(57)【要約】 【課  題】  従来の太陽電池は、水蒸気バリアのために、バックカバーにアルミ箔等の水蒸気バリア層を設けなければならず、太陽電池のコストダウンを阻害する一因となっていた。【解決手段】  セルの封止に用いられているエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略）に１０ミクロン以下の粒径の雲母を添加することで、ＥＶＡに水蒸気バリアの機能を付加し、水蒸気バリア層をＥＶＡにすることにより、バックカバーの水蒸気バリア層をなす事を可能にした。 【特許請求の範囲】
【請求項１】
雲母がエチレン酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略）対比50重量部以下添加されていることを特徴とするＥＶＡ組成物。
【請求項２】
ＥＶＡ内に分散している雲母の一部または全部が粒径１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のＥＶＡ組成物。
【請求項３】
ＥＶＡに添加されている雲母が人工であることを特徴とする請求項１または２に記載のＥＶＡ組成物。
【請求項４】
雲母の陽イオンがアルキルアンモニウム塩であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＥＶＡ組成物。
【請求項５】
太陽電池セルの封止に用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＥＶＡ組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルの封止に用いられるＥＶＡ組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池モジュールは、非受光面の反対側は、アルミ箔等水蒸気バリア層を含む耐候性の高いフィルムを配置しているものがある。（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
以下、図１により従来の太陽電池モジュールについて説明する。
太陽電池モジュール用白板ガラスと３０μのアルミ箔で水蒸気バリア機能を有する三層構造の耐候性の高いフィルムの間に、ＥＶＡ組成物を用いて、発電素子を封止している。
【特許文献１】特開平６−１７７４１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上述べた従来の太陽電池モジュールでは、非受光面側にアルミ箔等の水蒸気バリア層を設けそれをプラスチックフィルムで挟み込む複雑な構造のフィルムを用いており、非常に高価であり、太陽電池コストダウンの阻害要因の一つであった
【０００５】
本発明は、太陽電池モジュールのコストダウンを目標に、封止材に用いられているＥＶＡ組成物に水蒸気バリア機能を持たせ、バックカバーを単純なフィルムとし、安価な太陽電池モジュールを製造することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの問題を解決すべく、鋭意研究開発をした結果、ＥＶＡに有機化した雲母を加え雲母の粒径を１０μ以下に分散することで、ＥＶＡの水蒸気透過率が著しく低下することを見出し、バックカバー内の水蒸気バリア層を除き、耐久性に問題のない太陽電池モジュールを提供するに至った
【０００７】
雲母の添加量としては、ＥＶＡ対比５０重量部以下で充分であり、好ましくは０．５〜２０重量部で構わない。
【０００８】
雲母を２０重量部以上添加すると、溶融時のＥＶＡ組成物の粘度上昇し加工性が著しく悪くなり、逆に０．５重量部以下では添加した効果が小さく実用に適さない。
【０００９】
本発明で用いられる雲母については、天然、合成の種類を問わないが、雲母の陽イオンをアルキルアンモニウム塩にすることで、ＥＶＡに対する雲母の分散を著しく向上させることができる。
【００１０】
ここで用いられるアルキルアンモニウム塩としては、１〜４級アンモニウム塩のいずれでも構わないが、分散をよくする観点から、特に４級アンモニウム塩が好ましい。
【００１１】
本発明で用いられる４級アンモニウム塩としては、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ジポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム塩、ポリオキシプロピレンメチルジエチルアンモニウム塩、ジメチルジアルキルアンモニウム塩等が上げられるが、価格・分散性の観点からジメチルジアルキルアンモニウムが特に好ましく、この場合のアルキル基としては、Ｃ６〜Ｃ２４のいずれでも構わない。
【００１２】
本発明に用いられる雲母は人工雲母で、かつ雲母分子内のＯＨ基がＦ基に置換されているフッ素化雲母であっても構わない。
【００１３】
また、本発明に用いられるＥＶＡは、酢酸ビニル含有率が１０〜５０重量部％のものを用いることができるが、特にＥＶＡそのものの水蒸気透過率を考えると酢酸ビニル含有率が３０％以下のものが好ましい。
【００１４】
また、本発明ではＥＶＡに有機過酸化物を予め加え、これを熱分解することでＥＶＡ組成物に架橋構造を持たせることができる。
【００１５】
本発明で用いられる有機過酸化物としては、１００℃以上でラジカルを発生するものであればいずれでも使用可能であるが、 配合時の安定性を考慮にいれれば、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上であることが好ましい。
【００１６】
例えば２、５―ジメチルヘキサンー２、５―ジハイドロパーオキサイド；２、５―ジメチルー２、５―ジ（ｔ―ブチルパーオキシ）ヘキサン−３、ジーｔブチルパーオキサイド；ジクミルパーオキサイド；２、５―ジメチルー２、５―ジ（ｔ―ブチルパーオキシ）ヘキサン；ジクミルパーオキサイド；α、α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン；ｎ−ブチルー４、４−ビス（ｔ―ブチルパーオキシ）ブタン；２、２―ビス（ｔ―ブチルパーオキシ）ブタン；１、１―ビス（ｔ―ブチルパーオキシ）シクロヘキサン；１、１―ビス（ｔ―ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；ｔ―ブチルパーオキシベンズエート；ベンゾイルパーオキサイドなどを用いることができる。  これらの有機過酸化物の配合量はＥＶＡ対比５重量％又はそれ以下で充分である。
【００１７】
また、本発明ではＥＶＡに光増感材を予め加え、これに光照射することで分解しＥＶＡ組成物に架橋構造を持たせることができる。  本発明で用いられる光増感材としては光照射でラジカルを生じるものであればいかなるものでもよい。
【００１８】
例えばベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソエチルエーテル、ベンゾインイソプロピリエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ジベンゾイル、ヘキサクロロシクロペンタジエン、パラニトロジフェニル、パラニトロアニリン、２―４―６―トリニトロアニリン、１―２―ベンズアントラキノン等がある。これらの光増感材はＥＶＡ対比１０重量部ないしはそれ以下で充分である。
【００１９】
本発明において封止材とバックカバー及び発電素子との接着力を更に向上せしめる目的でＥＶＡにシランカップリング剤を添加することができる。
【００２０】
この目的に供されるシランカップリング剤としては公知のものとして例えばγ−クロロプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリクロロシラン；ビニルトリエトキシシラン；ビニルートリス（β−メトキシエトキシ）シラン；γーメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン；β−（３、４―エトキシシクロヘキシル）エチルートリメトキシシラン；γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリアセトキシシラン；γーメルカトプロピルトリエメトキシシラン；γーアミノプロピルトリメトキシシラン；Ｎ−β−（アミノエチル）―γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を上げることをできる。これらのシランカップリング剤の配合量はＥＶＡ対比５重量部ないしはそれ以下で充分である。
【００２１】
ＥＶＡ組成物の架橋度を向上させ、耐久性を向上するために架橋助剤を添加できる。
【００２２】
この目的に供せられる架橋助剤としては、公知のものとしてトリアリルイソシアヌレート；トリアリルイソシアネート等３官能の架橋助剤の他、ＮＫエステル等単官能の架橋助剤等も上げる事ができる。これらの架橋助剤はＥＶＡ対比１０重量部ないしはそれ以下で充分である。
【００２３】
本発明では安定性を向上する目的でハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；Ｐ―ベンゾキノン；メチルハイドロキノン等を本発明では安定性を向上する目的でハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；Ｐ―ベンゾキノン；メチルハイドロキノン等をＥＶＡ対比５重量部もしくはそれ以下で加えることができる。ＥＶＡ対比５重量部もしくはそれ以下で加えることができる。
【００２４】
また、上記以外に着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、変色防止剤等を添加することができる。
【００２５】
着色剤の例としては、金属酸化物、金属粉等の無機顔料、アゾ系、フタロシアニン系、アチ系、等の有機顔料がある
【００２６】
紫外線吸収剤には、２―ヒドロキシー４―ンーオクトキシベンゾフェノン；２―ヒドキシー４―メトキシー５―スルフォベンゾフェノン等のベンゾフェノン系；２―（２‘―ヒドロキシー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ゾール系、フェニルサルシレート；ｐ―ｔ―ブチルフェニルサリシレート等のヒンダードアミン系がある。
【００２７】
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、ビスフェニル系、ヒンダードアミン系があるが、例えばジーｔ―ブチルーｐクレゾール；ビス（２−２−６−６―テトラメチルー４―ビペラジル）セバケート等がある。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明の主事を超えない限り本実施例に限定されるものではない。
【００２９】
[実施例１]表１（実施例１で行ったＥＶＡの配合）の配合に従い、１．０ｍｍ厚のシート（１）〜（４）の４種類を作成し、水蒸気透過率を測定した。
【００３０】
【表１】
2005113076.tif 000002
フッ素化有機処理雲母：コープケミカル株式会社製「ＳＯＭＡＳＩＦ  ＭＡＥ」
【００３１】
水蒸気透過率の測定結果、明らかにフッ素化有機処理雲母を添加したＥＶＡの方が水蒸気透過率が減少している。
【００３２】
[実施例２]表２（実施例２で行ったＥＶＡの配合）の配合に従い、０．５ｍｍ厚のシート（１）〜（４）の４種類を作成した。
【００３３】
【表２】
2005113076.tif 000003
有機化酸化物（１）：２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ―ブチルパーオキシ）ヘキサン
有機化酸化物（２）：１、１―ビス（ｔ―ブチルパーオキシ）
３，３，５トリメチルシクロヘキサン
シランカップリング剤：γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
紫外線吸収剤：２―ヒドロキシー４―ンーオクトキシベンゾフェノン
酸化防止剤：ビス(２−２−６−６―テトラメチルー４―ビペラジル)セバケート
フッ素化有機処理雲母：コープケミカル株式会社製「ＳＯＭＡＳＩＦ  ＭＡＥ」
【００３４】
ガラスとテドラーフィルム（３８μｍ）で、表２で得られたＥＶＡシート２−（１）、２−（２）を使用し、図２のようにシリコン発電素子を挟み込み、ラミネーターを用い、１５０℃で３分脱気した後、３０分間大気圧プレスを行い、一体化した。
【００３５】
それぞれの太陽電池モジュールを８５℃、８５％ＲＨ下で１０００時間放置し、試験前後で、発電素子の劣化を観察した。ＥＶＡに２−（１）を用いた太陽電池モジュールは発電素子の外観の劣化がほとんどないのに対し、２−（２）を用いた方は、外観の劣化が著しかった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来の太陽電池モジュールの実施形態を示す断面図
【図２】本発明の太陽電池モジュールの実施形態を示す断面図
【符号の説明】
【００３７】
１０  太陽電池モジュール用白板ガラス（３ｍｍ厚）
１１  ＥＶＡ組成物
１２  シリコン発電素子
１３  バックカバー：ポリフッ化ビニル（３８μ）／アルミ（３０μ）
／ポリフッ化ビニル（３８μ）の三層構成
２０  太陽電池モジュール用白板ガラス（３ｍｍ厚）
２１  ＥＶＡ組成物
２２  シリコン発電素子
２３  バックカバー：ポリフッ化ビニル（３８μ）
【図１】
2005113076.tif 000004
【図２】
2005113076.tif 000005