製することにより、太陽電池モジュールを得た。
【００５３】
[実施例７、８]
（１）シラン変成樹脂の調製
実施例１と同様にして、シラン変成樹脂を得た。
（２）太陽電池モジュール用充填材層の形成
実施例７においては、上記シラン変成樹脂を４０重量部と、ＭＦＲ２．０ｇ／１０分、密度０．８９８ｇ／ｃｍ３のＬＬＤＰＥを６０重量部とし、実施例８においては、上記シラン変成樹脂を１００重量部とした以外は実施例１と同様にして支障なく成膜を実施することができ、厚さ４００μｍの太陽電池モジュール用充填材層を得た。
（３）太陽電池モジュールの作製
実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを得た。
【００５４】
[実施例９]
（１）シラン変成樹脂の調製
実施例１と同様にして、シラン変成樹脂を得た。
（２）太陽電池モジュール用充填材層の形成
実施例８と同様にして太陽電池モジュール用充填材層を得た。
（３）太陽電池モジュールの作製
太陽電池モジュール製造用の真空ラミネーターにて１８０℃で３０分間圧着したこと以外は実施例１と同様に作製することにより、太陽電池モジュールを得た。
【００５５】
[実施例１０]
（１）シラン変成樹脂の調製
密度０．８６５ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲ２．２のＬＬＤＰＥを用いた以外は、実施例１と同様にしてシラン変性樹脂を得た。
（２）太陽電池モジュール用充填材層の形成
上記シラン変成樹脂４０重量部と、密度０．８６５ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲ２．２のＬＬＤＰＥ６０重量部と、別に作製した光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤入マスターバッチ５重量部（直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ヒンダードアミン系光安定剤３．７５重量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部、リン系熱安定剤０．５重量部を混合して溶融・加工しペレット化）を混合し、φ２５ｍｍ押出し機、３００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成型機のホッパに投入し、押出し温度２３０℃、引取り速度２．９ｍ／ｍｉｎで厚さ４００μｍのシートを成膜した。上記の成膜化は、支障なく実施することができた。これら一連の操作により、太陽電池モジュール用充填材層を得た。
（３）太陽電池モジュールの作製
実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを得た。
【００５６】
[実施例１１]
（１）シラン変成樹脂の調製
密度０．９３０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが３．７ｇ／１０分のＬＬＤＰＥ９７重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン３重量部、ラジカル発生剤としてジクミルパーオキサイド０．１５重量部を混合し、２００℃で加熱溶融撹拌し、シラン変成樹脂を得た。
（２）太陽電池モジュール用充填材層の形成
上記シラン変成樹脂４０重量部と、密度０．９３０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが３．７ｇ／１０分のＬＬＤＰＥ６０重量部、別に作製した光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤入マスターバッチ５重量部（直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ヒンダードアミン系光安定剤３．７５重量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部、リン系熱安定剤０．５重量部を混合して溶融・加工しペレット化）を混合し、φ２５ｍｍ押出し機、３００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成型機のホッパに投入し、押出し温度２３０℃、引取り速度２．９ｍ／ｍｉｎで厚さ４００μｍのシートを成膜した。上記の成膜化は、支障なく実施することができた。これら一連の操作により、太陽電池モジュール用充填材層を得た。
（３）太陽電池モジュールの作製
実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを得た。
【００５７】
[実施例１２]
（１）シラン変成樹脂の調製
密度０．９３０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが３．７ｇ／１０分のＬＬＤＰＥ９７重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン３重量部、ラジカル発生剤としてジクミルパーオキサイド０．１５重量部を混合し、２００℃で加熱溶融撹拌し、シラン変成樹脂を得た。
（２）太陽電池モジュール用充填材層の形成
上記シラン変成樹脂４０重量部と、密度０．９３０ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが３．７ｇ／１０分のＬＬＤＰＥ６０重量部、別に作製した光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤入マスターバッチ５重量部（直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、ヒンダードアミン系光安定剤３．７５重量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部、リン系熱安定剤０．５重量部を混合して溶融・加工しペレット化）を混合し、φ２５ｍｍ押出し機、３００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成型機のホッパに投入し、押出し温度２３０℃、引取り速度２．９ｍ／ｍｉｎで厚さ４００μｍのシートを成膜した。上記の成膜化は、支障なく実施することができた。これら一連の操作により、太陽電池モジュール用充填材層を得た。
（３）太陽電池モジュールの作製
実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを得た。
【００５８】
［比較例１］
密度０．９４２ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが１５ｇ／１０分のエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量２８重量部）１００重量部に対し、ビニルトリメトキシシラン２重量部、ラジカル発生剤として第３ブチルパーオキサイド０．２重量部を混合し、２００℃で加熱溶融撹拌し、シラン変成エチレン−酢酸ビニル共重合体を得た。  
このシラン変成エチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部と、別に作製した、架橋剤、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤入マスターバッチ５重量部（エチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対し、第３ブチルパーオキサイド２．０重量部、ヒンダードアミン系光安定剤３．７５重量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤３．７５重量部、リン系熱安定剤０．５重量部を混合して溶融・加工しペレット化）を混合し、φ２５ｍｍ押出し機、３００ｍｍ幅のＴダイスを有するフィルム成型機のホッパに投入し、押出し温度１００℃、引取り速度２．９ｍ／ｍｉｎで厚さ４００μｍのシートを成膜した。上記の成膜化は、支障なく実施することができた。これら一連の操作により、太陽電池モジュール用充填材層を得た。
太陽電池モジュールの作製については、太陽電池モジュール製造用の真空ラミネータにて１５０℃１４分間圧着したのち、１５０℃１５分間オーブンにより加熱することにより太陽電池モジュールを得た。
【００５９】
［比較例２］
比較例１において、マスターバッチに架橋剤を添加しなかったこと以外は比較例１と同様にして、太陽電池モジュール用充填材層および太陽電池モジュールを得た
【００６０】
[評価]
実施例１〜１２、および比較例１、２の水蒸気透過率（劣化試験前後）およびゲル分率を測定した。結果を表１にまとめる。なお、試験方法は以下の通りである。
（水蒸気透過率）
得られた太陽電池モジュール用充填材層シートを表裏エチレンテトラフルオロエチレン共重合体フィルムに挟みこみ、太陽電池モジュール製造用の真空ラミネータにて各モジュール工程条件下において加熱圧着した後、上記フィルムを剥離し、加熱した上記太陽電池モジュール用充填材層のみを測定に供した。
また、上記太陽電池モジュール用充填材層のみを８５℃、８５％ＲＨ条件下に１０００時間保存後、水蒸気透過率を測定することにより水蒸気透過率の高温多湿保存安定性を評価した。
（ゲル分率）
上記「Ａ.太陽電池モジュール用充填材層」の欄で説明した方法を用いて測定した。
【００６１】
【表１】
2005347721.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
２  …  太陽電池モジュール用充填材層
Ｔ  …  太陽電池モジュール
【図１】
2005347721.tif 000003